CN108612086A - 一种裂隙地质钻孔灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，包括步骤：1)掏渣筒制备；2)灌注桩钢筋笼制备；3)钻孔灌注桩引孔；4)掏渣筒提取孔渣；5)掏渣筒排除孔渣；6)灌注桩钢筋笼下放；7)防漏浆囊袋挤阔；8)混凝土浇筑；9)防漏浆囊袋外注浆。本发明的有益效果是：掏渣筒底部设置筒底冲切刃和导水管，可大幅降低裂隙区域的孔渣提取的难度，提高现场施工效率；掏渣筒内部设置的辅助冲渣管有助于改善掏渣筒排渣的效果；封浆端板设置可避免掏渣筒提出,有效增强结构的连接强度，实现不同属性建筑材料协同受力，提升结构的整体性；在裂隙部位设置防漏浆囊袋，并在囊袋外侧设置裂隙补强体，不但可以防止灌注的水泥浆外流，节省建筑材料。

Description

一种裂隙地质钻孔灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及灌注桩施工方法，特别涉及一种裂隙区域孔渣快速取出、提升灌注桩混凝土灌注质量、改善基桩承载性能的裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，属于岩土工程领域，适用于裂隙区域灌注桩施工工程。

背景技术

灌注桩作为一种基桩形式，已经在桥梁工程和建筑工程中得到了较为广泛的应用。在裂隙地质条件下进行灌注桩施工时，常需自地面向下打设套筒，但当裂隙埋设深度较大时，会大幅增加现场施工造价和难度。同时，由于裂隙地质多存在大量的碎石，普遍存在机械开挖难度大、孔渣不易取出等问题，严重影响现场施工效率。从桩身的受力性能来看，现有裂隙区域的灌注桩的受力性能受裂隙区域影响较为显著。

现有技术中已有一种钻孔灌注桩桩孔清渣装置，包括蓄电池、压力开关、缸体、电磁阀一、电磁阀二、转盘腔、下接触片和上接触片，其特征在于压力开关通过导线与蓄电池相连接，电磁阀一通过导线与压力开关相连接，电磁阀一通过导管与缸体相连接，该装置虽解决了桩孔清渣装置容积问题以及桩孔清渣装置在提升过程中漏渣问题，但装置结构较为复杂，难以适应复杂的施工环境，耐久性较差。现有技术中还有一种机械加压渣浆分离方法，其特征在于采用液压驱动的方式提高过滤材料两侧的压力差，使得水和小直径颗粒迅速通过过滤材料，而大直径颗粒被阻拦形成渣泥。该方法可在一定程度上解决渣浆问题，但孔渣易堵塞过滤网，影响施工效率。

鉴于此，为提升裂隙地质钻孔灌注桩的施工质量、提高现场施工效率、降低工程造价，目前亟待发明一种可同步实现裂隙区域孔渣快速取出、灌注桩混凝土灌注质量提升、基桩承载性能改善、工程造价降低等目标的裂隙地质钻孔灌注桩施工方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种不但可以将裂隙区域孔渣快速取出，而且可以提升灌注桩混凝土灌注质量，还可以改善基桩承载性能、降低工程造价的裂隙地质钻孔灌注桩施工方法。

这种裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：

1)掏渣筒制备：掏渣筒呈圆筒形；在掏渣筒的底部设置筒底固定钢板、筒底活动钢板和筒底连接端板，使筒底连接端板与掏渣筒侧壁通过第一转轴连接，使筒底固定钢板与筒底活动钢板通过第二转轴连接；在筒底固定钢板上设置挡渣限位条、反滤板和排浆槽；掏渣筒侧壁的底部设置筒底冲切刃、导水管连接孔、第一栓钉穿过孔和第二栓钉穿过孔，掏渣筒外侧设置导水管紧固环,内侧设置辅助冲渣管和连接端板限位体；

2)灌注桩钢筋笼制备：绑扎灌注桩钢筋笼，在裂隙区域的灌注桩钢筋笼的外侧设置防漏浆囊袋，并在防漏浆囊袋的外侧依次设置钢纤维格栅和辅助注浆管，在防漏浆囊袋内部插入囊袋注浆管；将防漏浆囊袋与灌注桩钢筋笼通过横向紧固钢筋连接；

3)钻孔灌注桩引孔：现场测试确定桩位，先打设施工护筒，再采用钻机引孔，自上向下依次穿过裂隙上部岩层、裂隙区域和裂隙下部岩层；当钻至裂隙区域时减小引孔速度；

4)掏渣筒提取孔渣：先将吊索与桶顶吊环连接牢固，再将掏渣筒落至裂隙区域部位，通过导水管将掏渣筒下部的孔渣冲入掏渣筒内；

5)掏渣筒排除孔渣：起吊掏渣筒，使筒底活动钢板与筒底固定钢板接触，并借助排浆槽将泥浆排掉；掏渣筒提升至施工护筒外侧时，在掏渣筒的底部安装封浆端板，并使封浆端板与掏渣筒通过第一连接栓钉连接；掏渣筒排渣时，先取出第一连接栓钉，再将封浆端板摘掉，然后取出第二连接栓钉，并将辅助冲渣管与外部水管相连，排除掏渣筒内的孔渣；

6)灌注桩钢筋笼下放：将与防漏浆囊袋、钢纤维格栅、辅助注浆管连接好的灌注桩钢筋笼放入钻孔灌注桩孔内，并使防漏浆囊袋的位置与裂隙区域相同；

7)防漏浆囊袋挤阔：通过囊袋注浆管向防漏浆囊袋内注浆挤阔防漏浆囊袋，并形成囊袋注浆体；

8)混凝土浇筑：先校核灌注桩钢筋笼的位置，再进行灌注桩混凝土浇筑；

9)防漏浆囊袋外注浆：灌注桩混凝土终凝前通过辅助注浆管向防漏浆囊袋外侧注浆，形成裂隙补强体。

作为优选:步骤2)所述防漏浆囊袋采用土工布材料缝合而成，防漏浆囊袋内注浆量根据防漏浆囊袋空腔的体积预先确定。

作为优选:步骤1)所述挡渣限位条与筒底固定钢板的夹角为45°～60°；排浆槽呈条形位于反滤板的下部，宽度为0.5～2cm、长度为10～20cm。

作为优选:步骤1)所述第一转轴、第二转轴的转动角度范围均为0～180°；第二转轴的两端分别与筒底固定钢板和筒底活动钢板焊接连接；第一转轴的两端分别与筒底连接端板和掏渣筒侧壁焊接连接。

作为优选:步骤1)所述导水管和辅助冲渣管均采用无缝钢管，管径为30mm～60mm。

作为优选:步骤9)采用辅助注浆管对防漏浆囊袋外侧注浆时，注浆压力为外侧土压力的1.1～1.5倍。

本发明的有益效果是：

1)掏渣筒底部设置筒底冲切刃和导水管，可大幅降低裂隙区域的孔渣提取的难度，提高现场施工效率。

2)掏渣筒内部设置的辅助冲渣管有助于改善掏渣筒排渣的效果；封浆端板设置可避免掏渣筒提出,有效增强结构的连接强度，实现不同属性建筑材料协同受力，提升结构的整体性。

3)在裂隙部位设置防漏浆囊袋，并在囊袋外侧设置裂隙补强体，不但可以防止灌注的水泥浆外流，节省建筑材料，而且可以改善基桩的承载性能。

附图说明

图1是本发明掏渣筒向上提取孔渣断面示意图；

图2是本发明掏渣筒取渣时结构断面示意图；

图3是本发明灌注桩施工完成后断面示意图；

图4是本发明裂隙地质钻孔灌注桩施工流程图。

附图标记说明：1-掏渣筒；2-筒底固定钢板；3-筒底活动钢板；4-筒底连接端板；5-裂隙补强体；6-第一转轴；7-第二转轴；8-挡渣限位条；9-反滤板；10-排浆槽；11-筒底冲切刃；12-导水管连接孔；13-第一栓钉穿过孔；14-第二栓钉穿过孔；15-导水管紧固环；16-辅助冲渣管；17-连接端板限位体；18-灌注桩钢筋笼；19-防漏浆囊袋；20-钢纤维格栅；21-辅助注浆管；22-囊袋注浆管；23-横向紧固钢筋；24-施工护筒；25-吊索；26-桶顶吊环；27-导水管；28-孔渣；29-封浆端板；30-第一连接栓钉；31-第二连接栓钉；32-囊袋注浆体；33-裂隙下部岩层；34-裂隙区域；35-裂隙上部岩层。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

掏渣筒的切割吊装施工技术要求、现场焊接施工技术要求、混凝土配合比设计及浇筑施工技术要求、防漏浆囊袋设计及施工技术要求、掏渣筒起吊施工技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本发明涉及方法的实施方式。

参照图1～图3所示，所述的一种裂隙地质钻孔灌注桩，当掏渣筒1落至裂隙区域34后采用高压水将孔渣28冲入掏渣筒1内；起吊掏渣筒1过程中，筒底活动钢板3与筒底固定钢板2接触，并借助排浆槽10将泥浆排掉；掏渣筒1提升至施工护筒24外侧时，在掏渣筒1的底部安装封浆端板29；掏渣筒1排渣时，先取出第一连接栓钉30，再将封浆端板29摘掉，然后取出第二连接栓钉31，并将辅助冲渣管16与外部水管相连，排除掏渣筒1内的孔渣28；防漏浆囊袋19设于灌注桩钢筋笼18的外侧设置，与灌注桩钢筋笼18通过横向紧固钢筋23连接，并在防漏浆囊袋19的外侧设置钢纤维格栅20和辅助注浆管21。

掏渣筒1呈圆筒形；在掏渣筒的底部设置筒底固定钢板2、筒底活动钢板3、筒底连接端板4，使筒底连接端板4与掏渣筒1的侧壁通过第一转轴6连接，使筒底固定钢板2与筒底活动钢板3通过第二转轴7连接；在筒底固定钢板2的上设置挡渣限位条8、反滤板9和排浆槽10；

掏渣筒1呈圆筒形，内径为800mm，采用厚度为1cm的钢板轧制而成，钢板强度为Q235B。

筒底固定钢板2、筒底活动钢板3和筒底连接端板4均采用厚度为1cm的钢板轧制而成，钢板强度为Q235B。

第一转轴6和第二转轴7直径为1cm，可转动角度为0°～360°。

挡渣限位条8采用Q235B钢板，厚度1cm，高度10cm。

反滤板9采用30cm×30cm的钢板，钢板上面打设1cm的均匀空洞。

排浆槽10直径为长度25cm、宽度2cm的空洞。

掏渣筒1侧壁的底部设置筒底冲切刃11、导水管连接孔12、第一栓钉穿过孔13和第二栓钉穿过孔14，外侧设置导水管紧固环15、内侧设置辅助冲渣管16和连接端板限位体17；

冲切刃11的刃脚为45°。

导水管连接孔12直径为30mm的钢管，钢管强度为Q235B。

第一栓钉穿过孔13和第二栓钉穿过孔14均采用直径为2cm的螺栓。

导水管紧固环15设于导水管的外侧，采用厚度1mm的钢板切割成宽度2cm的条带。

辅助冲渣管16设置于掏渣筒1内壁，采用直径为30mm的钢管，钢管强度为Q235B。

连接端板限位体17设置于掏渣筒1内壁，采用厚度0.5cm、宽度10cm的钢板，钢板强度为Q235B。

裂隙补强体5采用C35的混凝土。

钢筋笼18为直径1000mm，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB300。

在钢筋笼18的外侧设置防漏浆囊袋19、钢纤维格栅20、辅助注浆管21；在防漏浆囊袋19内部插入囊袋注浆管22；防漏浆囊袋19与灌注桩钢筋笼18通过横向紧固钢筋23连接。

防漏浆囊袋19采用土工膜，高度4m，设置于钢筋笼外侧。

钢纤维格栅20设置于钢筋笼外侧，采用钢塑土工格栅。

辅助注浆管21和囊袋注浆管22均采用直径为30mm的钢管，钢管强度为Q235B。利用囊袋注浆管22向防漏浆囊袋19内灌注水泥浆液，形成囊袋注浆体32。

横向紧固钢筋23采用直径10mm的HPB300级钢筋。

施工护筒24采用直径为1.5m，采用厚度为1cm、强度等级为Q235B的钢管轧制而成。

吊索25采用直径12mm的钢丝绳。

桶顶吊环26采用直径为32mm的钢筋制成圆环形，内径为50mm。

导水管27采用直径为3cm的钢管。

孔渣28粒径多为10-50mm，最大粒径为100mm。

封浆端板29成圆槽型，内径为850mm，槽壁高度为30cm。

第一连接栓钉30和第二连接栓钉31均采用直径为30mm的螺杆，长度为20cm。

裂隙下部岩层33为弱风化砂砾岩。

裂隙区域34高度为3m，裂隙填充物为粘土，岩石为砂砾石。

裂隙上部岩层35为强风化～全风化的砂砾岩。

参照图4所示，所述的裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，包括以下施工步骤：

1)掏渣筒1制备：掏渣筒1呈圆筒形；在掏渣筒的底部设置筒底固定钢板2、筒底活动钢板3、筒底连接端板4，使筒底连接端板4与掏渣筒1侧壁通过第一转轴6连接，使筒底固定钢板2与筒底活动钢板3通过第二转轴7连接；在筒底固定钢板2的上设置挡渣限位条8、反滤板9和排浆槽10；掏渣筒1侧壁的底部设置筒底冲切刃11、导水管连接孔12、第一栓钉穿过孔13和第二栓钉穿过孔14，外侧设置导水管紧固环15，内侧设置辅助冲渣管16和连接端板限位体17；

2)灌注桩钢筋笼18制备：根据设计要求绑扎灌注桩钢筋笼18，在地层的裂隙区域34的灌注桩钢筋笼18外侧设置防漏浆囊袋19，并在防漏浆囊袋19的外侧依次设置钢纤维格栅20和辅助注浆管21，在防漏浆囊袋19内部插入囊袋注浆管22；将防漏浆囊袋19与灌注桩钢筋笼18通过横向紧固钢筋23连接；

3)钻孔灌注桩引孔：现场测试确定桩位，先打设施工护筒24，再采用钻机引孔，自上向下依次穿过裂隙上部岩层35、裂隙区域34和裂隙下部岩层33；当钻至裂隙区域34时减小引孔速度；

4)掏渣筒1提取孔渣28：先将吊索25与桶顶吊环26连接牢固，再将掏渣筒1落至裂隙区域34部位，通过导水管27将掏渣筒1下部的孔渣28冲入掏渣筒1内；

5)掏渣筒1排除孔渣28：缓慢起吊掏渣筒1，使筒底活动钢板3与筒底固定钢板2接触，并借助排浆槽10将泥浆排掉；掏渣筒1提升至施工护筒24外侧时，在掏渣筒1的底部安装封浆端板29，并使封浆端板29与掏渣筒1通过第一连接栓钉30连接；掏渣筒1排渣时，先取出第一连接栓钉30，再将封浆端板29摘掉，然后取出第二连接栓钉31，并将辅助冲渣管16与外部水管相连，排除掏渣筒1内的孔渣28；

6)灌注桩钢筋笼18下放：将与防漏浆囊袋19、钢纤维格栅20、辅助注浆管21连接好的灌注桩钢筋笼18放入钻孔灌注桩孔内，并使防漏浆囊袋19的位置与裂隙区域34相同；

7)防漏浆囊袋19挤阔：通过囊袋注浆管22向防漏浆囊袋19内注浆挤阔防漏浆囊袋19，并形成囊袋注浆体32；

8)混凝土浇筑：先校核灌注桩钢筋笼18的位置，再进行灌注桩混凝土浇筑；

9)防漏浆囊袋19外注浆：灌注桩混凝土终凝前通过辅助注浆管21向防漏浆囊袋19外侧注浆，形成裂隙补强体5。

Claims (6)

1.一种裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：

1)掏渣筒(1)制备：掏渣筒(1)呈圆筒形；在掏渣筒(1)的底部设置筒底固定钢板(2)、筒底活动钢板(3)和筒底连接端板(4)，使筒底连接端板(4)与掏渣筒(1)侧壁通过第一转轴(6)连接，使筒底固定钢板(2)与筒底活动钢板(3)通过第二转轴(7)连接；在筒底固定钢板(2)上设置挡渣限位条(8)、反滤板(9)和排浆槽(10)；掏渣筒(1)侧壁的底部设置筒底冲切刃(11)、导水管连接孔(12)、第一栓钉穿过孔(13)和第二栓钉穿过孔(14)，掏渣筒(1)外侧设置导水管紧固环(15),内侧设置辅助冲渣管(16)和连接端板限位体(17)；

2)灌注桩钢筋笼(18)制备：绑扎灌注桩钢筋笼(18)，在裂隙区域(34)的灌注桩钢筋笼(18)的外侧设置防漏浆囊袋(19)，并在防漏浆囊袋(19)的外侧依次设置钢纤维格栅(20)和辅助注浆管(21)，在防漏浆囊袋(19)内部插入囊袋注浆管(22)；将防漏浆囊袋(19)与灌注桩钢筋笼(18)通过横向紧固钢筋(23)连接；

3)钻孔灌注桩引孔：现场测试确定桩位，先打设施工护筒(24)，再采用钻机引孔，自上向下依次穿过裂隙上部岩层(35)、裂隙区域(34)和裂隙下部岩层(33)；当钻至裂隙区域(34)时减小引孔速度；

4)掏渣筒(1)提取孔渣(28)：先将吊索(25)与桶顶吊环(26)连接牢固，再将掏渣筒(1)落至裂隙区域(34)部位，通过导水管(27)将掏渣筒(1)下部的孔渣(28)冲入掏渣筒(1)内；

5)掏渣筒(1)排除孔渣(28)：起吊掏渣筒(1)，使筒底活动钢板(3)与筒底固定钢板(2)接触，并借助排浆槽(10)将泥浆排掉；掏渣筒(1)提升至施工护筒(24)外侧时，在掏渣筒(1)的底部安装封浆端板(29)，并使封浆端板(29)与掏渣筒(1)通过第一连接栓钉(30)连接；掏渣筒(1)排渣时，先取出第一连接栓钉(30)，再将封浆端板(29)摘掉，然后取出第二连接栓钉(31)，并将辅助冲渣管(16)与外部水管相连，排除掏渣筒(1)内的孔渣(28)；

6)灌注桩钢筋笼(18)下放：将与防漏浆囊袋(19)、钢纤维格栅(20)、辅助注浆管(21)连接好的灌注桩钢筋笼(18)放入钻孔灌注桩孔内，并使防漏浆囊袋(19)的位置与裂隙区域(34)相同；

7)防漏浆囊袋(19)挤阔：通过囊袋注浆管(22)向防漏浆囊袋(19)内注浆挤阔防漏浆囊袋(19)，并形成囊袋注浆体(32)；

8)混凝土浇筑：先校核灌注桩钢筋笼(18)的位置，再进行灌注桩混凝土浇筑；

9)防漏浆囊袋(19)外注浆：灌注桩混凝土终凝前通过辅助注浆管(21)向防漏浆囊袋(19)外侧注浆，形成裂隙补强体(5)。

2.根据权利要求1所述的裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤2)所述防漏浆囊袋(19)采用土工布材料缝合而成，防漏浆囊袋(19)内注浆量根据防漏浆囊袋(19)空腔的体积预先确定。

3.根据权利要求1所述的裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤1)所述挡渣限位条(8)与筒底固定钢板(2)的夹角为45°～60°；排浆槽(10)呈条形位于反滤板(9)的下部，宽度为0.5～2cm、长度为10～20cm。

4.根据权利要求1所述的裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤1)所述第一转轴(6)、第二转轴(7)的转动角度范围均为0～180°；第二转轴(7)的两端分别与筒底固定钢板(2)和筒底活动钢板(3)焊接连接；第一转轴(6)的两端分别与筒底连接端板(4)和掏渣筒(1)侧壁焊接连接。

5.根据权利要求1所述的裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤1)所述导水管(27)和辅助冲渣管(16)均采用无缝钢管，管径为30mm～60mm。

6.根据权利要求1所述的裂隙地质钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤9)采用辅助注浆管(21)对防漏浆囊袋(19)外侧注浆时，注浆压力为外侧土压力的1.1～1.5倍。