CN107604904A - 一种旋挖桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋挖桩施工方法，包括以下步骤，(1)施工准备、泥浆制备、钻机就位、埋设钢护筒、钻孔内补浆；(2)钻进施工、掏渣筒取渣或泥浆携带钻渣出渣；其中首次掏渣筒取渣时计算每次掏渣筒取渣满筒时的时间，以及掏渣筒去渣的时间和钻头反转的时间，根据时间不同在钻机上安装控制系统，控制系统连接一个延时器，延时器根据首次时间设置，然后再控制系统的作用下控制钻头自动翻转和上升；(3)终孔、钢筋笼制造安装；(4)桩基混凝土灌注、桩基检测。本发明分离出来的钻渣运输至弃渣场地，分离出业的泥浆进入泥浆制备池，重复用于钻孔施工。

Description

一种旋挖桩施工方法

技术领域

本发明涉及建工施工方法，具体涉及一种旋挖桩施工方法。

背景技术

随着经济的发展，城市化进程的不断加快，建筑行业的发展越来越迅速，建造在复杂地基上的建筑也越来越多，桩基础工程已成为建筑最常用的形式之一。旋挖钻桩基施工工艺以其快速、高效而被广泛采用，其成桩工艺可采取干法成孔或泥浆护壁钻孔，其优势是施工速度快，但适用地层受限，不良地层下，易产生塌孔、卡钻、埋钻等事故。对软弱地基、块石类等复杂地基上的桩基础，旋挖钻机干法成孔工艺已不适用，但旋挖钻机湿作业工艺日趋成熟。泥浆护壁桩基施工技术具有施工安全性高，便于就地取材施工成本较低，成桩质量可靠等优点，但该技术施工中，将产生大量的废弃泥浆，约为钻孔出碴量的2～3 倍，其组分为泥浆胶体料与钻碴颗粒混合物，现有处理方法多采取自然沉淀法。因文明施工的要求或是建筑场地存放条件限制，需采用专用车辆运出建筑场地存放，既增加了桩基施工成本，且外运泥浆作为建筑垃圾，一般采取自然沉淀等简单处理措施，其消解资源化利用需很长时间，几年，甚至几十年，既占用了大量的土地，又造成了环境的污染。因此，一定程度上限制了旋挖钻机泥浆护壁成孔桩基施工技术的应用。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种旋挖桩施工方法能再次有效的利用资源。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种旋挖桩施工方法，包括以下步骤，

(1)施工准备、泥浆制备、钻机就位、埋设钢护筒、钻孔内补浆；

(2)钻进施工、掏渣筒取渣或泥浆携带钻渣出渣；其中首次掏渣筒取渣时计算每次掏渣筒取渣满筒时的时间，以及掏渣筒去渣的时间和钻头反转的时间，根据时间不同在钻机上安装控制系统，控制系统连接一个延时器，延时器根据首次时间设置，然后再控制系统的作用下控制钻头自动翻转和上升；

(3)终孔、钢筋笼制造安装；

(4)桩基混凝土灌注、桩基检测。

进一步，步骤(2)中钻进施工时通过步骤(1)中钻孔内补浆中的泥浆注入钻孔施工。

进一步，步骤(2)中掏渣筒取渣或泥浆携带钻渣出渣后依次进行废弃泥浆收集、振筛分离、旋流分离、一级沉淀、二级沉淀和泥浆再生，再生的泥浆通过回收利用于泥浆制备。

进一步，振筛分离选用筛网，筛网的孔径设置3cm～5cm边长的正方形方孔，筛网下表面安装一圈滚珠，筛网上表面做成倾斜面并开排渣口，旋流分离选用锥形漏斗形的结构，锥形漏斗上轮缘再焊接一圈小凸起，锥形漏斗形结构下方连接电机。

进一步，每相邻的两个滚珠之间的距离设置1cm～3cm将从上方筛网漏下的渣直接介于1cm～3cm的渣子通过离心力旋转带出。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：旋挖钻机取土效率高、机械化程度高、方便灵活，适用于粘土层、砂土层及软质岩层等软塑状土层，其工效一般每天可达到50-100m。但不良地层下，易产生塌孔、卡钻、埋钻等事故。对软弱地基、块石类等复杂地质中的桩基础，旋挖钻机干法成孔工艺已不适用，本工法扩展了旋挖钻机的使用的范围；通过振筛分离技术将建筑桩基施工废弃泥浆中钻渣颗粒与泥浆分离开，分离出来的钻渣运输至弃渣场地，分离出业的泥浆进入泥浆制备池，重复用于钻孔施工。从而，实现了桩基废弃泥浆的现场就地分解资源化利用，减少了传统泥浆护壁桩基施工废弃泥浆数量，同时，有效解决了废弃泥浆沉淀处理占用土地污染环境的问题，实现了桩基绿色施工。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

无

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述：

本发明提出了一种旋挖桩施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)施工准备、泥浆制备、钻机就位、埋设钢护筒、钻孔内补浆；

施工准备包括：a人员的配备，施工人员应具有相应的职业技术能力和资格证书，上岗前应进行职业安全、技术能力和操作技能培训，培训合格后方可上岗，特殊工种的应具有相应的岗位资格证书，b技术准备，施工前应根据设计参数和地质报告作成孔、成桩实验，以确定成桩工艺参数，根据设计图纸和施工方案，并在施工作业前对所有作业人员逐级进行安全、技术交底，编制应急预案，并按照应急预案进行演练，制定有针对性的安全、质量、工期等措施、对作业场地进行平整，确保钻机移动就位，平整场地后，测放出桩基孔位，设置桩孔位置控制桩，以利桩基后续工序施工；c材料准备，桩基主体用钢筋、水泥、砂石骨料进场并检验，泥浆制作材料膨润土、纯碱进场并验收；

泥浆制备：在场地内，布设泥浆制备池、一、二级沉淀池，并下挖形成池坑，池坑周边及底部敷设硬质PVC膜(泥浆池不得渗漏)；

钻机就位：根据钻机选型及施工组织安排，确定钻机进场数量、时间，进场机械设备试运转正常，准备就绪；

埋设钢护筒：采用旋挖钻机钻孔至埋设深度后，旋挖钻机安装护筒驱动器，提升护筒，对准孔位，旋转臂杆下放安装护筒，护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒要求：护筒采用厚0.9mm的钢板制作，护筒内径比桩孔径长200mm，护筒的长度不小于3.0m，埋设后护筒顶面比地面高出300mm，护筒长度应确保钻孔过程中孔内泥浆液面高于护筒底部2.0m 以上，避免提钻过程中泥浆冲刷护筒底部土层或泥浆面低于地下水位形成负压造成钻孔塌孔，护筒的顶部设有溢浆孔或溢浆槽，以便泥浆循环，护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面位置允许偏差为5cm，倾斜度的偏差不大于1％；

(2)钻进施工、掏渣筒取渣或泥浆携带钻渣出渣；其中首次掏渣筒取渣时计算每次掏渣筒取渣满筒时的时间，以及掏渣筒去渣的时间和钻头反转的时间；例如钻头第一钻孔开始时，一共花费了a分钟顺时针旋转然后将掏渣筒填满，然后开始逆时针旋转将掏渣筒下方封堵花费了b分钟，然后钻头开始上升花从c分钟，掏渣筒去渣花了d分钟，钻头下降花了e分钟，然后首个桩孔一共来回做了n次直到桩底，由于随着桩不断的下降，土质坚硬越来越大，同时钻头上下移动的距离增大所以时间也增加，记录首桩n次的数据，然后通过优化后得到一组最优解，即a1、b1、c1、d1和e1；根据时间不同在钻机上安装控制系统，控制系统连接一个延时器，延时器根据a1、b1、c1、d1和e1首次钻孔设置来将延时信息传递给控制系统，然后再由控制系统的自己控制钻头自动翻转和上升从而节约了时间；

钻进施工：钻进施工前先进行开始钻进，灌浆，护筒安装好后，开始钻进前，向护筒内灌入泥浆，钻孔过程应及时补浆，保证钻孔过程护壁泥浆的数量和质量，开始钻进，钻机移动到桩位处，开始钻进要稳，旋挖钻机应低速旋转，慢进尺，避免孔位偏斜，钻孔施工过程中对钻头磨损超标的及时更换，并根据土层变化情况正确选择钻斗型式，钻进过程中，设专人记录钻进参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况，记录必须认真、及时、准确、清晰，钻进时应根据地质情况控制进尺速度，由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度，当软地层变为硬地层时，要减速慢进，钻进时应控制泥浆的指标，反复测量泥浆比重、含砂率、粘度等指标，判定桩孔中的泥浆情况，并在钻孔过程中及时向钻孔内补充泥浆，以保持钻进及提钻后孔内泥浆液面高于护筒底部2.0m 以上，且孔内泥浆液面高于地下水位标高1.0m以上；

(3)终孔、钢筋笼制造安装；

终孔：检孔及清孔，钻孔达到要求深度后对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，填写终孔检查验收资料，并经监理工程师验收。清孔停止至混凝土开始灌注，应控制在1.5～3h，一般不得超过4h，否则应重新清孔。若不能及时灌注桩身混凝土，必须在孔口设安全防护。清孔采用掏渣筒法或泥浆置换法，清孔标准应符合设计及规范要求，即：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，孔底500mm内的泥浆比重应小于1.25；含砂率不大于8％，粘度大于28s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于 20cm，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔，在清孔排渣时注意保持孔内泥浆液面高度，防止坍塌，浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，进行二次清孔，采用高压风冲射孔底沉淀物，保证孔底沉渣厚度不大于设计及规范要求；

钢筋笼制造安装：钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50％，加强箍筋与主筋连接全部焊接，钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求，钢筋骨架的保护层厚度由厚5cm的圆形C30水泥砂浆垫块来保证，砂浆垫块按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置6个；使用汽车吊吊装钢筋笼，并在孔口牢固定位，以免发生浮笼现象；

(4)桩基混凝土灌注、桩基检测；

桩基混凝土灌注：安装导管，试拼、检验、安放导管，混凝土浇筑前利用导管进行二次清孔，检查孔底沉碴厚度，灌注水下混凝土：a灌注水下混凝土前，用射风冲射钻孔孔底3～5min，将孔底沉淀物翻动上浮，最大限度地减小沉渣厚度，b计算和控制首批封底混凝土数量；首批封底混凝土要求下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土内不小于1m深，足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节，c浇注连续进行，中途停歇时间不超过30min。在整个浇注过程中，及时提升导管，控制导管的埋深，导管在混凝土埋深2～4m，d考虑桩顶含有浮渣，灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程100cm控制，以保证桩顶混凝土的质量；

桩基检测：桩基施工完毕后应进行单桩承载力和桩身质量的检验，采用单桩竖向静载试验、低应变法、超声波法检测单桩承载力和桩身完整性。同时应检验桩的桩位偏差、桩长、桩径、设计强度，检测方法、数量应根据现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202中的相关规定执行，经检测，综合判断其桩身混凝土的质量等级是否满足要求，I类、II类桩所占比重，是否存在III、IV类桩。

作为具体实施例，步骤(2)中钻进施工时通过步骤(1)中钻孔内补浆中的泥浆注入钻孔施工。

作为具体实施例，步骤(2)中掏渣筒取渣或泥浆携带钻渣出渣后依次进行废弃泥浆收集、振筛分离、旋流分离、一级沉淀、二级沉淀和泥浆再生，再生的泥浆通过回收利用于泥浆制备；废弃泥浆处理采用振筛旋流分离泥浆沉淀净化再生利用通过振筛分离、旋流分离、一级沉淀、二级沉淀和泥浆再生；①振筛分离，建筑工程桩基施工泥浆自钻孔中流出后，引流到振动筛或采用泥浆泵抽至振动筛，开启振动筛电源，泥浆中大粒径颗粒留存在振动筛上，泥浆及小粒径颗粒进入下一分离程序，筛分出的颗粒直径可根据现场实际需要选择，一般取0.77mm；②旋流分离，泥浆经振动筛分离后，剩下的泥浆和小粒径颗粒直接流入竖向旋流管，旋流过程中，泥浆中较大颗粒在离心力作用下，积聚到旋流管壁后继续向下跌落；③一级沉淀，泥浆从旋流管流出后，进入一级沉淀池，静置重力沉淀分离，自重较大的颗粒处于下层，上部为泥浆和水，在泥浆中加入2～3‰的阴离子絮凝剂，加速泥浆沉淀分离；④二级沉淀，经一级沉淀后，一级沉淀池中的泥浆和水经沉淀池顶部的溢流槽进入二级沉淀池，在泥浆中加入碳酸钠等碱剂稀释剂改变泥浆的悬浮胶体结构，加速沉淀；⑤泥浆再生，泥浆经二级沉淀后，二级沉淀池中上部的泥浆和水经沉淀池顶部的溢流槽进入泥浆制备池，掺入膨润土及淀粉类等增粘剂，重新搅拌后用于施工。

作为具体实施例，振筛分离选用筛网，筛网的孔径设置3cm～5cm边长的正方形方孔，筛网下表面安装一圈滚珠，筛网上表面做成倾斜面并开排渣口，旋流分离选用锥形漏斗形的结构，锥形漏斗上轮缘再焊接一圈小凸起，锥形漏斗形结构下方连接电机；电机带动锥形漏斗不断的旋转时，小凸起不断的撞击滚珠从而带动筛网震动，这样直径大于3cm～5cm的渣就不会落入锥形漏斗中，然后沿斜面从排渣口排出，电动不断的旋转的同时了泥浆从漏斗下方移除，未经过漏斗下方的渣在离心力的作用下从上方两个滚珠之间被甩出。

作为具体实施例，每相邻的两个滚珠之间的距离设置1cm～3cm将从上方筛网漏下的渣直接介于1cm～3cm的渣子通过离心力旋转带出。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种旋挖桩施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)施工准备、泥浆制备、钻机就位、埋设钢护筒、钻孔内补浆；

(2)钻进施工、掏渣筒取渣或泥浆携带钻渣出渣；其中首次掏渣筒取渣时计算每次掏渣筒取渣满筒时的时间，以及掏渣筒去渣的时间和钻头反转的时间，根据时间不同在钻机上安装控制系统，控制系统连接一个延时器，延时器根据首次时间设置，然后再控制系统的作用下控制钻头自动翻转和上升；

(3)终孔、钢筋笼制造安装；

(4)桩基混凝土灌注、桩基检测。

2.根据权利要求1所述一种旋挖桩施工方法，其特征在于：步骤(2)中钻进施工时通过步骤(1)中钻孔内补浆中的泥浆注入钻孔施工。

3.根据权利要求1所述一种旋挖桩施工方法，其特征在于：步骤(2)中掏渣筒取渣或泥浆携带钻渣出渣后依次进行废弃泥浆收集、振筛分离、旋流分离、一级沉淀、二级沉淀和泥浆再生，再生的泥浆通过回收利用于泥浆制备。

4.根据权利要求3所述一种旋挖桩施工方法，其特征在于：振筛分离选用筛网，筛网的孔径设置3cm～5cm边长的正方形方孔，筛网下表面安装一圈滚珠，筛网上表面做成倾斜面并开排渣口，旋流分离选用锥形漏斗形的结构，锥形漏斗上轮缘再焊接一圈小凸起，锥形漏斗形结构下方连接电机。

5.根据权利要求3所述一种旋挖桩施工方法，其特征在于：每相邻的两个滚珠之间的距离设置1cm～3cm将从上方筛网漏下的渣直接介于1cm～3cm的渣子通过离心力旋转带出。