CN105369800A - 导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，包括：1、在用于桩柱作业的导洞内进行引孔施工；2、钻机定位及钻孔；3、在钻孔内安装桩基钢筋笼、钢管柱及柱内钢筋笼；4、利用钢管柱液压插入机对钢管柱精确定位、调平；5、灌注桩基混凝土及钢管柱混凝土；6、钢管柱与桩间回填碎石；7、继续灌注钢管柱混凝土；8、回填粗砂，将钢管柱液压插入机移走，抽出泥浆并将工具管换成第一节钢管柱；9、安装第一节钢管柱内钢筋笼，灌注钢管柱混凝土，混凝土养护完成后即完成桩柱施工。本发明施工方法将下部的钻孔灌注桩施工与上部的钢管柱安装两道工序结合起来，一次成型。

Description

导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法

技术领域

本发明属于暗挖施工技术领域，特别是涉及一种导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法。

背景技术

随着地铁施工技术的不断进步,地下工程界不断创新,提出了许多新的施工方法,其中浅埋暗挖洞桩法就是很有代表性的一种。该方法在传统浅埋暗挖分部法的基础上吸收了盖挖法的特点,灵活多变,适用范围极广。浅埋暗挖洞桩法在北京地铁十号线多个车站工程中得到成功应用,充分证明其在松散软弱地层中进行浅埋大断面洞室开挖是可行的,该方法具有良好的发展前景和推广价值。

洞桩法包括导洞内灌注桩施工的步骤，目前暗挖车站钢管柱安装主要为在钢护筒保护下待浇筑的桩基混凝土达到70%强度后，抽除钢护筒内泥浆，采用人工井下破除桩顶混凝土至永久性钢管柱底标高，定位器安装完毕再安装钢管柱。

但是，目前施工方法存在施工周期长、工序复杂的缺陷，且施工过程中需人工在井下进行孔底桩头混凝土的凿除及定位器安装，存在诸多不安全因素，钢管柱施工周期长，施工成本较高，存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，以解决钢管柱安装定位器施工难度、风险大问题，同时解决人工安装定位器误差大及施工效率低、工人井下作业安全风险大的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，包括以下步骤：

步骤1、在用于桩柱作业的导洞内进行引孔施工，所述引孔用于引导钻机的钻头；

步骤2、钻机定位，将钻机的钻头定位到步骤1中开挖的引孔，将钻机固定后进行钻孔施工形成钻孔；

步骤3、利用门型架在钻孔内安装桩基钢筋笼、钢管柱及柱内钢筋笼；

步骤4、将钢管柱液压插入机安装在引孔口处，断开最上方的第一节钢管柱与位于其下的第二节钢管柱之间的连接，取出第一节钢管柱以工具管进行替换，将工具管的下端连接至第二节钢管柱的顶端；然后采用钢管柱液压插入机对钢管柱精确定位、调平；

步骤5、将混凝土导管下放至桩基钢筋笼，灌注桩基混凝土，灌注至钢管柱底标高；将混凝土导管内的混凝土换为钢管柱混凝土，灌注钢管柱混凝土至钢管柱底标高以上2m；

步骤6、钢管柱与桩间回填碎石，对钢管柱内混凝土液面高度进行测量，保证液面平衡；

步骤7、待混凝土流动性减小时，继续灌注钢管柱混凝土；灌注过程中加强测量钢管柱内混凝土液面高度、以及钢管柱与桩间混凝土液面高度；使钢管柱内顶部的桩基混凝土和泥渣通过第二节钢管柱两侧的溢流孔溢出，钢管柱混凝土灌注完成后拔出导管；

步骤8、钢管柱与钻孔之间的剩余空间回填粗砂，待混凝土养护完成后将钢管柱液压插入机移走，抽出泥浆，并将工具管换成第一节钢管柱；

步骤9、安装第一节钢管柱内钢筋笼，灌注钢管柱混凝土，混凝土养护完成后即完成桩柱施工。

本发明如上所述的洞一种导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，优选地，引孔采用人工挖孔护壁；引孔的直径和深度应略大于钻头长度更优选地，引孔的深度比钻头长度大20～50cm，引孔的直径比钻头直径大20～30cm；

本发明如上所述的一种导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，优选地，在步骤2中，采用反循环钻机进行钻孔的施工。

本发明如上所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，优选地，所述门型架具有可移动、吊装、下放钢筋笼等功能。

本发明如上所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，优选地，所述桩基混凝土的强度等级小于钢管柱混凝土。更优选地，所述桩基混凝土为C30混凝土，所述钢管柱混凝土为C50微膨胀混凝土，所述桩基及钢管柱混凝土标号可以不同，其混凝土可分步连续浇筑。

本发明如上所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，优选地，第一节钢管柱孔口设置有锁口。

本发明的有益效果是：

首先，本发明施工方法省去了成桩时安装钢护筒的工序，无需进行清理桩顶淤泥和破除桩头混凝土安装定位器的步骤，同时一次进行钢管柱下基桩混凝土、钢管柱安装、柱内钢筋笼安装及柱内高强度微膨胀混凝土浇筑。解决深孔内人工安装定位器存在的安全隐患。其次，有效地减少了工序之间的作业时间、衔接时间、相互影响等，很大程度上确保施工安全和推进施工进展。最后，本发明施工方法机械化作业程度高，能够降低工人劳动强度，改善作业条件，提供施工工效，减少了现场作业工人的数量。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤1的施工过程示意图；

图2为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤2的施工过程示意图；

图3为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤3的施工过程示意图；

图4为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤3的施工过程示意图；

图5为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤3的施工过程示意图；

图6为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤4的施工过程示意图；

图7为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤5的施工过程示意图；

图8为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤6的施工过程示意图；

图9为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤7的施工过程示意图；

图10为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤7的施工过程示意图；

图11为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤8的施工过程示意图；

图12为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤8的施工过程示意图；

图13为本发明一种实施例的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法中步骤9的施工过程示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、导洞，2、引孔，3、钻孔，4、门型架，5、桩基钢筋笼，6、钢管柱，7、柱内钢筋笼，8、钢管柱液压插入机，9、工具管，10、桩基混凝土，11、钢管柱混凝土，12、第一节钢管柱，13、第一节钢管柱内钢筋笼。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的一种导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法的实施例。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

图1示出本发明一种实施例的一种导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法。

在前期的施工中包括在地层中开挖用于桩柱作业的导洞1，导洞1用小导管注浆加固地层，加格栅喷混凝土支护。然后进行以下施工步骤。

步骤1、进行引孔2施工，所述引孔2的作用是引导钻机的钻头，使钻孔位置更精确。在一种具体实施例中，引孔采用人工挖孔护壁。引孔的直径和深度应略大于钻头长度，例如深度比钻头长度大20～50cm，直径比钻头直径大20～30cm。例如当钻头长度为2.8m，直径为时φ1.8m，引孔按照深3m、直径2.0m进行施工。

步骤2、钻机定位，将钻机的钻头定位到步骤1中开挖的引孔，将钻机固定后进行钻孔施工形成钻孔3；在一种优选的实施例中，采用反循环钻机进行钻孔的施工。

步骤3、利用门型架4在钻孔内安装桩基钢筋笼5、钢管柱6及柱内钢筋笼7；如图3所示，所述门型架包括倒置的U字型的外框，撑杆，所述撑杆固定在所述外框上部。门型架安装在引孔的孔口处。

步骤4、将钢管柱液压插入机8安装在引孔口处，断开最上方的第一节钢管柱12与位于其下的第二节钢管柱之间的连接，取出第一节钢管柱12以工具管9进行替换，将工具管的下端连接至第二节钢管柱的顶端；然后采用钢管柱液压插入机8对钢管柱精确定位、调平。

步骤5、将混凝土导管下放至桩基钢筋笼，灌注桩基C30混凝土10（如C30混凝土），灌注至钢管柱底标高。将混凝土导管内的C30混凝土换为钢管柱混凝土11（如C50微膨胀混凝土），灌注C50微膨胀混凝土至钢管柱底标高以上2m。

步骤6、钢管柱与桩间孔壁间回填约3m的碎石，对钢管柱内混凝土液面高度进行测量，保证液面平衡。即钢管柱下口悬吊于护壁泥浆中，不是封闭的，浇筑钢管柱内混凝土时候由于钢管柱内混凝土面随浇筑升高，会形成内外压力差，C50混凝土会从钢管柱底部被压出，故在钢管柱和孔壁间填碎石平衡压力。

步骤7、待混凝土流动性减小时，继续灌注钢管柱内C50微膨胀混凝土。灌注过程中加强测量钢管柱内混凝土液面高度、以及钢管柱与桩孔壁间混凝土液面高度，验证压力平衡效果。使钢管柱内顶部的C30混凝土和泥渣通过第二节钢管柱（顶部两侧开20*20cm孔）溢出（水下混凝土浇筑封底时候，在混凝土顶面一直存在泥浆与C30混凝土及其混合物，需废弃），钢管柱内C50微膨胀混凝土灌注完成后拔出导管。

步骤8、钢管柱与钻孔之间的剩余空间回填粗砂，上述辅助工作是在钢管柱和孔壁间填平衡压力的碎石，待混凝土养护完成后将钢管柱液压插入机移走，抽出泥浆（步骤7混凝土浇筑至底板以下3.79m，抽出这部分泥浆安装最上边一节钢管柱），并将工具管换成第一节钢管柱。在优选的实施例中，第一节钢管柱的孔口设置有锁口，锁口为型钢焊成井字形固定架，用于控制第一节钢管柱位置。

步骤9、向第一节钢管柱内安装第一节钢管柱内钢筋笼13，灌注C50微膨胀混凝土，混凝土养护完成后即完成桩柱施工。

本发明上述方法具有如下优点：

解决现有技术方法需要深孔内人工安装定位器存在的安全隐患，有效地减少了工序之间的作业时间、衔接时间、相互影响及钢护筒安装等，很大程度上确保施工安全和推进施工进展，另外，节约了钢管柱范围内钢护筒投入，机械化作业程度高，降低劳动强度，改善作业条件，提供施工工效，减少了现场作业工人的数量。

上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (9)

1.一种导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在用于桩柱作业的导洞内进行引孔施工，所述引孔用于引导钻机的钻头；

步骤2、钻机定位，将钻机的钻头定位到步骤1中开挖的引孔，将钻机固定后进行钻孔施工形成钻孔；

步骤3、利用门型架在钻孔内安装桩基钢筋笼、钢管柱及柱内钢筋笼；

步骤4、将钢管柱液压插入机安装在引孔口处，断开最上方的第一节钢管柱与位于其下的第二节钢管柱之间的连接，取出第一节钢管柱以工具管进行替换，将工具管的下端连接至第二节钢管柱的顶端；然后采用钢管柱液压插入机对钢管柱精确定位、调平；

步骤5、将混凝土导管下放至桩基钢筋笼，灌注桩基混凝土，灌注至钢管柱底标高；将混凝土导管内的混凝土换为钢管柱混凝土，灌注钢管柱混凝土至钢管柱底标高以上2m；

步骤6、钢管柱与桩间回填碎石，对钢管柱内混凝土液面高度进行测量，保证液面平衡；

步骤7、待混凝土流动性减小时，继续灌注钢管柱混凝土；灌注过程中加强测量钢管柱内混凝土液面高度、以及钢管柱与桩间混凝土液面高度；使钢管柱内顶部的桩基混凝土和泥渣通过第二节钢管柱两侧的溢流孔溢出，钢管柱混凝土灌注完成后拔出导管；

步骤8、钢管柱与钻孔之间的剩余空间回填粗砂，待混凝土养护完成后将钢管柱液压插入机移走，抽出泥浆，并将工具管换成第一节钢管柱；

步骤9、安装第一节钢管柱内钢筋笼，灌注钢管柱混凝土，混凝土养护完成后即完成桩柱施工。

2.根据权利要求1所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，其特征在于，引孔采用人工挖孔护壁；引孔的直径和深度应略大于钻头长度。

3.根据权利要求2所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，其特征在于，引孔的深度比钻头长度大20～50cm，引孔的直径比钻头直径大20～30cm。

4.根据权利要求1所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，其特征在于，在步骤2中，采用反循环钻机进行钻孔的施工。

5.根据权利要求1所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，其特征在于，所述门型架包括倒置的U字型的外框，撑杆，所述撑杆固定在所述外框上部；门型架安装在引孔的孔口处具有可移动、吊装、下放钢筋笼等功能。

6.根据权利要求1所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，其特征在于，所述桩基混凝土的强度等级小于钢管柱混凝土；钢管柱液压插入机具有吊装、下放钢管柱及柱内钢筋笼、精确调平及定位、吊装及调平装置可分离等功能。

7.根据权利要求6所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，其特征在于，所述桩基混凝土为C30混凝土，所述钢管柱混凝土为C50微膨胀混凝土桩基及钢管柱混凝土标号可以不同，其混凝土可分步连续浇筑。

8.根据权利要求7所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，其特征在于，所述桩基混凝土为C30混凝土，所述钢管柱混凝土为C50微膨胀混凝土。

9.根据权利要求1所述的导洞内钻孔灌注桩中插入钢管柱一次成型施工方法，其特征在于，第一节钢管柱孔口设置有锁口。