CN108797571A - 一种新型劲性复合桩高效施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型劲性复合桩高效施工方法，包括以下步骤：(1)测量定位；(2)桩机就位；(3)高压旋喷水泥土桩施工：包括有①湿喷下沉；②提升钻头、反转喷灰，在提升过程喷水泥浆搅拌，通过砂浆发送器将水泥砂浆喷射入搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌和；③提升结束；④复拌；⑤干喷，边提升边反向旋转钻头并喷灰，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中；(4)锤击管桩施工：管桩应在水泥土初凝前植入外围水泥土桩中。采用压旋喷水泥土桩施工、锤击管桩施工步骤，高效、可操作性更强；复拌是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施；先大直径搅拌水泥土体，中间插管桩，可大大提高单桩承载力。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种新型劲性复合桩高效施工方法。
背景技术
劲性复合桩施工技术是由散体桩，柔性桩，刚性桩等通过一定的工艺，将两种或三种单体桩进行复合，形成劲性复合桩的一项技术。目前，劲性复合桩施工技术已在江苏、上海、云南、河北等地使用。
例如在中国专利文献CN107044120A中，公开了一种大直径超深层搅喷劲性复合桩的施工方法，包括以下步骤：步骤一、搅喷钻头在浆液加压状态下进行钻进，直到钻进至设计桩深；步骤二、钻杆改为提升搅喷方式，搅喷钻头在浆液加压状态下提升，直至搅喷钻头提升至地面，完成柔性搅喷桩体的施工；步骤三、在柔性搅喷桩体桩位进行预制芯桩的插芯作业；其特征在于：所述步骤一和步骤二中，搅喷钻头包括高压喷嘴和低压喷嘴，高压喷嘴设在搅喷钻头中部叶片的前端位置；低压喷嘴设在搅拌钻头底部叶片的近中心位置，高压喷嘴的浆液压力为6MPa～20MPa，低压喷嘴的浆液压力为0.3MPa～6MPa。
上述专利文献中公开的技术方案用于劲性复合桩施工，桩体承载力大，可大幅降低工程造价，减少环境污染，达到绿色施工的目的，但是在施工效率却是不甚理想，有待进一步提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种高效、可操作性更强、适用范围更广的新型劲性复合桩高效施工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该劲性复合桩高效施工方法，包括有以下步骤：
(1)测量定位：根据待施工建筑物轴线，再根据建筑物的桩位图放出具体的桩位，轴线和桩位偏差不大于20mm；
(2)桩机就位：根据所述步骤(1)中确定的桩位，开启走位将机架移到指定桩位对中；当地面起伏不平时，调整机体平衡，使桩机轴保持垂直；水泥土桩垂直偏差不得超过0.5％；桩位偏差不得大于30mm；
(3)高压旋喷水泥土桩施工：包括有①湿喷下沉，启动高压旋喷桩机，钻头边旋转边钻进，喷射压缩空气；②提升钻头、反转喷灰，在提升过程喷水泥浆搅拌，通过砂浆发送器将水泥砂浆喷射入搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌和；③提升结束，当钻头提升到距标高时，砂浆发送器停止向孔内喷射砂浆，在向土体喷射过程中的最后阶段，在搅拌钻头距地面4m处停止喷砂浆，砂浆不会溢出地面；④复拌，停止喷粉，钻头边旋转边钻进，直至设计桩底标高处；⑤干喷，边提升边反向旋转钻头并喷灰，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中；
(4)锤击管桩施工：内芯桩施工前应清除所述步骤(3)中形成的水泥土桩周边泥土，露出水泥土桩的轮廓，以方便管桩施工时的中心位置准确；锤击桩机施工机械就位后，垂直度偏差不得超过0.5％；管桩圆心与水泥土桩圆心同心率，管桩应在水泥土初凝前植入外围水泥土桩中。
采用上述新型劲性复合桩高效施工方法，当地面起伏不平时，调整机体平衡，使桩机轴保持垂直，以防打斜桩，影响桩基承载力，水泥土桩垂直偏差不得超过0.5％，桩位偏差不得大于30mm，使得本施工方法适用范围，场地有多处水塘、河道分布也是可以的；采用压旋喷水泥土桩施工、锤击管桩施工步骤，高效、可操作性更强；复拌是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施；先大直径搅拌水泥土体，中间插管桩，可大大提高单桩承载力。
进一步的改进在于，在所述步骤(4)中，包括有①吊桩定位，管桩运至现场后，单点起吊桩，使桩在垂直状态下，桩尖能准确地对准桩位；②打桩，分为插桩和捶打，其中，所述插桩为：第一节管桩插入地下时，开始轻轻打下，校核桩的垂直度采用垂直角，即用两个方向互成90°的线锤保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整；所述锤打为：采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，渐增起锤高度，在整个打桩过程中，使桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上；③接桩与焊接，接桩时使新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈预先清刷干净，当下节桩的桩头距地面1～1.2m时，即可进行焊接接桩；焊接前，将焊缝附近的铁锈、油污、水气和杂物清除干净，焊接时，焊接件表面保持清洁，采用手工焊接，第一层用1.2焊丝，第二层1.2焊丝，焊接完成后，冷却后施打；④停锤，当贯入度已达到控制贯入度，再锤入10cm左右或锤击30～50击，如无异常变化时，此时桩尖标高与设计要求标高相差不大时可停锤。
吊桩定位的具体做法为，钢丝绳应绑在桩端0.293L(L为单节桩长)处，用吊机将预制桩吊至桩机的正前方放置，待桩吊直后，放入桩机夹桩箱内扶正就位，然后从侧面观测桩身垂直度，在控制室用线垂从正面观测桩身垂直度，其倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15％(倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角以内)。调整桩机位置及水平，使桩在垂直状态下，桩尖能准确地对准桩位。
进一步的改进在于，在同一根桩施工时，所述步骤(3)中的高压旋喷水泥土桩与所述步骤(4)中的管桩间隔时间控制在6小时之内。
在同一根桩施工时，高压旋喷水泥土桩与管桩间隔时间宜控制在6小时之内，避免停机时间过长造成打桩困难。
进一步的改进在于，在所述步骤(1)中，远离压桩区域，不小于30米，设置轴线控制点和两个桩位控制点，对轴线控制点和定位点进行复核。
为了避免因压桩产生侧向和垂直方向的变形，应在远离压桩区域(不小于30米)设置轴线控制点和两个桩位控制点，施工期间每天对轴线控制点和定位点进行复核，桩位定位前应检查各轴线交点的距离是否与桩位图相符，然后使仪器通过直角坐标或极坐标法测放样桩，做好距离和角度的记录以便复测桩位。
进一步的改进在于，在所述步骤(3)中，高压旋喷水泥土桩施工提升速度不超过0.8m/min；搅拌头每旋转一周，其提升高度不得超过16mm，搅拌头的直径磨耗量不得大于10mm，水泥土桩应一次性连续完成，不得中途中断；高压旋喷水泥土桩使用双通道单管进行施工，送粉压力0.7～1.2Mpa；送空压机功率＞45KW，主机机功率＞110KW。
附图说明：
图1是本发明新型劲性复合桩高效施工方法的简要流程图。
具体实施方式
本实施例中的新型劲性复合桩高效施工方法，如图1所示，包括有以下步骤：
(1)测量定位：根据建筑物轴线，再根据建筑物的桩位图放出具体的桩位，轴线和桩位偏差不大于20mm，；为了避免因压桩产生侧向和垂直方向的变形，应在远离压桩区域(不小于30米)设置轴线控制点和两个桩位控制点，施工期间每天对轴线控制点和定位点进行复核，桩位定位前应检查各轴线交点的距离是否与桩位图相符，然后使仪器通过直角坐标或极坐标法测放样桩，做好距离和角度的记录以便复测桩位；
(2)桩机就位：根据所述步骤(1)中确定的桩位，开启走位将机架移到指定桩位对中，当地面起伏不平时，调整机体平衡，使桩机轴保持垂直，以防打斜桩，影响桩基承载力，水泥土桩垂直偏差不得超过0.5％；桩位偏差不得大于30mm；
(3)高压旋喷水泥土桩施工：包括有：①湿喷下沉，启动高压旋喷桩机，钻头边旋转边钻进，为不致于堵塞喷射口，此时并不喷射加固材料，而是喷射压缩空气，可使钻进顺利，减小负载扭距，随着钻进，准备被加固的土体在原位受到搅动；②提升钻头、反转喷灰，在提升过程喷水泥浆搅拌，通过砂浆发送器将水泥砂浆喷射入搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌和，要根据地质情况，决定提升速度，以得到较均匀的水泥土桩，提升速度根据试桩参数确定；③提升结束，当钻头提升到距标高时，发送器停止向孔内喷射砂浆，这时由于装置的回路是封闭的，砂浆不会向空中喷射和飞散。在向土体喷射过程中的最后阶段，在搅拌钻头距地面4m处停止喷砂浆，砂浆不会溢出地面，一般在设计桩顶预加50cm桩长作为破除桩头用；④复拌，停止喷粉，钻头边旋转边钻进，直至设计桩底标高处；⑤干喷，边提升边反向旋转并喷灰，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中，复搅是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施；
利用现有的高压旋喷机具，形成多个扩大头，以提高其承载能力，减少桩长。
桩径、桩长不得小于设计值，开机前必须调试，检查桩机运转和输料管通畅情况；搅拌桩施工提升速度不超过0.8m/min；搅拌头每旋转一周，其提升高度不得超过16mm，搅拌头的直径应定期复核检查，其磨耗量不得大于10mm；水泥土桩施工时，要求桩身完整，搅拌均匀，几何尺寸准确；每根桩应一次性连续完成，不得中途中断，不得有空壳和夹心现象；水泥土桩喷粉提升的速度和次数必须符合施工工艺要求，施工中应有专人详细记录搅拌下沉或提升的时间和水泥用量，记录误差应小于5cm和5s，施工中发生的问题及处理情况应加以记录和说明；水泥土桩施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪；高压旋喷搅拌桩应使用双通道单管进行施工，送粉压力0.7～1.2Mpa；送空压机功率＞45KW，主机机功率＞110KW；
在本实施例中，试桩抗压桩为外芯水泥土桩桩径为φ1000mm，桩长23m；内芯为φ600mm管桩(PHC-600(130)AB)，桩长28～37m；试桩抗拔桩为外芯水泥土桩桩径为φ900mm，桩长19m；内芯为φ500mm管桩(PHA-500(100)AB)，桩长27～33m。水泥土桩固化剂采用P.O42.5水泥，水泥掺入量为20％，软土添加剂8％。
(4)锤击管桩施工：内芯桩施工前应清除水泥土桩周边泥土，露出水泥土桩的轮廓，以方便管桩施工时的中心位置准确；锤击桩机施工机械就位后，应有可靠的垂直度控制措施，垂直度偏差不得超过0.5％；采取可靠措施保证管桩圆心与水泥土桩圆心同心率，管桩应在水泥土初凝前植入外围水泥土桩中；
具体包括：①吊桩定位，桩运至现场后，单点起吊桩时，钢丝绳应绑在桩端0.293L(L为单节桩长)处，用吊机将预制桩吊至桩机的正前方放置，待桩吊直后，放入桩机夹桩箱内扶正就位，然后从侧面观测桩身垂直度，在控制室用线垂从正面观测桩身垂直度，其倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15％(倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角以内)，调整桩机位置及水平，使桩在垂直状态下，桩尖能准确地对准桩位；②打桩，分为插桩和捶打，插桩为：桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时正确安放，第一节管桩插入地下时，尽量保持位置方向正确，开始轻轻打下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时拔出重打，校核桩的垂直度采用垂直角，即用两个方向(互成90°)的线锤保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整；锤打：因地层较软，初打时可能下沉量较大，采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，渐增起锤高度。在整个打桩过程中，使桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上。必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整，不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时，检查落锤有无倾斜偏心，特别是检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，更换或补充软垫。每根桩连续一次打完，不中断，以免难以继续打下；③接桩与焊接，接桩时使新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面1～1.2m时，即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上安装导向箍，以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后，对称点焊4～6点加以固定，然后拆除导向箍。管桩焊接施工时由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行；施焊第一层时，适当加大电流，加大熔深。
采用手工焊接，第一层用1.2焊丝，第二层1.2焊丝，保证焊接质量。焊接保证不少于三层以上并及时将焊渣清除干净。
上下节桩对接检查合格后，先进行定位点焊，点焊时所采用的焊接材料与正式施焊时相同，点焊如有缺陷及时铲除。
焊接前，将焊缝附近的铁锈、油污、水气和杂物清除干净。焊接时，焊接件表面保持清洁。
焊接完成后，由项目部质量员检查合格后，请监理检查。检查合格，冷却后施打。
上下节桩对中，不偏斜，按图施工，误差在两节桩之间出现间隙，采用厚薄适当的铁片填实。焊接时要采取防风措施，减少焊接变形，焊缝连续饱满，并确保规定的焊缝长度。
打桩时详细、准确地填写打桩记录。特别注意最后贯入度，即最后50cm桩长的锤击高度及桩的贯入度。
抗拔桩接桩为机械连接。标准参照先张法预应力混凝土抗拔管桩(Q/321183JH002-2015)。
④停锤，当贯入度已达到控制贯入度，再锤入10cm左右或锤击30～50击，如无异常变化时，说明不是遇到障碍物等情况，此时桩尖标高与设计要求标高相差不大时可停锤。若桩尖标高与设计规定标高相差过多时，需要考虑桩的侧向稳定是否足够。为防止桩上浮和附近的桩上浮，锤击时将桩锤停留在桩头时间长一些。停锤标准按符合设计标高控制为主，以贯入度控制为辅的原则。
⑤桩位偏差和垂直度应符合图纸要求，为垂直度偏差不得超过0.5％，保证管桩圆心与水泥土桩圆心同心率，同心偏差不得大于0.05D(D为管桩直径)，管桩外围的水泥土桩水泥土最小壁厚不得小于150mm。
在同一根桩施工时，所述步骤(3)中的高压旋喷水泥土桩与所述步骤(4)中的管桩间隔时间控制在6小时之内。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (5)
1.一种新型劲性复合桩高效施工方法，其特征在于，包括有以下步骤：
(1)测量定位：根据待施工建筑物轴线，再根据建筑物的桩位图放出具体的桩位，轴线和桩位偏差不大于20mm；
(2)桩机就位：根据所述步骤(1)中确定的桩位，开启走位将机架移到指定桩位对中；当地面起伏不平时，调整机体平衡，使桩机轴保持垂直；水泥土桩垂直偏差不得超过0.5％；桩位偏差不得大于30mm；
(3)高压旋喷水泥土桩施工：包括有①湿喷下沉，启动高压旋喷桩机，钻头边旋转边钻进，喷射压缩空气；②提升钻头、反转喷灰，在提升过程喷水泥浆搅拌，通过砂浆发送器将水泥砂浆喷射入搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌和；③提升结束，当钻头提升到距标高时，砂浆发送器停止向孔内喷射砂浆，在向土体喷射过程中的最后阶段，在搅拌钻头距地面4m处停止喷砂浆，砂浆不会溢出地面；④复拌，停止喷粉，钻头边旋转边钻进，直至设计桩底标高处；⑤干喷，边提升边反向旋转钻头并喷灰，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中；
(4)锤击管桩施工：内芯桩施工前应清除所述步骤(3)中形成的水泥土桩周边泥土，露出水泥土桩的轮廓，以方便管桩施工时的中心位置准确；锤击桩机施工机械就位后，垂直度偏差不得超过0.5％；管桩圆心与水泥土桩圆心同心率，管桩应在水泥土初凝前植入外围水泥土桩中。
2.根据权利要求1所述的新型劲性复合桩高效施工方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，包括有①吊桩定位，管桩运至现场后，单点起吊桩，使桩在垂直状态下，桩尖能准确地对准桩位；②打桩，分为插桩和捶打，其中，所述插桩为：第一节管桩插入地下时，开始轻轻打下，校核桩的垂直度采用垂直角，即用两个方向互成90°的线锤保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整；所述锤打为：采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，渐增起锤高度，在整个打桩过程中，使桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上；③接桩与焊接，接桩时使新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈预先清刷干净，当下节桩的桩头距地面1～1.2m时，即可进行焊接接桩；焊接前，将焊缝附近的铁锈、油污、水气和杂物清除干净，焊接时，焊接件表面保持清洁，采用手工焊接，第一层用1.2焊丝，第二层1.2焊丝，焊接完成后，冷却后施打；④停锤，当贯入度已达到控制贯入度，再锤入10cm左右或锤击30～50击，如无异常变化时，此时桩尖标高与设计要求标高相差不大时可停锤。
3.根据权利要求1所述的新型劲性复合桩高效施工方法，其特征在于，在同一根桩施工时，所述步骤(3)中的高压旋喷水泥土桩与所述步骤(4)中的管桩间隔时间控制在6小时之内。
4.根据权利要求1-3任一项所述的新型劲性复合桩高效施工方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，远离压桩区域，不小于30米，设置轴线控制点和两个桩位控制点，对轴线控制点和定位点进行复核。
5.根据权利要求4所述的新型劲性复合桩高效施工方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，高压旋喷水泥土桩施工提升速度不超过0.8m/min；搅拌头每旋转一周，其提升高度不得超过16mm，搅拌头的直径磨耗量不得大于10mm，水泥土桩应一次性连续完成，不得中途中断；高压旋喷水泥土桩使用双通道单管进行施工，送粉压力0.7～1.2Mpa；送空压机功率＞45KW，主机机功率＞110KW。
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