CN104631438A - 长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，步骤包括：施工准备；放线定位；钻机就位；钻机成孔；提钻同时灌注细石混凝土；封孔压浆；插入钢筋笼；清理钻具和土方。本发明的有益效果在于，通过特定的压浆工艺，将混凝土压入底部和侧壁的土体中，并与土体胶结成整体，增大了桩身与土体的接触面积，与传统抗拔桩相比，桩的抗拔性能显著提高。

Description

长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法

技术领域

本发明涉及一种长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法。

背景技术

随着我国城市建设的发展，土地资源日益紧张，地下空间的开发越来越得到重视，同时也给工程的设计、施工带来许多新的技术问题，其中地下室抗拔问题尤为突出。一些建筑物在施工或正常使用阶段由于受到地下水浮力作用，地下室底板会产生不同程度的隆起，严重时还会造成建筑物不均匀上浮，影响工程安全和建筑物的正常使用。因此，抗拔设计成为地下空间开发、设计中经常考虑的一个问题。

在现有的工程设计中，抗拔设计主要包括锚板基础法、增加自重和抗拔桩等方法，其中抗拔桩由于稳定性高、易施工、适用范围广而被广泛采用。抗拔桩技术虽然已使用多年，但仍存在一些问题，主要表现为：1.各类桩的抗拔性能差异很大，某些桩型基本不具备抗拔能力，不能用作抗拔桩；2.每一种桩型，其抗拔承载力往往比竖向抗压极限承载力小的多，不能充分发挥桩的性能，提高桩的抗拔性是目前桩基工程领域研究的重要课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，步骤包括：

(一)施工准备：

在长螺旋钻机进场前应对可能产生沉陷的地表进行铺设砖渣、夯打密实，并且查清是否有妨碍施工的地下管线管；

(二)放线定位：

使用全站仪根据桩位设计图纸要求，测设桩位轴线，定桩位点并进行标识；

(三)钻机就位：

将长螺旋钻机设置在拟定桩位，就位后保持钻机平稳，采用吊线法或经纬仪校正长螺旋钻机的钻杆的位置和垂直度，垂直度的容许偏差不大于1％，下放钻杆，使钻头对准桩位点；

(四)钻机成孔：

开动长螺旋钻机旋动钻头，控制电流在180A～200A，钻头的钻入速度控制在1.1-1.3m/min，在成孔过程中随时清理钻孔的孔口排出的渣土，修整压实场地，并且钻机垂直度；

(五)提钻同时灌注细石混凝土

混凝土采用细石混凝土，初凝时间不小于6小时，混凝土灌注前坍落度为180～220mm；

混凝土开始灌注时，先提升钻杆200mm～300mm，确认钻头的阀门打开后开始泵送混凝土，混凝土的泵送连续进行，边泵送混凝土边提钻杆，并且保证钻头始终埋在混凝土面以下；

(六)封孔压浆

利用钻孔上部的土层将钻孔密封，先按照8～10MPa的泵送压力灌注细石混凝土，每提钻3～5m，将混凝土的泵送压力增加至12～15MPa，从而将混凝土压入底部和侧壁的土层中，压浆完成后再恢复至正常泵送压力灌注细石混凝土；

(七)插入钢筋笼

钢筋笼的插入在封孔压浆完成后立即进行，在钢筋笼中设置震动器，利用长螺旋钻机将钢筋笼竖直吊起，钢筋笼吊装时防止其变形，安放时对准孔位并保持垂直居中，插入时先依靠钢筋笼与振动器的自重缓慢插入，当依靠自重不能继续插入时，开启振动器使钢筋笼下沉至设计深度，钢筋笼在插入时连续下放不停顿，下放时禁止采用直接脱钩的方法；

(八)清理钻具和土方

长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩达到设计强度70％以后，进行开槽及桩间土挖处等土方清理工作。

进一步地，(三)：在长螺旋钻机的机架或钻杆上设置标尺，以便控制和记录孔深。

进一步地，(四)：钻机成孔时，先钻入0.5～1.0m，检查长螺旋钻机是否正常，若未见异常则继续钻进；若出现钻杆摇晃或进尺缓慢或电流猛增等异常情形时，停止钻进，并分析原因进行处理，直至排除异常。

进一步地，(五)：混凝土灌注充盈系数不小于1.0。

进一步地，(五)：混凝土正常泵送压力为8～10MPa。

进一步地，(六)：封孔压浆时发现冒浆应立即停止压浆，封堵冒浆口，待浆液凝固后再补注。

进一步地，(七)：长度在12m以内的钢筋笼采用单吊点起吊，吊点位于上端1/4笼长位置；长度大于12m可采用双吊点起吊，吊点位于两端1/4笼长位置。

传统等截面抗拔桩的抗拔力主要由桩身的侧摩阻力提供，本发明的长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩，通过特定的压浆工艺，将混凝土压入底部和侧壁的土体中，并与土体胶结成整体，增大了桩身与土体的接触面积，与传统抗拔桩相比，桩的抗拔性能显著提高。

本发明的有益效果：

传统的管桩施工成本较高，长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩次之，传统的钻孔灌注桩成本最低，与钻孔灌注桩相比，长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩由于增加了封孔压浆工艺，增加了混凝土的泵送量，因而单根桩的施工成本有所增加；但是，管桩和钻孔灌注桩抗拔承载力相近，而长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩的抗拔承载力比前两者提高50％以上，因此可将桩数、桩径减少，既满足设计和使用要求，又能达到降低成本，产生经济效益的目的。

总体而言，该施工方法钻孔过程中噪音低、振动小，对周围环境影响较小，是一种绿色施工方法，增加的封孔压浆工艺用较少的能源、材料消耗，使基础获得较高的抗拔力，节约了大量资源，社会效益显著。

附图说明

图1为本发明长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法的流程示意图。

图2为本发明长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩剖面示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施案例：

参照图1，本发明，长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，步骤包括：

(一)施工准备

1.由于长螺旋钻机较重，在设备进场前应对可能产生沉陷的地表进行处理，如铺设砖渣、夯打密实等，确保平整后的场地有足够的承重能力和稳定性；

2.查清是否有妨碍施工的地下管线，如水管、煤气管道、电缆等，若存在应预先移除；

3.开工前对施工人员进行质量、安全技术交底。

(二)放线定位

用全站仪根据桩位设计图纸要求，测设桩位轴线，定桩位点并用石灰货竹签或木桩标识，经现场质量员检查后方可进行施工。

(三)钻机就位

1.将长螺旋钻机开到拟定桩位，就位后保持钻机平稳；

2.在长螺旋钻机的机架或钻杆上设置标尺，以便控制和记录孔深；

3.采用吊线法或经纬仪校正钻杆的位置和垂直度，垂直度的容许偏差不宜大于1％，钻杆的连接应牢固；

4.下放钻杆，使钻头对准桩位点。

(四)钻机成孔

1.开动长螺旋钻机旋动钻头，根据电流大小控制钻进速度(额定电流一般在180A～200A之间)，一般先钻0.5～1.0m深，检查钻机是否正常，若未见异常则继续钻进；若出现钻杆摇晃、进尺缓慢或电流猛增等异常情形时，应停止钻进，分析原因进行处理，禁止强行钻进；

2.若无异常地质情况，正常平均钻进速度控制在1.2m/min左右，钻进过程中不宜反转或提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提至地面，对钻尖开启门重新清洗、调试、封孔。

3.随时清理孔口排出的渣土，修整压实场地，保持成孔过程中长螺旋钻机垂直度。

(五)提钻同时灌注细石混凝土

混凝土的制备：

混凝土宜采用和易性好、泌水性较小的细石混凝土，强度等级符合设计要求，初凝时间不小于6小时，混凝土灌注前坍落度宜为180～220mm。

1.混凝土开始灌注时，宜先提升钻杆200mm～300mm，确认钻头阀门打开后方可开始泵送混凝土；

2.首次泵送前或停工时间过长，应先开机润管；

3.混凝土的泵送宜连续进行，边泵送混凝土边提钻，提钻速率按试钻工艺参数确定，保证钻头始终埋在混凝土面以下；

4.混凝土灌注充盈系数不得小于1.0；

5.混凝土正常泵送压力宜为8～10MPa。

(六)封孔压浆

1.利用钻孔上部的土层将钻孔密封，每提钻3～5m，将混凝土的泵送压力增加至15MPa，从而将混凝土压入底部和侧壁的土层中，压浆完成后再恢复至正常泵送压力灌注细石混凝土；

2.压浆过程宜连续进行，混凝土泵的最大工作压力不应低于16MPa，正常压浆压力宜为12～15MPa；

3.发现冒浆应立即停止压浆，并设法封堵冒浆口，待浆液稍凝固后再补注；

4.压浆系隐蔽工程，必须认真地做好原始记录。

(七)插入钢筋笼

1.利用钻机自备吊钩将钢筋笼竖直吊起，长度在12m以内的钢筋笼采用单吊点起吊，吊点位于上端约1/4笼长位置；长度大于12m可采用双吊点起吊，吊点位于两端约1/4笼长位置；钢筋笼吊装时应采取措施防止变形，安放时对准孔位并保持垂直居中；

2.钢筋笼插入作业应在压浆完成后立即进行，插入时先依靠钢筋笼与振动导管的自重缓慢插入，当依靠自重不能继续插入时，开启振动装置使钢筋笼下沉至设计深度，断开振动装置，缓慢连续振动拔出钢管；

3.钢筋笼应连续下放，不宜停顿，下放时禁止采用直接脱钩的方法。

(八)清理钻具和土方

桩体达到设计强度70％以后，方可进行开槽及桩间土挖处等土方清理工作，并宜用轻型土方机械施工。

本发明的主要原理为：利用长螺旋钻机一次成孔，达到设计桩底标高终孔验收后，提钻并同时灌注混凝土1，再通过封孔压浆，将混凝土压入底部和侧壁的土体中，最后插入钢筋笼2，待混凝土达到设计强度如图2。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于，步骤包括：

(一)施工准备：

在长螺旋钻机进场前应对可能产生沉陷的地表进行铺设砖渣、夯打密实，并且查清是否有妨碍施工的地下管线管；

(二)放线定位：

使用全站仪根据桩位设计图纸要求，测设桩位轴线，定桩位点并进行标识；

(三)钻机就位：

将长螺旋钻机设置在拟定桩位，就位后保持钻机平稳，采用吊线法或经纬仪校正长螺旋钻机的钻杆的位置和垂直度，垂直度的容许偏差不大于1％，下放钻杆，使钻头对准桩位点；

(四)钻机成孔：

开动长螺旋钻机旋动钻头，控制电流在180A～200A，钻头的钻入速度控制在1.1-1.3m/min，在成孔过程中随时清理钻孔的孔口排出的渣土，修整压实场地，并且钻机垂直度；

(五)提钻同时灌注细石混凝土

混凝土采用细石混凝土，初凝时间不小于6小时，混凝土灌注前坍落度为180～220mm；

混凝土开始灌注时，先提升钻杆200mm～300mm，确认钻头的阀门打开后开始泵送混凝土，混凝土的泵送连续进行，边泵送混凝土边提钻杆，并且保证钻头始终埋在混凝土面以下；

(六)封孔压浆

利用钻孔上部的土层将钻孔密封，先按照8～10MPa的泵送压力灌注细石混凝土，每提钻3～5m，将混凝土的泵送压力增加至12～15MPa，从而将混凝土压入底部和侧壁的土层中，压浆完成后再恢复至正常泵送压力灌注细石混凝土；

(七)插入钢筋笼

钢筋笼的插入在封孔压浆完成后立即进行，在钢筋笼中设置震动器，利用长螺旋钻机将钢筋笼竖直吊起，钢筋笼吊装时防止其变形，安放时对准孔位并保持垂直居中，插入时先依靠钢筋笼与振动器的自重缓慢插入，当依靠自重不能继续插入时，开启振动器使钢筋笼下沉至设计深度，钢筋笼在插入时连续下放不停顿，下放时禁止采用直接脱钩的方法；

(八)清理钻具和土方

长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩达到设计强度70％以后，进行开槽及桩间土挖处等土方清理工作。

2.根据权利要求1所述的长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于，(三)：在长螺旋钻机的机架或钻杆上设置标尺，以便控制和记录孔深。

3.根据权利要求1所述的长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于，(四)：钻机成孔时，先钻入0.5～1.0m，检查长螺旋钻机是否正常，若未见异常则继续钻进；若出现钻杆摇晃或进尺缓慢或电流猛增等异常情形时，停止钻进，并分析原因进行处理，直至排除异常。

4.根据权利要求1所述的长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于，(五)：混凝土灌注充盈系数不小于1.0。

5.根据权利要求1所述的长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于，(五)：混凝土正常泵送压力为8～10MPa。

6.根据权利要求1所述的长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于，(六)：封孔压浆时发现冒浆应立即停止压浆，封堵冒浆口，待浆液凝固后再补注。

7.根据权利要求1所述的长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于，(七)：长度在12m以内的钢筋笼采用单吊点起吊，吊点位于上端1/4笼长位置；长度大于12m可采用双吊点起吊，吊点位于两端1/4笼长位置。