CN106088018A - 桩的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桩的施工方法，包括就位、钻进作业、喷射高压水、喷射高压水泥固化物等步骤。本发明施工方便、效果好，适用于多类地层情况，可用于软基处理，复合桩施工、止水帷幕，基坑支护多领域。是一种适用范围较广的复合新技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种桩的施工方法。
背景技术
现有的水泥土桩，水泥土复合桩的施工工艺中，适用性有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种施工方便，效果好的桩的施工方法。
本发明的技术解决方案是：
一种桩的施工方法，其特征是：包括下列步骤：
（一）就位：将钻杆系统就位于设定好的桩位上，或就位于已施工好的桩位近侧；或已施工好的桩位中心；
（二）钻进作业：采用下列方法之一：（a）开动动力头旋转钻杆，向钻杆底部的潜孔锤冲击器钻头提供高压空气，潜孔锤冲击器钻头在高压空气驱动下开始工作，在冲击振动和高压空气作用下，钻头部分一边破坏土体一边下沉钻进，当遇到坚硬地层地下障碍物时，直接冲击破碎；（b） 开动动力头，向钻杆下的旋喷钻头提供高压空气，钻头一边破坏土体一边下沉钻进；
（三）喷射高压水：钻进的同时，向位于钻杆下方、钻头上部的喷射器的喷头提供在不小于10MPa压力的侧向喷射高压水流，切割软化土体，经过反复提钻下钻，使钻杆周围的土体充分软化；
（四）喷射高压水泥固化物：当钻杆周围预定范围内的土体充分软化后，喷射高压水泥粉、水泥浆、水泥砂浆中的一种或几种，经过反复提钻下钻，形成水泥土桩。
步骤（四）后还进行步骤（五）施工：（五）根据地层状况和施工情况，对桩身特定部分复搅复喷或补粉、补浆、补砂浆作业；根据设定要求，对桩身特定部分扩径。
喷射高压水泥固化物形成水泥土桩时，采用单桩作业或多桩作业，用于上水帷幕；或采用提钻时，钻杆内压罐混凝土；或采用提钻后，中空动力头螺旋外管非取土、部分取土、空心桩、外管内灌注钢筋混凝土；或采用同心插芯桩，形成复合桩。
在钻杆底部潜孔锤冲击管上设置多刀叶片，形成冲击、搅拌复合钻头；或在钻杆底部螺旋叶片上设置多刀叶片，形成旋喷、搅拌复合钻头；所述多刀叶片为固定尺寸，或为液压式、机械式可调尺寸的多刀叶片，在设定桩身部分扩径。
动力头为机械式双动力头，对水泥土体采用自重力正压；或对深层水泥土体通过链条对水泥土体反压；或为液压式单动力头，实时对深层水泥土体正压、反压。
步骤（三）中，喷射器为空化射流喷嘴，包括一个入水口、一个出水口和依次连接的至少两级喷管，各级喷管的喉径依级数递增，且所述入水口与第一级喷管连接，所述出水口与最后一级喷管连接。通过对喷嘴喉径的分级放大，使水流通过喉径递增的喷管产生最大流速，通过分级放大的喉径中产生负压脉动水射流，从而诱发大量的空化气泡高压空化水流冲击土体，空化气泡爆炸；多刀叶片切削、搅拌，正面迎击土体，反而避空形成负压，产生空化气泡，正面迎击气泡，空化气泡爆炸，反复气爆，爆炸威力对已松动土体反复冲击，旋喷、搅拌、空蚀，土体完全打破原有三相体（水、空气、土颗粒）状态，重新组合，处于完全软化状态。
步骤（四）中，在钻杆孔内设置单通道或双通道，对完全软化土体，采用喷粉、喷浆、喷砂浆中的一种或几种方法，充分冲击、旋喷、切削、搅拌、空蚀、加压，固化，形成高压旋喷搅拌水泥土体。
在水泥土体完成时，采用在中空液压动力头螺旋外管内灌注钢筋混凝土，同步形成水泥土复合桩；或在水泥土体完成12小时内，采用螺旋外管，静压外管，内夯水泥土体，一体化形成水泥土复合桩；或在水泥土体完成120小时内，采用螺旋外管、静压外管、内夯水泥土体，流水化形成水泥土复合桩。
还进行扩底，扩底方法是：内外管沉管系统下沉至设定深度，按设定投料量，即投料高度=供料体积投料，上拔下插外管h≥0，通过静压设备加压内夯管，挤压外管内的填充料形成扩大头；或上提内夯管锤，自由落体，内夯外管内的填充料，形成扩大头；或上提内夯管锤上的柴油锤、液压锤，电动锤冲击内夯管锤，通过内夯管锤传递冲击能量，夯扩外管内的填充料，形成扩大头；或交互静能挤压、动能内夯、锤击夯扩外管内填充料，形成扩大头，形成静压内夯锤击扩底复合桩。
所述静压设备，其底座上塔的塔架垂直方向设滑轨，塔架顶设液压提升装置与内夯管锤联接；下层塔架设可移动横梁，上层塔架可转动，用于同心打入水泥土桩形成复合桩；同心打入水泥土桩形成复合桩的方法采用下列方法之一：（1）同心打入外管，不拔外管，形成水泥土钢管空心复合桩；（2）同心打入外管不拔外管，灌注混凝土，形成水泥土钢管混凝土复合桩；（3）同心打入外管，不拔外管，内置支护结构，形成水泥土钢管复合桩支护桩；（4）同心打入外管，拔出外管，后植入钢管混凝土管桩，形成水泥土钢管混凝土管桩复合桩；钢管外设热熔护套，护管外涂隔离剂，内涂隔离剂，用于基坑支护，工程完工后，通过热熔技术，拔出外管，回填空孔，重复利用外管。
本发明改设空化射流喷嘴，改设了多刀叶片，改设了液压加压装置，改设喷粉、喷浆、喷砂浆装置，充分冲击、旋喷、切削、搅拌、空化、空蚀土体，使土体完全软化；喷粉、喷浆、喷砂浆，充分固化土体；正压、反压，液压加压水泥土体，形成了高质量的高压旋喷搅拌水泥土体。
本发明施工方便、效果好，适用于多类地层情况，可用于软基处理，复合桩施工、止水帷幕，基坑支护多领域。是一种适用范围较广的复合新技术。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
一种桩的施工方法，包括下列步骤：
（一）就位：将钻杆系统就位于设定好的桩位上，或就位于已施工好的桩位近侧；或已施工好的桩位中心；
（二）钻进作业：采用下列方法之一：（a）开动动力头旋转钻杆，向钻杆底部的潜孔锤冲击器钻头提供高压空气，潜孔锤冲击器钻头在高压空气驱动下开始工作，在冲击振动和高压空气作用下，钻头部分一边破坏土体一边下沉钻进，当遇到坚硬地层地下障碍物时，直接冲击破碎；（b） 开动动力头，向钻杆下的旋喷钻头提供高压空气，钻头一边破坏土体一边下沉钻进；
（三）喷射高压水：钻进的同时，向位于钻杆下方、钻头上部的喷射器的喷头提供在不小于10MPa压力的侧向喷射高压水流，切割软化土体，经过反复提钻下钻，使钻杆周围的土体充分软化；
（四）喷射高压水泥固化物：当钻杆周围预定范围内的土体充分软化后，喷射高压水泥粉、水泥浆、水泥砂浆中的一种或几种，经过反复提钻下钻，形成水泥土桩。
步骤（四）后还进行步骤（五）施工：（五）根据地层状况和施工情况，对桩身特定部分复搅复喷或补粉、补浆、补砂浆作业；根据设定要求，对桩身特定部分扩径。
喷射高压水泥固化物形成水泥土桩时，采用单桩作业或多桩作业，用于上水帷幕；或采用提钻时，钻杆内压罐混凝土；或采用提钻后，中空动力头螺旋外管非取土、部分取土、空心桩、外管内灌注钢筋混凝土；或采用同心插芯桩，形成复合桩。
在钻杆底部潜孔锤冲击管上设置多刀叶片（即具有多个刀形叶片），形成冲击、搅拌复合钻头；或在钻杆底部螺旋叶片上设置多刀叶片（即具有多个刀形叶片），形成旋喷、搅拌复合钻头；所述多刀叶片为固定尺寸，或为液压式、机械式可调尺寸的多刀叶片，在设定桩身部分扩径。
动力头为机械式双动力头，对水泥土体采用自重力正压；或对深层水泥土体通过链条对水泥土体反压；或为液压式单动力头，实时对深层水泥土体正压、反压。
步骤（三）中，喷射器为空化射流喷嘴，包括一个入水口、一个出水口和依次连接的至少两级喷管，各级喷管的喉径依级数递增，且所述入水口与第一级喷管连接，所述出水口与最后一级喷管连接。通过对喷嘴喉径的分级放大，使水流通过喉径递增的喷管产生最大流速，通过分级放大的喉径中产生负压脉动水射流，从而诱发大量的空化气泡高压空化水流冲击土体，空化气泡爆炸；多叶片切削、搅拌，正面迎击土体，反而避空形成负压，产生空化气泡，正面迎击气泡，空化气泡爆炸，反复气爆，爆炸威力对已松动土体反复冲击，旋喷、搅拌、空蚀，土体完全打破原有三相体（水、空气、土颗粒）状态，重新组合，处于完全软化状态。
步骤（四）中，在钻杆孔内设置单通道或双通道，对完全软化土体，采用喷粉、喷浆、喷砂浆中的一种或几种方法，充分冲击、旋喷、切削、搅拌、空蚀、加压，固化，形成高压旋喷搅拌水泥土体。
在水泥土体完成时，采用在中空液压动力头螺旋外管内灌注钢筋混凝土，同步形成水泥土复合桩；或在水泥土体完成12小时内，采用螺旋外管，静压外管，内夯水泥土体，一体化形成水泥土复合桩；或在水泥土体完成120小时内，采用螺旋外管、静压外管、内夯水泥土体，流水化形成水泥土复合桩。
还进行扩底，扩底方法是：内外管沉管系统下沉至设定深度，按设定投料量，即投料高度=供料体积投料，上拔下插外管h≥0，通过静压设备加压内夯管，挤压外管内的填充料形成扩大头；或上提内夯管锤，自由落体，内夯外管内的填充料，形成扩大头；或上提内夯管锤上的柴油锤、液压锤，电动锤冲击内夯管锤，通过内夯管锤传递冲击能量，夯扩外管内的填充料，形成扩大头；或交互静能挤压、动能内夯、锤击夯扩外管内填充料，形成扩大头，形成静压内夯锤击扩底复合桩。
所述静压设备，其底座上塔的塔架垂直方向设滑轨，塔架顶设液压提升装置与内夯管锤联接；下层塔架设可移动横梁，上层塔架可转动，用于同心打入水泥土桩形成复合桩；同心打入水泥土桩形成复合桩的方法采用下列方法之一：（1）同心打入外管，不拔外管，形成水泥土钢管空心复合桩；（2）同心打入外管不拔外管，灌注混凝土，形成水泥土钢管混凝土复合桩；（3）同心打入外管，不拔外管，内置支护结构，形成水泥土钢管复合桩支护桩；（4）同心打入外管，拔出外管，后植入钢管混凝土管桩，形成水泥土钢管混凝土管桩复合桩；钢管外设热熔护套，护管外涂隔离剂，内涂隔离剂，用于基坑支护，工程完工后，通过热熔技术，拔出外管，回填空孔，重复利用外管。
Claims (10)
1.一种桩的施工方法，其特征是：包括下列步骤：
（一）就位：将钻杆系统就位于设定好的桩位上，或就位于已施工好的桩位近侧；或已施工好的桩位中心；
（二）钻进作业：采用下列方法之一：（a）开动动力头旋转钻杆，向钻杆底部的潜孔锤冲击器钻头提供高压空气，潜孔锤冲击器钻头在高压空气驱动下开始工作，在冲击振动和高压空气作用下，钻头部分一边破坏土体一边下沉钻进，当遇到坚硬地层地下障碍物时，直接冲击破碎；（b） 开动动力头，向钻杆下的旋喷钻头提供高压空气，钻头一边破坏土体一边下沉钻进；
（三）喷射高压水：钻进的同时，向位于钻杆下方、钻头上部的喷射器的喷头提供在不小于10MPa压力的侧向喷射高压水流，切割软化土体，经过反复提钻下钻，使钻杆周围的土体充分软化；
（四）喷射高压水泥固化物：当钻杆周围预定范围内的土体充分软化后，喷射高压水泥粉、水泥浆、水泥砂浆中的一种或几种，经过反复提钻下钻，形成水泥土桩。
2.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征是：步骤（四）后还进行步骤（五）施工：（五）根据地层状况和施工情况，对桩身特定部分复搅复喷或补粉、补浆、补砂浆作业；根据设定要求，对桩身特定部分扩径。
3.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征是：喷射高压水泥固化物形成水泥土桩时，采用单桩作业或多桩作业，用于上水帷幕；或采用提钻时，钻杆内压罐混凝土；或采用提钻后，中空动力头螺旋外管非取土、部分取土、空心桩、外管内灌注钢筋混凝土；或采用同心插芯桩，形成复合桩。
4.根据权利要求1、2或3所述的桩的施工方法，其特征是：在钻杆底部潜孔锤冲击管上设置多刀叶片，形成冲击、搅拌复合钻头；或在钻杆底部螺旋叶片上设置多刀叶片，形成旋喷、搅拌复合钻头；所述多刀叶片为固定尺寸，或为液压式、机械式可调尺寸的多刀叶片，在设定桩身部分扩径。
5.根据权利要求1、2或3所述的桩的施工方法，其特征是：动力头为机械式双动力头，对水泥土体采用自重力正压；或对深层水泥土体通过链条对水泥土体反压；或为液压式单动力头，实时对深层水泥土体正压、反压。
6.根据权利要求1、2或3所述的桩的施工方法，其特征是：步骤（三）中，喷射器为空化射流喷嘴，包括一个入水口、一个出水口和依次连接的至少两级喷管，各级喷管的喉径依级数递增，且所述入水口与第一级喷管连接，所述出水口与最后一级喷管连接。
7.根据权利要求1、2或3所述的桩的施工方法，其特征是：步骤（四）中，在钻杆孔内设置单通道或双通道，对完全软化土体，采用喷粉、喷浆、喷砂浆中的一种或几种方法，形成高压旋喷搅拌水泥土体。
8.根据权利要求3所述的桩的施工方法，其特征是：在水泥土体完成时，采用在中空液压动力头螺旋外管内灌注钢筋混凝土，同步形成水泥土复合桩；或在水泥土体完成12小时内，采用螺旋外管，静压外管，内夯水泥土体，一体化形成水泥土复合桩；或在水泥土体完成120小时内，采用螺旋外管、静压外管、内夯水泥土体，流水化形成水泥土复合桩。
9.根据权利要求8所述的桩的施工方法，其特征是：还进行扩底，扩底方法是：内外管沉管系统下沉至设定深度，按设定投料量，即投料高度=供料体积投料，上拔下插外管h≥0，通过静压设备加压内夯管，挤压外管内的填充料形成扩大头；或上提内夯管锤，自由落体，内夯外管内的填充料，形成扩大头；或上提内夯管锤上的柴油锤、液压锤，电动锤冲击内夯管锤，通过内夯管锤传递冲击能量，夯扩外管内的填充料，形成扩大头；或交互静能挤压、动能内夯、锤击夯扩外管内填充料，形成扩大头，形成静压内夯锤击扩底复合桩。
10.根据权利要求9所述的桩的施工方法，其特征是：所述静压设备，其底座上塔的塔架垂直方向设滑轨，塔架顶设液压提升装置与内夯管锤联接；下层塔架设可移动横梁，上层塔架可转动，用于同心打入水泥土桩形成复合桩；同心打入水泥土桩形成复合桩的方法采用下列方法之一：（1）同心打入外管，不拔外管，形成水泥土钢管空心复合桩；（2）同心打入外管不拔外管，灌注混凝土，形成水泥土钢管混凝土复合桩；（3）同心打入外管，不拔外管，内置支护结构，形成水泥土钢管复合桩支护桩；（4）同心打入外管，拔出外管，后植入钢管混凝土管桩，形成水泥土钢管混凝土管桩复合桩；钢管外设热熔护套，护管外涂隔离剂，内涂隔离剂，用于基坑支护，工程完工后，通过热熔技术，拔出外管，回填空孔，重复利用外管。
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