CN106480876A - 一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，包括1）钻孔：采用冲击钻成孔斜桩配合钻机打孔；2）钢筋的埋设：加工制作钢筋笼，将钢筋笼放置在钢管桩内；3）浇筑混凝土：采用导管法进行砼水下灌注，砼灌注结束后，将导管缓缓拔出。采用本发明的方法，解决了顶置式回转钻机或立轴式回转钻机施工较为复杂的问题，提高了施工效率，加快了施工进度，还节省了施工成本。

Description

一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法

技术领域

本发明涉及一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法。

背景技术

对于覆盖层较浅、岩盘标高较高地段的码头桩基，大多选用嵌岩灌注桩。以往高桩码头海上斜孔钢管嵌岩灌注桩施工需使用专业斜桩施工机械，施工投入成本高、效率低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，节省成本，效率高，施工进度快。

为了实现上述目的，本发明采用的一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，包括以下步骤，

1）钻孔：采用冲击钻成孔斜桩配合钻机打孔，所述冲击钻成孔斜桩包括钢管桩、设置在钢管桩内的冲击锤，所述冲击锤包括冲击锤齿、冲击导向锤筒和冲击锤缆绳，所述冲击锤齿设置在冲击导向锤筒的前端，所述冲击锤缆绳设置在冲击导向锤筒后端，所述冲击导向锤筒外侧加焊螺旋形的φ25mm钢筋，所述钢管桩的桩径为0.9m；

2）钢筋的埋设：加工制作钢筋笼，将钢筋笼放置在钢管桩内；

所述钢筋笼中每间隔4m的截面上设置定位钢筋，每截面均匀布置6根定位钢筋且各定位钢筋均与主筋焊接，所述钢筋笼底部焊接钢筋棍固定密目网片，所述钢筋棍固定密目网片采用若干φ8mm钢筋棍焊接为间距为2cm的网片；

3）浇筑混凝土：采用导管法进行砼水下灌注，先在钢筋笼内采用锥鼓型导向定位环将砼导管在桩内定位安装，所述导向定位环在砼导管的上、中、下部各焊接一个，导向定位环采用3mm厚薄铁皮加工而成，且导向定位环的直径小于钢筋笼体内径，所述导向定位环设置在距砼导管底部不少于2m位置，砼灌注结束后，将导管缓缓拔出。

作为改进，所述步骤3）中采用的砼导管为内径Ф250mm、壁厚5mm的钢管。

作为改进，所述钢管的管节长度为1.5～4.0m，位于钢筋笼内最底端的砼导管长度为4.0m。

作为改进，相邻砼导管间采用法兰连接，且砼导管连接处加有密封圈，砼导管内隔水装置采用球胆。

作为改进，所述导向定位环的直径比钢筋笼体内径小10cm。

采用本发明的方法，解决了顶置式回转钻机或立轴式回转钻机施工较为复杂的问题，提高了施工效率，加快了施工进度，还节省了施工成本。

附图说明

图1为本发明中冲击钻成孔斜桩结构示意图；

图2为本发明中钢筋笼浇筑结构示意图；

图中：1、冲击锤齿，2、冲击导向锤筒，3、嵌岩桩入岩端，4、钢管桩，5、冲击锤缆绳，6、钢筋笼体，7、导向定位环，8、砼导管。

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明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1、图2所示，一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，包括以下步骤，

1）钻孔：采用冲击钻成孔斜桩配合钻机打孔，所述冲击钻成孔斜桩包括钢管桩4、设置在钢管桩4内的冲击锤，所述冲击锤包括冲击锤齿1、冲击导向锤筒2和冲击锤缆绳5，所述冲击锤齿1设置在冲击导向锤筒2的前端，所述冲击锤缆绳5设置在冲击导向锤筒2后端，所述冲击导向锤筒2外侧加焊螺旋形的φ25mm钢筋，所述钢管桩4的桩径为0.9m；

2）钢筋的埋设：加工制作钢筋笼，将钢筋笼放置在钢管桩4内；

所述钢筋笼中每间隔4m的截面上设置定位钢筋，每截面均匀布置6根定位钢筋且各定位钢筋均与主筋焊接，所述钢筋笼底部焊接钢筋棍固定密目网片，所述钢筋棍固定密目网片采用若干φ8mm钢筋棍焊接为间距为2cm的网片；

3）浇筑混凝土：采用导管法进行砼水下灌注，先在钢筋笼内采用锥鼓型导向定位环7将砼导管8在桩内定位安装，所述导向定位环7在砼导管8的上、中、下部各焊接一个，导向定位环7采用3mm厚薄铁皮加工而成，且导向定位环7的直径小于钢筋笼体6内径，所述导向定位环7设置在距砼导管8底部不少于2m位置，砼灌注结束后，将导管缓缓拔出。

作为实施例的改进，所述步骤3）中采用的砼导管8为内径Ф250mm、壁厚5mm的钢管。

作为实施例的改进，所述钢管的管节长度为1.5～4.0m，位于钢筋笼内最底端的砼导管8长度为4.0m。

作为实施例的改进，相邻砼导管8间采用法兰连接，且砼导管连接处加有密封圈，砼导管8内隔水装置采用球胆。

作为实施例的改进，所述导向定位环7的直径比钢筋笼体6内径小10cm。

实施例一

一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，包括以下步骤：

1）冲击钻成孔

斜向嵌岩桩成孔需要提前对钻机和冲击锤进行改装，圆筒型冲击锤采用φ25mm钢筋、2cm厚钢板、钻齿等制作而成，以其上的圆筒与钢管桩相互作用作为导向系统，冲击导向锤筒2须有不少于1.5m的长度留设在钢管桩4内，冲击导向锤筒2外侧加焊螺旋形的φ25mm钢筋，以减少冲击时摩擦力的作用和使冲锤在施工过程中有一定的旋转，保证成孔质量，并可起到配重的作用，从而加大冲锤的重量；

钢管桩4的桩径为0.9m，桩端嵌岩深度6m时，桩内混凝土灌注高度9m；桩端嵌岩深度7m时，桩内混凝土灌注高度10.5m；

另外，采用的圆筒型冲击锤φ860mm，长8m，重量5t，钻头底刃由8组冲击刃组成；

钻机驻位采用方驳吊机吊运至钻孔平台上就位，方木垫平，保证钻机四角标高一致，对钻机的各个部件进行检查，尤其底座要平稳，在钻进过程中不应发生位移。钻机就位后，调整冲锤中心线与桩位中心点，使其两者重合之后，才可以开始钻孔。

钻机开始钻孔时，向护筒内注水和粘土，采用低锤密击使孔底以上1m之内始终保持泥浆重度在15g/cm³以上的高浓度区，钻孔达到一定深度后才能正常冲击。钻孔施工中，孔内水头应高出水面1.5m左右。为控制好随着潮流而变化的水位，在施工时每班安排专人看护水头，及时补浆、抽浆、掏浆，使孔内水头随着水位起落而适当调整，以保证孔内水压的稳定。

冲击钻对不同的地质采取不同的冲程高度，冲击时在钢丝绳上作记号控制冲程，防止放绳过多或过少。每成孔2～3m深后进行清渣，然后冲孔，再清渣、冲孔，反复循环，直至满足设计孔深。当冲击表面为倾斜岩面或有漂石时，应投入粘土加小片石，将表面垫平后再冲击成孔。在风化岩上冲孔，会产生很大的振动，过高冲程会造成冲锤破裂，同时也易产生偏孔，应合理控制冲程，减少打空锤。

在钻孔过程中，孔内排出的泥浆进入泥浆池，泥浆池上方安装水力旋流除砂器，3PN泥浆泵将泥浆泵入水力旋流除砂器，细粒岩渣分离后排入泥浆船，分离出的好泥浆补给到钻孔内形成循环。成孔过程中形成的岩渣和废浆由600t方驳弃至指定位置。同时应检测泥浆性能，重点检测项目为比重、粘度、含砂量，每工班检测不得少于一次，若发现异常应及时调节处理。

当冲孔深度达到设计要求入岩深度或桩底标高时，将钻头提出钢管桩，立即进行清孔。

钻进效率方面，对于强风化岩层，一般为0.5-0.9m/h，对于中风化岩层，一般为0.2-0.5m/h，对于较硬的微风化岩层，也可达到0.1-0.2m/h。

终孔后，及时进行反循环清孔。清孔时将钻头提升孔底约50cm左右，缓慢提放钻头，维持泥浆循环，将孔底沉渣清除干净，同时调整泥浆的技术指标达到规范要求。

2）钢筋的埋设

加工制作钢筋笼，钢筋笼每隔4m的截面上设置定位钢筋，每截面均匀布置6根且与主筋焊接，确保钢筋的保护层厚度；

本实施例中，钢管桩总数的10%桩身需灌注C20混凝土。其中，桩身混凝土分三段，即底部嵌岩桩入岩端3采用C40混凝土，桩身中部为C20素混凝土，桩头为C40混凝土；

另外，在本实施例中，采用在钢筋笼底部焊接钢筋网片的方法来防止钢筋笼上浮：钢筋笼底部焊接钢筋棍固定密目网片后，灌注过程中由导管中浇筑的混凝土对钢筋笼形成一股向下的冲力，同时在砼浮托力作用下，增大与混凝土的摩阻面积，增大了上浮的阻力，从而减少钢筋笼上浮。网片采用φ8mm钢筋棍焊接为间距2cm的网片，钢筋棍与钢筋笼主筋焊接牢固，防止在混凝土的冲击下与钢筋笼分离。

3）浇筑混凝土

本实施例中采用导管法进行砼水下灌注。浇筑水下混凝土时，利用冲击钻升降架作混凝土导管升降设备。砼导管8为内径Ф250mm、壁厚5mm钢管，管节长度1.5～4.0m，最底端一节的长度为4.0m，管与管之间用法兰连接，隔水装置采用球胆。导管使用前应按实际节数和长度进行试拼，并进行水压试验，试验压力不应小于工作压力的1.5倍。每节导管应保持接口垂直，且导管连接部位必须加密封圈，安放完最后一节导管后，安装浇筑架，在导管上口接上砼漏斗。灌注过程中应经常用测深水铊对砼面上升高度进行探测，并伴随灌注砼缓慢提升导管，保证导管埋深在2～6m。随着砼面的逐渐升高，逐渐缓慢提升并拆卸导管，并保证导管始终埋深在2.0m以上；如此循环至桩顶，卸下导管。导管提升与拆除应迅速，当导管内砼不满时，应缓慢灌注砼，防止产生高压气囊压漏导管，导管提升时必须有专人现场指挥，防止钢筋笼被导管挂住一起提升。对于斜桩采用锥鼓型导向定位环的方法将导管在桩内定位，导向定位环7在砼导管8上、中、下部各焊接1个。导向定位环7采用3mm厚薄铁皮制作加工，要求表面必须平滑无毛刺，以免卡住钢筋笼，且定位环直径小于钢筋笼内径10cm。导向定位环7设置在距砼导管8底部不少于2m位置，以避免定位环埋入混凝土内。

桩顶混凝土终灌标高为设计桩顶标高。砼灌注结束后，应将导管缓缓拔出。

斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法的成功实施，取代了顶置式回转钻机或立轴式回转钻机施工较为复杂的问题，提高了施工效率，加快了施工进度，还节省了施工成本。

其经济对比：

码头钢管嵌岩灌注桩斜桩施工固定设施投资减少为111万元。

若采用顶置式回转钻机，固定设施投入为：

钻机	辅桩施工	平台费用	总计
				95万元	112万元	252万元	459万元

若采用立轴式回转钻机，固定设施投入为：

钻机	辅桩施工	平台费用	总计
				30万元	60万元	216万元	306万元

采用JK-8冲击钻机，固定设施投入为：

钻机	平台费用	总计
			15万元	180万元	195万元

因此，本施工工法适应性良好、速度快、施工成本低、施工安全系数高等，具有良好的经济效益和较高的推广价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，其特征在于，包括以下步骤，

1）钻孔：采用冲击钻成孔斜桩配合钻机打孔，所述冲击钻成孔斜桩包括钢管桩（4）、设置在钢管桩（4）内的冲击锤，所述冲击锤包括冲击锤齿（1）、冲击导向锤筒（2）和冲击锤缆绳（5），所述冲击锤齿（1）设置在冲击导向锤筒（2）的前端，所述冲击锤缆绳（5）设置在冲击导向锤筒（2）后端，所述冲击导向锤筒（2）外侧加焊螺旋形的φ25mm钢筋，所述钢管桩（4）的桩径为0.9m；

2）钢筋的埋设：加工制作钢筋笼，将钢筋笼放置在钢管桩（4）内；

所述钢筋笼中每间隔4m的截面上设置定位钢筋，每截面均匀布置6根定位钢筋且各定位钢筋均与主筋焊接，所述钢筋笼底部焊接钢筋棍固定密目网片，所述钢筋棍固定密目网片采用若干φ8mm钢筋棍焊接为间距为2cm的网片；

3）浇筑混凝土：采用导管法进行砼水下灌注，先在钢筋笼内采用锥鼓型导向定位环（7）将砼导管（8）在桩内定位安装，所述导向定位环（7）在砼导管（8）的上、中、下部各焊接一个，导向定位环（7）采用3mm厚薄铁皮加工而成，且导向定位环（7）的直径小于钢筋笼体（6）内径，所述导向定位环（7）设置在距砼导管（8）底部不少于2m位置，砼灌注结束后，将导管缓缓拔出。

2.根据权利要求1所述的一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，其特征在于，所述步骤3）中采用的砼导管（8）为内径Ф250mm、壁厚5mm的钢管。

3.根据权利要求2所述的一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，其特征在于，所述钢管的管节长度为1.5～4.0m，位于钢筋笼内最底端的砼导管（8）长度为4.0m。

4.根据权利要求1或2所述的一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，其特征在于，相邻砼导管（8）间采用法兰连接，且砼导管连接处加有密封圈，砼导管（8）内隔水装置采用球胆。

5.根据权利要求1所述的一种斜孔钢管嵌岩灌注桩施工工法，其特征在于，所述导向定位环（7）的直径比钢筋笼体（6）内径小10cm。