CN108798508B - 桩孔的开挖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桩孔的开挖方法，包括以下步骤：钻机就位，采用普通钻头进行一次开挖，得到主体桩孔；将普通钻头更换为扩孔钻头，利用扩孔钻头对主体桩孔的底部进行初步扩孔，得到扩张孔；移开钻机，将吊车开至主体桩孔旁，利用吊车将防护筒放入主体桩孔内；工人通过防护筒进入主体桩孔的底部，然后在扩张孔的顶部与防护筒外壁之间搭建防护棚；人工将扩张孔扩充至尺寸；拆除防护棚，工人从扩张孔中撤离，吊车将防护筒吊出，桩孔施工完成。本发明结合了机械成孔速度快与人工成孔质量好的优点，施工进度快，减少了人力施工，降低了人工开挖带来的安全隐患。人工扩底确保桩底部扩孔线型与设计一致，确保了灌注桩的施工质量，使施工质量既快又好。

Description

桩孔的开挖方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种桩孔的开挖方法。

背景技术

在建筑施工中，桩基础是一种常见的基础形式，孔桩的优点是无振动、无挤土、噪音小等，桩孔开挖主要有机械开挖和人工开挖，两种方法各有其适用范围。人工挖孔桩适用于无地下水或地下水较少的黏土、粉质黏土、含少量砂、砂卵石、砾石的黏土等较好土质中，机械开挖的效率高，但挖得的桩孔精度较低，人工开挖的精度很高，但人工挖孔桩开挖施工主要依靠人工在有限空间内施工，这就牵涉到以下几个问题需要解决：

一、人工挖孔桩因为空间限制一般一根桩仅能容纳1～3人施工，施工进度一般为1000mm左右/天，单桩成孔速度慢，人工使用量大。

二、人工挖孔桩施工时桩孔内空气稀薄需要通风，孔内还可能有易燃、易爆、含毒气体等有害气体，土渣垂直外有遗洒、掉落风险，施工人员频繁进、出工作面存在坠落的风险，孔内照明可能漏电等均对施工人员造成较大的安全风险。

三、开挖使用永久性的(如：钢筋砼)护壁，造成施工成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种效率更高、成本更低、且能够保证开挖精度的桩孔的开挖方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：桩孔的开挖方法，包括以下步骤：

A、钻机就位，采用普通钻头进行一次开挖，得到主体桩孔，主体桩孔的深度小于桩孔总设计深度的250mm至350mm，主体桩孔中部和上部的直径与桩孔的设计直径一致；

B、将普通钻头更换为扩孔钻头，利用扩孔钻头对主体桩孔的底部进行初步扩孔，得到扩张孔；

C、移开钻机，将吊车开至主体桩孔旁，利用吊车将防护筒放入主体桩孔内，防护筒的上端口高于主体桩孔的孔口，下端延伸至扩张孔；

D、工人通过防护筒进入主体桩孔的底部，然后在扩张孔的顶部与防护筒外壁之间搭建防护棚；

E、人工将扩张孔扩充至设计尺寸；

F、拆除防护棚，工人通过防护筒从扩张孔中撤离，吊车将防护筒吊出，桩孔施工完成。

进一步地，所述防护筒由多段筒体通过拼接而成，在步骤C中，先将各段筒体拼接成防护筒后，再将防护筒吊入主体桩孔内。

进一步地，每段筒体上端的内壁设置有多块上连接板，下端的内壁设置有连接筒，所述连接筒的外径与筒体的内径适配，所述连接筒的内壁设置有下连接板，所述上连接板的数量与下连接板的数量一致，且每块上连接板位于一下连接板的正上方；每块下连接板下方的连接筒上设置有从下连接板下表面延伸至连接筒下端面的缺口；每段筒体的连接筒插入下一段筒体内，且下连接板通过螺栓与上连接板相连。

进一步地，步骤A中，在一次开挖之前设置孔口护圈，所述孔口护圈的内径与桩孔的设计直径适配，且孔口护圈覆盖桩孔。

进一步地，防护筒的下端设置有一组支撑脚。

进一步地，所述支撑脚包括水平的垫板和设置在垫板上表面的支撑杆，所述支撑杆的上端与防护筒下端焊接连接。

进一步地，防护筒的上端口高出主体桩孔的长度大于200mm。

进一步地，步骤A中，一次开挖得到的主体桩孔的深度小于桩孔总设计深度的300mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明结合了机械成孔速度快与人工成孔质量好的优点，钻机成孔不仅施工进度快，极大地减少了人力施工，降低了人工开挖带来的安全隐患。人工进行扩底确保桩底部扩孔线型与设计一致，确保了灌注桩的施工质量，使施工质量既快又好。

2、本发明采用的防护筒可以回收并重复使用，降低了施工成本；避免设置永久性护壁，可减少对环境的污染。

附图说明

图1为钻机到位的示意图；

图2为钻机一次开挖的示意图；

图3是一次开挖完成后的示意图；

图4是初步扩孔的示意图；

图5是设置防护筒的示意图；

图6是人工扩孔的示意图；

图7是图6中A部分的放大示意图；

图8是施工完成后的桩孔示意图；

图9是防护筒的连接剖视示意图。

图10是支撑腿的示意图。

附图标记：1—钻机；2—普通钻头；3—主体桩孔；4—扩孔钻头；5—吊车；6—防护筒；61—筒体；62—上连接板；63—连接筒；64—下连接板；65—缺口；7—支撑脚；71—垫板；72—支撑杆；8—扩张孔；9—防护棚；10—孔口护圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的桩孔的开挖方法，包括以下步骤：

A、如图1、图2和图3所示，首先找准桩孔开挖的位置，然后将钻机1开到合适的位置，钻机就位后装上普通钻头2，普通钻头2是指向下打直孔的常规钻头，采用普通钻头2进行一次开挖，得到主体桩孔3，主体桩孔3的深度小于桩孔总设计深度的250mm至350mm，留出合适的余量留待人工挖掘，以保证挖孔的精度，优选的，一次开挖得到的主体桩孔3的深度小于桩孔总设计深度的300mm。主体桩孔3中部和上部的直径与桩孔的设计直径一致，即主体桩孔3中部和上部在一次开挖时，直接利用钻机挖到位，不需要再次扩充，效率很高。桩孔的孔口比较脆弱，容易受到破坏而导致孔口变形，且孔口受冲击后土块会落入桩孔中，在后续人工开挖时威胁工人的安全，因此，在一次开挖之前设置孔口护圈10，孔口护圈10可采用钢筒，所述孔口护圈10的内径与桩孔的设计直径适配，即孔口护圈10的内径略大于桩孔的设计直径，使得孔口护圈10能够覆盖桩孔，保证开挖后的主体桩孔3位于孔口护圈10内，起到对孔口的保护作用，同时避免地面上的石头、土块等落入主体桩孔3内。

B、如图4所示，将普通钻头2更换为扩孔钻头4，扩孔钻头4是专用于扩孔的钻头，采用现有常规技术即可，利用扩孔钻头4对主体桩孔3的底部进行初步扩孔，得到扩张孔8。初步扩孔时，留有适量的余量，后续人工扩孔至尺寸，保证扩张孔8的尺寸精度。

C、如图5、图9和图10所示，移开钻机1，将吊车5开至主体桩孔3旁，利用吊车5将防护筒6放入主体桩孔3内，防护筒6的上端口高于主体桩孔3的孔口，优选的，防护筒6的上端口高出主体桩孔3的长度大于200mm，起到保护孔口，防止外界的重物落入主体桩孔3的作用，提高防护效果；防护筒6的下端延伸至扩张孔8。防护筒6的外径与主体桩孔3的直径适配，保证防护筒6放入主体桩孔3之后，防护筒6外壁与主体桩孔3之间的间隙尽可能小。防护筒6起到支撑主体桩孔3、防止主体桩孔3侧壁坍塌，避免在后续人工扩孔时，土块掉落至扩张孔8中而威胁工人的安全。

防护筒6可采用铝合金、钢材等材质，可以是一个整体的圆筒，作为优选的技术方案，所述防护筒6由多段筒体61通过拼接而成，筒体61的长度为2m至4m，具体根据桩孔的深度确定。在步骤C中，先将各段筒体61拼接成防护筒6后，再将防护筒6吊入主体桩孔3内。施工时，可以将多段筒体61运输至施工现场后再进行拼接组装，降低运输难度。

多段筒体61之间可采用焊接等方式连接，优选的，每段筒体61上端的内壁设置有多块上连接板62，下端的内壁设置有连接筒63，连接筒63的长度在20mm左右，材质与筒体61的材质一致，并与筒体61焊接连接。所述连接筒63的外径与筒体61的内径适配，即连接筒63的外径略小于筒体61的内径，这样连接筒63能够插入其他筒体61的上端口并与该筒体61紧密配合。所述连接筒63的内壁设置有下连接板64，所述上连接板62的数量与下连接板64的数量一致，形状也相同，上连接板62和下连接板64均呈圆周状均匀焊接在筒体61的内壁，且每块上连接板62位于一下连接板64的正上方。将上连接板62和下连接板64安装在筒体61的内壁，保证了筒体61的外壁光滑，有利于更好地保护主体桩孔3的侧壁，同时方便防护筒6的吊入和吊出主体桩孔3。每块下连接板64下方的连接筒63上设置有从下连接板64下表面延伸至连接筒63下端面的缺口65，缺口65的尺寸大于上连接板62的尺寸，保证上连接板62能够在缺口65中上下移动。每段筒体61的连接筒63插入下一段筒体61内，且下连接板64通过螺栓与上连接板62相连。在拼接时，下一个筒体61上部的上连接板62能够在缺口65中移动至于上一个筒体61的下连接板64处并与下连接板64贴合，这样能够通过螺栓将下连接板64与上连接板62牢固地连接在一起，使两段筒体61稳定地连接。

防护筒6的下端设置有一组支撑脚7，当防护筒6放入主体桩孔3后，支撑脚7的下端与主体桩孔3的孔底接触，起到支撑的作用，可以与吊车5配合对防护筒6进行定位，能够提高防护筒6的稳定性，从而增强施工的安全性；也可以将吊车5撤离，避免吊车5妨碍施工。

支撑脚7可采用现有任意形式的支撑结构，优选的，所述支撑脚7包括水平的垫板71和设置在垫板71上表面的支撑杆72，所述支撑杆72的上端与防护筒6下端焊接连接。垫板71采用钢板，垫板71水平设置，能够增加与主体桩孔3孔底的接触面积，防止对孔底造成破坏，支撑杆72可采用槽钢、角钢、矩形钢等，通过焊接的方式连接在防护筒6的下端。

D、如图6和图7所示，工人通过防护筒6进入主体桩孔3的底部，然后在扩张孔8的顶部与防护筒6外壁之间搭建防护棚9。具体地，工人通过梯子或者吊绳进入主体桩孔3的底部。由于扩张孔8的直径大于主体桩孔3上段和中段的直径，也大于防护筒6的外径，防护筒6下端与扩张孔8的侧壁之间会具有一定的间距，泥石等可能会从间距中落下，对施工人员的安全造成威胁，因此，在人工扩孔之前，先在扩张孔8的顶部与防护筒6外壁之间搭建防护棚9，防护棚9可采用木板，将木板水平放置在扩张孔8与防护筒6之间，然后利用支撑架支撑住木板，起到挡住下落的泥石的作用。

E、如图6和图7所示，人工将扩张孔8扩充至设计尺寸，人工扩孔的精度高，能够保证扩张孔8的形状和尺寸与设计一致，从而保证整个桩孔的质量。

F、拆除防护棚9，将防护棚9材料从扩张孔8中移出，工人通过防护筒6从扩张孔8中撤离，最后吊车5将防护筒6吊出，拆除孔口护圈10，桩孔施工完成，桩孔结构如图8所示。防护筒6可以拆卸成多段筒体61，然后运输至下一桩孔施工地点进行重复利用。

本施工方法适用于无地下水或地下水较少开挖时不易坍塌的黏土、粉质黏土、含少量砂、砂卵石、砾石的黏土环境中圆形桩孔的开挖。本发明开挖桩孔主要使用机械，配合少量人工，使桩孔开挖达到人工开挖的质量。与机械开挖相比，扩孔精度更高，与采用其传统人工开挖的方式相比加快了施工进度，保证了施工质量，降低了工程成本。该方法施工不设置永久性护壁，在保护环境(不使用护壁砼及泥浆等减少对环境的污染)的同时也降低了施工成本。同时由于人工施工量较小，防护措施到位，极大地降低了施工安全风险。

Claims (6)

1.桩孔的开挖方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、钻机(1)就位，采用普通钻头(2)进行一次开挖，得到主体桩孔(3)，主体桩孔(3)的深度小于桩孔总设计深度的250mm至350mm，主体桩孔(3)中部和上部的直径与桩孔的设计直径一致；

B、将普通钻头(2)更换为扩孔钻头(4)，利用扩孔钻头(4)对主体桩孔(3)的底部进行初步扩孔，得到扩张孔(8)；

C、移开钻机(1)，将吊车(5)开至主体桩孔(3)旁，利用吊车(5)将防护筒(6)放入主体桩孔(3)内，防护筒(6)的上端口高于主体桩孔(3)的孔口，下端延伸至扩张孔(8)；所述防护筒(6)由多段筒体(61)通过拼接而成，每段筒体(61)上端的内壁设置有多块上连接板(62)，下端的内壁设置有连接筒(63)，所述连接筒(63)的外径与筒体(61)的内径适配，所述连接筒(63)的内壁设置有下连接板(64)，所述上连接板(62)的数量与下连接板(64)的数量一致，且每块上连接板(62)位于一下连接板(64)的正上方；每块下连接板(64)下方的连接筒(63)上设置有从下连接板(64)下表面延伸至连接筒(63)下端面的缺口(65)；每段筒体(61)的连接筒(63)插入下一段筒体(61)内，且下连接板(64)通过螺栓与上连接板(62)相连；先将各段筒体(61)拼接成防护筒(6)后，再将防护筒(6)吊入主体桩孔(3)内；

D、工人通过防护筒(6)进入主体桩孔(3)的底部，然后在扩张孔(8)的顶部与防护筒(6)外壁之间搭建防护棚(9)；

E、人工将扩张孔(8)扩充至设计尺寸；

F、拆除防护棚(9)，工人通过防护筒(6)从扩张孔(8)中撤离，吊车(5)将防护筒(6)吊出，桩孔施工完成。

2.根据权利要求1所述的桩孔的开挖方法，其特征在于，步骤A中，在一次开挖之前设置孔口护圈(10)，所述孔口护圈(10)的内径与桩孔的设计直径适配，且孔口护圈(10)覆盖桩孔。

3.根据权利要求1所述的桩孔的开挖方法，其特征在于，防护筒(6)的下端设置有一组支撑脚(7)。

4.根据权利要求3所述的桩孔的开挖方法，其特征在于，所述支撑脚(7)包括水平的垫板(71)和设置在垫板(71)上表面的支撑杆(72)，所述支撑杆(72)的上端与防护筒(6)下端焊接连接。

5.根据权利要求1所述的桩孔的开挖方法，其特征在于，防护筒(6)的上端口高出主体桩孔(3)的长度大于200mm。

6.根据权利要求1所述的桩孔的开挖方法，其特征在于，步骤A中，一次开挖得到的主体桩孔(3)的深度小于桩孔总设计深度的300mm。

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