CN106337412A - 一种穿越采空区深桩基的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种穿越采空区深桩基的施工方法，采空区顶板覆盖层以上施工时，利用旋挖钻成孔速度快、质量高特点进行快速施工，旋挖钻电脑控制，能精确定位钻孔、自动校准孔垂直度和钻孔深度，最大限度的保证钻孔质量。当钻进至采空区顶板时，采用乌克斯冲击钻施工采空区顶板，利用冲锤重力势能快速击穿煤层顶板，防止旋挖钻钻透采空区顶板速率上升发生倾覆事件，节约施工时间、降低施工过程风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种穿越采空区深桩基的施工方法，属于桩基施工领域。
背景技术
随着我国高速公路建设里程的增长，山区高速公路跨越采空区的桥梁在施工中越来越多，当桥梁桩基位于多层采空区时，地下采煤巷道和采空区是不可避免的，桩基施工过程中会遇到塌陷、冒落等不利因素，在施工时如果施工方法不当，会带来预想不到的灾难性后果。
现今桩基施工采用单一的施工方法，如旋挖钻、冲击钻等机械成孔，遇到采空区煤层巷道时施工困难，施工过程中的安全风险极高，容易导致孔壁坍塌，成孔质量差，严重时会导致钻孔失败，而且还会影响周边环境的安全。所以必须解决现有采空区多层深桩基施工存在的问题。
现有桩基施工技术，对桥梁深桩基穿越多层采空区时，采用单一桩基施工机械进行施工，往往进度慢，底面塌陷严重，在施工过程中对设备及操作人员造成较大的安全隐患。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种穿越采空区深桩基的施工方法，“旋挖钻与冲击钻组合施工”解决了采空区桥梁深桩基施工问题，不仅保证了工程进度，减少了投资，同时极大的降低了施工风险，保证了工程质量。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是如下：
一种穿越采空区深桩基的施工方法，其特征在于施工流程如下：
A.地质勘探结合基础调查，收集采空区数据；
B.根据桩基的位置结合采空区数据确定桩基是否落入采空区，若桩基坐标位置未落入采空区，则采用旋挖钻进行钻孔，若桩基坐标位置落入采空区，则采空区顶板(3)上的岩层(1)采用旋挖钻进行成孔，然后撤掉旋挖钻，采用冲击钻对采空区进行施工；
C.所述冲击钻击穿采空区顶板(3)后，采用混凝土(2)进行巷道和冒落带的充填；
D.当混凝土(2)强度达到施工条件后，然后采用冲击钻击穿采空区底板(4)；
E.冲击钻击穿采空区底板(4)后，再采用旋挖钻进行施工，完成一个循环；
F.当孔质量合格后，进行清孔工序；
G.清孔工序完成后再进行钢筋笼制作，将制作好的钢筋笼安装进所述孔中，并浇筑混凝土(2)，完成桩基的施工。
根据不同地层采用不同的施工机械，既保证了施工速度和成孔制量，又确保施工的安全；同时有合理的降低施工的成本。
本发明进一步的技术方案是：步骤A中采空区数据包括巷道的基本区域和走向，确认采空区巷道的地下空间层数，煤层采煤时已开采过的煤层层号，并结合现代物探技术绘制基本巷道分布图。
通过采集采空区的数据，绘制基本巷道分布图，便于根据不同的实际情况制定不同位置孔的施工方案，提高施工效率，加快施工进度。
本发明进一步的技术方案是：步骤B中旋挖钻施工流程为场地平整→测量定位→护筒埋设→旋挖钻就位→泥浆制备→旋挖钻钻孔→成孔→清孔。
采用上述工艺流程，利用旋挖钻成孔速度快、质量高特点进行快速施工，旋挖钻电脑控制，能精确定位钻孔、自动校准孔垂直度和钻孔深度，最大限度的保证钻孔质量。
本发明进一步的技术方案是：步骤D中所述混凝土的强度为C15，混凝土填筑高度需满足填充混凝土堵住孔壁四周的空腔。
对采空区进行混凝土填充，确保施工的安全，降低桩基施工过程中会遇到塌陷、冒落等事故发生的概率。
本发明进一步的技术方案是：步骤E中所述混凝土的强度达到设计强度的75％时可进行下一步施工。
本发明的有益效果如下：采空区顶板覆盖层以上施工时，利用旋挖钻成孔速度快、质量高特点进行快速施工，旋挖钻电脑控制，能精确定位钻孔、自动校准孔垂直度和钻孔深度，最大限度的保证钻孔质量。当钻进至采空区顶板时，采用乌克斯冲击钻施工采空区顶板，利用冲锤重力势能快速击穿煤层顶板，防止旋挖钻钻透采空区顶板速率上升发生倾覆事件，节约施工时间、降低施工过程风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是采空区地层剖面示意图结构示意图。
图中1、岩层；2、混凝土；3、顶板；4、底板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
一种穿越采空区深桩基的施工方法，其具体工作流程如下：
A.地质勘探结合基础调查，收集采空区数据；
B.根据设计要求结合采空区数据确定桩基是否落入采空区，若桩基坐标位置未落入采空区，则采用旋挖钻进行钻孔，若桩基坐标位置落入采空区，则进行步骤C；
C.采空区顶板3上的岩层1采用旋挖钻进行成孔，然后撤掉旋挖钻，采用冲击钻对采空区进行施工；
D.所述冲击钻击穿采空区顶板3后，采用混凝土2进行巷道和冒落带的充填；
E.当混凝土2强度达到施工条件后，然后采用冲击钻击穿采空区底板4；
F冲击钻击穿采空区底板4后，再采用旋挖钻进行施工，完成一个循环；
G.当孔满足设计要求时，进行清孔工序；
H清孔工序完成后再进行钢筋笼制作，将制作好的钢筋笼安装进所述孔中，并浇筑混凝土2，完成桩基的施工。
根据不同地层采用不同的施工机械，既保证了施工速度和成孔制量，又确保施工的安全；同时有合理的降低施工的成本。
步骤A中采空区数据包括巷道的基本区域和走向，确认采空区巷道的地下空间层数，煤层采煤时已开采过的煤层层号，并结合现代物探技术绘制基本巷道分布图。通过采集采空区的数据，绘制基本巷道分布图，便于根据不同的实际情况制定不同位置孔的施工方案，提高施工效率，加快施工进度。
步骤B中旋挖钻施工流程为场地平整(将施工场地进行平整，方便施工机械进入现场)，测量定位(使用仪器，按照施工设计图，测定需要钻孔的位置)，护筒埋设(根据基桩孔的位置、大小搭设护筒)，旋挖钻就位(护筒搭设好后，旋挖设备安装固定)，泥浆制备(旋挖设备安装好后，现场开始制作旋挖用的泥浆)，旋挖钻钻孔、成孔，清孔(控挖好后进行清孔作业)。采用上述工艺流程，利用旋挖钻成孔速度快、质量高特点进行快速施工，旋挖钻电脑控制，能精确定位钻孔、自动校准孔垂直度和钻孔深度，最大限度的保证钻孔质量。
步骤D中所述混凝土2的强度为C15，混凝土2填筑高度需满足填充混凝土2堵住孔壁四周的空腔。步骤E中所述混凝土2的强度达到设计强度的75％时可进行下一步施工。
实例一：在山西省阳左高速公路立壁大桥桩基施工时，采用上述方法针对采空区段的施工。立壁大桥为19跨简支梁桥，下部结构为桩柱式，桩基最深达60多米，主要因为过程中遇采空区较多，多次进行桩基加长处理，过程中采空区段施工对整体施工进度影响大，经过研究决定，采用乌克斯冲击钻与旋挖钻配合进行施工，节约了施工时间，取得了很好的效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种穿越采空区深桩基的施工方法，其特征在于施工流程如下：
A.地质勘探结合基础调查，收集采空区数据；
B.根据桩基的位置结合采空区数据确定桩基是否落入采空区，若桩基坐标位置未落入采空区，则采用旋挖钻进行钻孔，若桩基坐标位置落入采空区，则采空区顶板(3)上的岩层(1)采用旋挖钻进行成孔，然后撤掉旋挖钻，采用冲击钻对采空区进行施工；
C.所述冲击钻击穿采空区顶板(3)后，采用混凝土(2)进行巷道和冒落带的充填；
D.当混凝土(2)强度达到施工条件后，然后采用冲击钻击穿采空区底板(4)；
E.冲击钻击穿采空区底板(4)后，再采用旋挖钻进行施工，完成一个循环；
F.当孔质量合格后，进行清孔工序；
G.清孔工序完成后再进行钢筋笼制作，将制作好的钢筋笼安装进所述孔中，并浇筑混凝土(2)，完成桩基的施工。
2.根据权利要求1所述的穿越采空区深桩基的施工方法，其特征在于：步骤A中采空区数据包括巷道的基本区域和走向，确认采空区巷道的地下空间层数，煤层采煤时已开采过的煤层层号，并结合现代物探技术绘制基本巷道分布图。
3.根据权利要求1所述的穿越采空区深桩基的施工方法，其特征在于：步骤B中旋挖钻施工流程为场地平整→测量定位→护筒埋设→旋挖钻就位→泥浆制备→旋挖钻钻孔→成孔→清孔。
4.根据权利要求1所述的穿越采空区深桩基的施工方法，其特征在于：步骤D中所述混凝土(2)的强度为C15，混凝土(2)填筑高度需满足填充混凝土(2)堵住孔壁四周的空腔。
5.根据权利要求1所述的穿越采空区深桩基的施工方法，其特征在于：步骤E中所述混凝土(2)的强度达到设计强度的75％时可进行下一步施工。
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| CN204570696U (zh) * | 2015-01-09 | 2015-08-19 | 郑州市市政工程总公司 | 高架桥基础处废弃污水管道施工系统 |
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| 段军朝等: "旋挖钻机与冲击钻机在复杂地质条件下的联合应用技术", 《建筑机械》 * |
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