CN105401573A - 新型钻孔压浆扩底预制复合桩成桩方法 - Google Patents
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Abstract
新型钻孔压浆扩底预制复合桩成桩方法，本发明涉及一种成桩方法，属工业与民用建筑工程的基础桩施工技术领域，为解决适合多种复杂的施工条件、施工进度缓慢、堵塞形成断桩、桩偏移及质量不可控的问题而设计一种成桩方法，本发明可完成钻孔浇注成桩，具有桩身承载力高、桩身混凝土强度好、质量可靠的优点，保证了建筑物的安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型钻孔压浆扩底预制复合桩成桩方法，属于建筑工程中桩施工领域。
背景技术
现有桩施工技术有多种，其中较为普遍的是打入预制桩、干成孔混凝土灌注桩、静压桩、钻孔压浆桩等，这些成桩方法分别能够满足不同的需求，但也存在不同的缺陷。打入预制桩在施工过程总会带来较大的震动和噪声，并且会对桩体造成一定的损坏以及带来应力松弛，使其应用受到一定的限制；干成孔混凝土灌注桩不能适合复杂地质施工条件而且承载力有限；静压桩压入地下部分的桩体容易向地层中较软的部分倾斜从而给建筑物带来隐患，而且施工中桩机体积较大移动不易；钻孔压浆桩在骨料投放过程中不易达到规范要求，钻头在作业时易受到周围土体掉落影响，导致桩体混凝土强度等级受限从而影响到承载力。
发明内容
本发明提供一种能适用于复杂地质条件的成桩方法：本发明可采用长螺旋钻孔扩底成套装置来实施。
施工前对水泥、砂、预制桩等材料进行检查，检查施工设计中制定的施工顺序、监测手段；
施工中可采用专用长螺旋钻机成孔及扩底装置，并对成孔及扩底、清渣、放置预制桩等工序进行全过程检查；
测放桩位，根据预设的轴线控制点钉入标记位；
专用扩底钻孔机就位，钻孔机就位时必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录；
钻孔时首先进行试钻/成孔试验，调直机架挺杆，对好桩位，开动机器钻进、出土，达到控制深度后停钻、提钻；
检查成孔质量能否达到要求，同时根据试钻情况对现场土质进行了解；
根据试钻情况利用水泥、砂石等材料按比例配置浆料；
利用钻机根据预设桩位进行钻进作业，实时监控钻进深度和钻孔孔径，一般来说当钻进作业遇到含石块较多的土层或含水量较大的软塑粘土层时，如果钻杆晃动则会致使孔壁附着扰动土并在孔底增加回落土，因此在操作中都会控制钻杆大幅晃动并且对孔底土进行清理，当钻到预定的深度后，会在孔底处进行空转清土，然后停止转动提钻杆；在上述过程中孔壁孔底土层都是需要清理的，但上述操作不但增加了工序影响了施工进度，而且孔壁土层和水泥浆液不能有效结合。虽然上述操作仍然可以应用于本成桩过程，为了达到更好的施工效果，本方法可利用钻机下端的扩刀将注浆管带至预设深度后，位于钻杆下端的扩刀在继续旋转的同时也将缓慢撑开，扩刀扩底到设计大小后，扩刀停止外扩并将预先配好的水泥浆料通过钻机底端的注浆孔注入孔底，通过钻机底端阔头的不断旋转，使得被扩刀切削下来的土体与水泥浆相互混合，并充分搅拌混合硬结形成水泥土；当扩底搅拌完成后即可收回扩刀改为直接压灌水泥浆液，采用边压灌边提升钻头的方式，直至灌注孔口溢出水泥浆；在上述过程中根据深度控制/调整所用水泥浆液的配比比例。在压灌水泥砂浆过程中使用的水泥砂浆可以完全是纯水泥浆。在整个施工过程中，水泥砂浆比例可以是不断调整的，也可以始终采用一种合适的配比，这可以根据试钻过程中对现场土层的了解情况而确定。
吊放预制桩时，要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。预制桩放到设计位置时，应立即固定。遇有两段预制桩连接时，应采取焊接，以确保预制桩的位置正确。
附图说明
图1是成桩方法流程图。
图2是成桩过程中的关键控制点。
具体实施方式
实施例1是一种新型钻孔压浆扩底预制复合桩施工方法，其包括：
测放桩位，根据预设的轴线控制点钉入标记位；
配置浆料，利用水泥、砂石等材料按比例配置浆料，浆料的配比情况可根据钻孔的深度和土层情况而不断调整，也可根据试钻得到的土层情况进行统一配比；根据桩体分段准备预制桩；
专用长螺旋钻机成孔及扩底钻机就位；采用的长螺旋钻孔扩底装置，可以包括：混凝土灌注回转接头、油缸驱动支架、动力头、钻杆过度接头、内导管、外螺旋钻杆、扩刀装置、钻头、电液控制系统，所述注浆回转接头包括弯管、芯管、轴承压盖、轴承、外体、圆螺母、油封、衬圈，所述弯管与芯管焊接成一体，芯管与外体由轴承压盖、轴承、圆螺母和衬圈进行动连接，油封对轴承腔密封，芯管的两个上端耳板与油缸驱动支架的滑架耳板间用螺栓连接，外体与动力头的内芯之间用螺栓固定连接。此外，1)其中之一，扩刀装置包括外钻杆体、扩刀耳板、扩刀销轴、扩刀、内驱动导管、弧形垫块、连杆销轴、连杆、移动支座，外钻杆体和叶片均开有导槽，下法兰上开有工艺槽，扩刀耳板焊在外钻杆体上，由扩刀销轴将其与扩刀的上端孔进行连接，并用紧定螺钉将其与连杆固定，内驱动导管上焊有移动支座，与连杆的下端孔用连杆销轴连接，连杆的上端孔与扩刀的中间孔用扩刀中销轴进行连接，连接后扩刀中销轴不突出连杆，用骑缝螺钉将扩刀中销轴与连杆固定。2)其中之二，所述油缸驱动支架包括固定支架、油缸、滑架，所述滑架具有滑架耳板，固定支架由螺栓固定在动力头顶面的安装面上，滑架在固定支架上滑动，油缸的缸体耳环与固定支架铰接，活塞杆耳环与滑架铰接，所述油缸驱动支架对称具有2个，2个油缸的连接为并联浮动连接。3)其中之三，所述钻头包括钻头体、钻齿和钻尖，其中钻头体由伸出管、法兰、大叶片、小叶片、右耳板、耳板销轴和左耳板组成，钻头体左侧具有左耳板，钻头体右侧具有右耳板，法兰与外钻杆体连接，大叶片为主叶片，大叶片上焊有钻齿，小叶片也焊有钻齿，钻尖的一侧有销孔，钻头体的右耳板用耳板销轴连接，钻尖与钻头体结合后，另一侧插入钻头体的左耳板中间。4)其中之四，所述动力头包括动力头主轴，所述动力头主轴内孔设置内芯，内芯上端与注浆回转接的外体固定连接，下端与内导管连接，内芯在动力头主轴内孔中自由滑动和转动，内芯与外钻杆的同步回转由扩刀装置的芯管导槽控制。其中之五，所述钻杆过度接头是动力头的输出端与外螺旋钻杆的过度连接，所述内导管是注浆回转接头与扩刀装置的内驱动导管的连接体。
钻孔时首先进行试钻/成孔试验，调直机架挺杆，对好桩位，开动机器钻进、出土，达到控制深度后扩孔、停钻、收刀头、提钻；试钻不仅可以了解现场情况和设备状态，也可以为水泥浆料的配比提供参考。
检查成孔质量能否达到要求，同时根据试钻情况对现场土质进行了解；
利用钻机根据预设桩位进行钻进作业，实时监控钻进深度和钻孔孔径，利用钻机至预设深度后，位于钻杆下端的扩刀在旋转的同时也将缓慢撑开，扩刀扩底到设计大小后，通过钻杆下端注浆设备向四周注入预先配好的水泥浆液，同时钻杆以一定速度旋转，使得周围土体和水泥浆体充分搅拌混合硬结；当对钻孔注浆至一定深度比如整个扩头深度后停止扩底装置收回扩刀改为直接压灌水泥浆液，采用边压灌边提升钻头的方式，直至灌注孔口溢出水泥浆；在上述过程中根据深度控制/调整所用水泥浆液的配比比例。其中，利用钻机下端的扩刀将注浆管带至预设深度后，位于钻杆下端的扩刀在继续旋转的同时也将缓慢撑开，扩刀扩底到设计大小后，扩刀停止外扩并将预先配好的水泥浆料通过钻机底端的注浆孔注入孔底，通过钻机底端阔头的不断旋转，使得被扩刀切削下来的土体与水泥浆相互混合，并充分搅拌混合硬结形成水泥土；当扩底搅拌完成后即可收回扩刀改为直接压灌水泥浆液，可采用边压灌边提升钻头的方式，直至灌注孔口溢出水泥浆；在上述过程中根据深度控制/调整所用水泥浆液的配比比例。在压灌水泥砂浆过程中使用的水泥砂浆可以完全是纯水泥浆。在整个施工过程中，水泥砂浆比例可以是不断调整的，也可以始终采用一种合适的配比，这可以根据试钻过程中对现场土层的了解情况而确定。
吊放预制桩时，要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。预制桩放到设计位置时，应立即固.定。遇有两段预制桩连接时，应采取焊接，以确保钢筋的位置正确，保护层厚度符合要求。
实施例2是一种成桩方法，包括：
A、测放桩位，根据预设的轴线控制点钉入标记位；
B、配置浆料、制作钢筋笼，准备水泥、砂石等材料按比例配置浆料，根据桩体配筋图分段准备钢筋笼；
C、利用钻机根据预设桩位进行钻进作业，实时监控钻进深度和钻孔孔径，利用钻机至预设深度后，位于钻杆下端的扩刀在旋转的同时也将缓慢撑开，扩刀扩底到设计大小后，通过钻杆下端注浆孔向四周注入预先配好的水泥浆液，同时钻杆以一定速度旋转，使得周围土体和水泥浆体充分搅拌混合硬结；当对钻孔注浆至一定深度即整个扩头深度后停止扩底装置收回扩刀改为直接压灌水泥浆液，采用边压灌边提升钻头的方式，直至灌注孔口溢出水泥浆；在上述过程中根据深度控制/调整所用水泥浆液的配比比例。
D、移动桩机，吊放预制桩对准桩中心插入水泥浆液至设计标高。
进一步的，使用水泥可以是矿渣硅酸盐水泥或其他水泥。
进一步的，步骤B在配置浆料之前进行试钻作业以了解现场土层，从而根据现场地质条件调整浆料配比比例。
进一步的，步骤C中使用的水泥浆液根据深度和土质不同按照不同比例配比得到。
进一步的，步骤C中直接压灌的水泥浆液为纯水泥。
进一步的，固定预制桩，放置碎石后进行二次注浆。
实施例3是一种成桩方法，其在压灌水泥砂浆过程中可根据土质条件对水灰比进行调整，根据土层性质和注浆点深度确定浆液压力和配比比例。在一次注浆后还可进行二次和多次注浆从而达到最佳效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种成桩方法，其特征在于包括以下步骤：
A、测放桩位，根据预设的轴线控制点钉入标记位；
B、布设护筒，钻机就位后挖护筒坑并放置护筒，护筒顶部开设溢浆口；
C、配置浆料、制作钢筋笼，准备水泥、砂石等材料按比例配置浆料，根据桩体配筋图分段准备钢筋笼；
D、利用钻机根据预设桩位进行钻进作业，实时监控钻进深度和钻孔孔径，利用钻机将喷浆管带至预设深度后，位于钻杆下端的扩刀在旋转的同时也将缓慢撑开，扩刀扩底到设计大小后，通过钻杆下端的喷注设备向四周喷射配好的水泥浆液，同时钻杆以一定速度旋转提升，使得周围土体和水泥浆体充分搅拌混合硬结；当对钻孔注浆至一定深度即得到一定深度的水泥桩体后停止向四周喷射水泥浆液改为直接压灌水泥浆液，采用边压灌边提升钻头的方式，直至灌注孔口溢出水泥浆；在上述过程中根据深度和土质控制/调整所用水泥浆料的配比比例；
E、移动桩机，吊放钢筋笼对准桩中心插入水泥浆液至设计标高；
F、完成桩体浇注作业。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用水泥为矿渣硅酸盐水泥。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C在配置浆料之前进行试钻作业以了解现场土层，从而根据现场地质条件调整浆料配比比例。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中使用的水泥浆液根据深度和土质不同按照不同比例配比得到。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中如果土层中含有较多石块，那么降低向四周喷射的水泥砂浆砂石比例，如果土层中含有过多细砂，则适当增加向四周喷射的砂浆中的石块比例。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中直接压灌的水泥浆液为纯水泥。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中，利用钻机至预设深度后，位于钻杆下端的扩刀在旋转的同时也将缓慢撑开，扩刀扩底到设计大小后，通过钻杆下端注浆设备向四周注入预先配好的水泥浆液，同时钻杆以一定速度旋转，使得周围土体和水泥浆体充分搅拌混合硬结；当对钻孔注浆至一定深度比如整个扩头深度后停止，收回扩刀并改为直接压灌水泥浆液，采用边压灌边提升钻头的方式，直至灌注孔口溢出水泥浆。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用长螺旋钻孔扩底装置，该装置包括：混凝土灌注回转接头、油缸驱动支架、动力头、钻杆过度接头、内导管、外螺旋钻杆、扩刀装置、钻头、电液控制系统，所述注浆回转接头包括弯管、芯管、轴承压盖、轴承、外体、圆螺母、油封、衬圈，所述弯管与芯管焊接成一体，芯管与外体由轴承压盖、轴承、圆螺母和衬圈进行动连接，油封对轴承腔密封，芯管的两个上端耳板与油缸驱动支架的滑架耳板间用螺栓连接，外体与动力头的内芯之间用螺栓固定连接。
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