CN108532590A

CN108532590A - 挖孔桩的施工方法和用具

Info

Publication number: CN108532590A
Application number: CN201810199659.2A
Authority: CN
Inventors: 毕建宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2018-09-14

Abstract

本发明提供了用夯击方式对挖孔桩扩底段进行再处理，以提高挖孔桩的桩端承载力或减小扩大头尺寸，以及通过引孔提高施工效率的三种方法，还提供了T型长螺旋钻杆、可折长螺旋钻杆、T型可折长螺旋钻杆三种用具，以达到安全、经济、高效、可靠的施工挖孔桩的目的。

Description

挖孔桩的施工方法和用具

技术领域

本发明涉及工程桩的施工方法，属于施工技术领域。

背景技术

挖孔桩虽然有扩底，但为避免扩底时土体坍塌，所以设计时要限制扩底尺寸不能过大，扩底区域的土体又是原土状态，这两方面原因都影响了现有挖孔桩的承载力。

预制管做护壁的挖孔桩也有沉管困难、容易发生漏水、护壁脱落等问题。

中掘沉预制管做护壁是一个高效的好方法，但桩架的高度过大。如20m长的预制管，桩架将达到近50m。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了挖孔桩的三个施工方法，其特征是在扩底施工完成后，再对扩底区域进行填料夯击处理，挤密扩底区域土体，提高挖孔桩的桩端承载力或减小扩大头尺寸。

本发明还提供了三种用具：T型长螺旋钻杆、可折长螺旋钻杆、T型可折长螺旋钻杆。

通过引孔或对土体搅拌处理解决了预制管做护壁的沉管困难及封水等问题。

通过对长螺旋钻杆的改进解决了中掘沉管时桩架过高的问题。

一.T型长螺旋钻杆：为上段直径大，下段直径小的长螺旋钻杆。

二.可折长螺旋钻杆：为钻杆上带销轴或万向节的长螺旋钻杆。

三.T型可折长螺旋钻杆：为T型长螺旋钻杆和可折长螺旋钻杆的组合。

四.挖孔桩的施工方法一：

1.可根据需要引孔或松土引孔，优选采用下段直径小于预制管外径的T型长螺旋钻杆引孔或松土引孔；

2.采用振动等现有方式沉预制管。如果引孔或松土引孔直径大于或等于预制管外径，预制管下端须插进引孔下面的原土里。如果引孔或松土引孔直径小于预制管外径，预制管须插进引孔或松土引孔的外围原土里。必要时可在沉管过程中或沉管结束后进行管外注浆。必要时引孔和沉管可交替进行；

3.人工或机械或人工与机械联合取出管内土并扩底，清理管壁；

4.可根据需要向扩底内投放干硬性混凝土并夯击；

5.灌注混凝土，结束。

五.挖孔桩的施工方法二：

1.可根据需要采用如水泥搅拌等方式对土体进行处理，处理范围大于预制管外径；

2.搅拌的土体硬化前采用振动等现有方式沉预制管，人工或机械或人工与机械联合取出管内土；

3.搅拌的土体硬化后人工或机械或人工与机械联合扩底，清理管壁；

4.可根据需要向扩底内投放干硬性混凝土并夯击；

5.灌注混凝土，结束。

六.挖孔桩的施工方法三：

1.在地面上将外振动沉管、内长螺旋钻的双动力头桩机的可折长螺旋钻杆或T型可折长螺旋钻杆穿入预制管中，振动锤卡具卡住预制管，然后把钻具竖起；

2.外动力头振动沉预制管、内动力头驱动长螺旋钻中掘取土，根据实际情况决定是否超前取土；

3.预制管沉到位后，长螺旋钻继续下钻取土至桩底；

4.人工或机械或人工与机械联合扩底，清理管壁；

5.可根据需要向扩底内投放干硬性混凝土并夯击；

6.灌注混凝土，结束。

可根据需要在沉管过程中或沉管结束后进行管外注浆。

可根据需要放钢筋笼。

至少在长螺旋钻杆的顶部设一个可单向旋转的销轴或任意转向的万向节；优选在长螺旋钻杆的顶部、中部各设一个可单向旋转的销轴或任意转向的万向节。

上述预制管含钢管。

方法一中的引孔或松土引孔的目的是降低沉管阻力，其它对土体进行处理降低沉管阻力的方法也在本发明保护之列，如搅拌、在桩孔区域进行多点引孔或松土引孔等。

方法一中的预制管插进或下端插进原土里的目的是封水和防止预制管下滑。

有益效果

本发明提供了用夯击方式进一步提高挖孔桩的桩端承载力或减小扩大头尺寸及通过引孔、对土体搅拌处理的方法解决了沉管效率和封水问题，达到安全、经济的施工挖孔桩的目的。

水泥搅拌土还是钢管的保护层，利于钢管防腐。

T型长螺旋钻杆引孔的有益效果是兼顾了沉管效率和解决封水问题。上段引孔直径大，尤其是上段引孔直径大于预制管外径时，沉管阻力很小，可提高沉管速度，保证前期沉管时的高效率。下段引孔直径小于预制管外径，这就保证后期沉管时预制管下端能够插进下段引孔的外围原土里，起到封水作用，还能防止预制管下滑，虽然这段引孔直径较小也还会有较高的沉管效率。如果采用通用长螺旋钻杆引直径小于预制管外径的小孔，整体沉管效率会低些。如果采用通用长螺旋钻杆引大于预制管外径的大孔，预制管下端须插进引孔下面的原土里，由于这段没有引孔，所以整体沉管效率也会较低。

可折长螺旋钻杆，如优选的顶部、中部各设一个可单向旋转的销轴或任意转向的万向节的长螺旋钻杆，可大大减小桩架高度。实施方式二中的桩架，采用可折长螺旋钻杆，桩架高度仅需30m；如果不用可折长螺旋钻杆，桩架高度接近50m，需要将钢管、钻杆、动力头的各部分长度或高度竖向简单叠加。

单向旋转销轴的构造简单，但穿钻杆时的要求高；万向节构造复杂一些，但操作简单。

具体实施方式

实施方式一：采用方法一施工挖孔桩。

场地土自上而下的土层情况：约1m厚的杂填土，约10m厚软土，约各1m厚全风化、强风化泥岩，以下是中风化泥岩。

设计采用钢管混凝土桩身的扩底桩。

钢管外径1m，壁厚10mm，Q345材质，长12m。

扩大头上直径1.5m、下直径3m、高3m；桩长约15m，极限承载力50000kN，采用C50混凝土。

使用180kw振动锤沉管，使用配有T型长螺旋钻杆的钻机松土引孔。T型长螺旋钻杆下段钻杆直径0.7m，长4m.上段钻杆直径1.1m。

施工步骤如下：

1.长螺旋钻机松土引孔，上段引孔深度11m，直径1.1m；下段引孔深度4m，直径0.7m；

2.将钢管与引孔对中，用振动锤沉管至管口露出地面0.1m，钢管下端插入强风化泥岩1m；

3.用长螺旋钻机取出管内土；

4.人工扩底，清理管壁；

5.向扩底内投放约9m³干硬性混凝土并夯击；

6.灌注混凝土。

实施方式二：采用方法三施工挖孔桩，使用顶部、中部各设一个可任意转向的万向节的可折长螺旋钻杆。

工程地质条件和桩的设计等条件同实施方式一，桩长23m，钢管长20m。

外动力头为90KW振动锤，内为90KW长螺旋钻，钻杆总长度25m，下节长12m，上节长13m，桩架总高度30m。

钻杆套入钢管的方法：

1.钻杆落地；

2.桩机后退，同时下放钻杆，下节先完全落地，进而上节落地；

3.桩机前进，用吊车配合，将钻杆穿入钢管；

4.振动锤卡具卡住预制管；

5.内、外动力头同时上提将钢管、钻杆竖起，至钢管、钻杆底端均离开地面。

接续即可进行中掘沉管等挖孔桩的其它工序。

Claims

1.挖孔桩的三个施工方法，其特征是包括如下三种方法：

1.1方法一：

1.1.1可根据需要引孔或松土引孔，优选采用下段直径小于预制管外径的T型长螺旋钻杆引孔或松土引孔；

1.1.2采用振动等现有方式沉预制管。如果引孔或松土引孔直径大于或等于预制管外径，预制管下端须插进引孔下面的原土里。如果引孔或松土引孔直径小于预制管外径，预制管须插进引孔或松土引孔的外围原土里。必要时可在沉管过程中或沉管结束后进行管外注浆。必要时引孔和沉管可交替进行；

1.1.3人工或机械或人工与机械联合取出管内土并扩底，清理管壁；

1.1.4可根据需要向扩底内投放干硬性混凝土并夯击；

1.1.5灌注混凝土，结束。

1.2.方法二：

1.2.1可根据需要采用如水泥搅拌等方式对土体进行处理，处理范围大于预制管外径；

1.2.2搅拌的土体硬化前采用振动等现有方式沉预制管，人工或机械或人工与机械联合取出管内土；

1.2.3搅拌的土体硬化后人工或机械或人工与机械联合扩底，清理管壁；

1.2.4可根据需要向扩底内投放干硬性混凝土并夯击；

1.2.5灌注混凝土，结束。

1.3.方法三：

1.3.1在地面上将外振动沉管、内长螺旋钻的双动力头桩机的可折长螺旋钻杆或T型可折长螺旋钻杆穿入预制管中，振动锤卡具卡住预制管，然后把钻具竖起；

1.3.2外动力头振动沉预制管、内动力头驱动长螺旋钻中掘取土，根据实际情况决定是否超前取土；

1.3.3预制管沉到位后，长螺旋钻继续下钻取土至桩底；

1.3.4人工或机械或人工与机械联合扩底，清理管壁；

1.3.5可根据需要向扩底内投放干硬性混凝土并夯击；

1.3.6灌注混凝土，结束。

2.挖孔桩施工使用的三种用具：T型长螺旋钻杆、可折长螺旋钻杆、T型可折长螺旋钻杆；

2.1T型长螺旋钻杆：为上段直径大，下段直径小的长螺旋钻杆；

2.2可折长螺旋钻杆：为钻杆上带销轴或万向节的长螺旋钻杆；

2.3T型可折长螺旋钻杆：为T型长螺旋钻杆和可折长螺旋钻杆的组合。