CN109403316A - 一种人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，包括：桩孔施工；钢筋笼吊装入桩孔；混凝土浇注桩孔；桩基施工完成。桩孔施工包括：现场放线，在地面上确定若干桩基施工位置；在桩基施工位置实施人工挖孔工艺，其中：若遇到既有地下管线，则对既有地下管线做防护工作后停止继续向下开挖，在新的桩基施工位置重新执行人工挖孔工艺，反之，则开挖至地下管线铺设深度下限位置，从而完成人工挖孔施工；在基于人工挖孔工艺开挖出的桩孔底部继续向下实施机械成孔工艺，机械成孔施工结束后形成桩孔。本发明解决了现有桩基施工单独采用人工挖孔工艺或机械成孔工艺进行桩孔施工而带来的弊端。

Description

一种人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法

技术领域

本发明涉及一种基于人工挖孔工艺与机械成孔工艺相结合而实现的桩基施工方法，属于桩基施工技术领域。

背景技术

目前在对诸如铁路站房等进行原址改扩建项目中常会遇到桩基施工受地下管线影响的问题。地下管线主要涉及诸如铁路等沿线管理单位余留线缆、地方线缆，甚至军用线缆等，管线数量多、种类繁杂。在实际进行桩基施工过程中，一方面，为了保证既有线路的正常运营，既有地下管线均不能直接割接，不能直接采用施工进度快、效率高的机械成孔工艺来进行桩孔施工，机械成孔工艺存在会极大破坏既有地下管线的隐患。另一方面，鉴于地下管线的位置不明，为保证不影响既有线路的正常运营，如果采用已有的人工挖孔工艺来进行桩孔施工的话，虽避免了对既有地下管线的破坏，但会极大拖慢施工的进度，影响工程质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其解决了现有桩基施工单独采用人工挖孔工艺或机械成孔工艺进行桩孔施工而带来的弊端。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其特征在于，它包括步骤：

1)桩孔施工：

1-1)现场放线，在地面上确定若干桩基施工位置；

1-2)在桩基施工位置实施人工挖孔工艺，其中：若遇到既有地下管线，则对既有地下管线做防护工作后停止继续向下开挖，在新的桩基施工位置重新执行1-2)，反之，若没有遇到既有地下管线，则开挖至地下管线铺设深度下限位置，从而完成人工挖孔施工；在人工方式向下开挖桩孔的过程中，每向下开挖一段桩孔土方后，随即在开挖形成的桩孔内壁浇注混凝土形成护壁；

1-3)在基于人工挖孔工艺开挖出的桩孔底部继续向下实施机械成孔工艺，机械成孔施工结束后形成桩孔；

2)钢筋笼吊装入桩孔；

3)混凝土浇注桩孔；

4)桩基施工完成。

本发明的优点是：

本发明桩基施工方法中采用了人工挖孔工艺与机械成孔工艺相结合的方式来进行桩孔施工，在确保地下位置不明的既有地下管线安全的基础上，满足了桩基施工进度快、工程质量高等要求。

附图说明

图1是本发明桩基施工方法的实施说明示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法包括步骤：

1)桩孔施工：

1-1)现场放线，在地面40上确定若干桩基施工位置，桩基施工位置的分布方式视实际工程需要而设定；

1-2)在桩基施工位置实施人工挖孔工艺，其中：若遇到既有地下管线，则对既有地下管线做防护工作(如何对地下管线做好防护属于本领域的熟知技术)后停止继续向下开挖，在新的桩基施工位置重新执行1-2)，反之，若没有遇到既有地下管线，则开挖至地下管线铺设深度下限位置70，从而完成人工挖孔施工，形成整个桩孔10的上部分(如图1中标号20所指)；在人工方式向下开挖桩孔的过程中，每向下开挖一段桩孔土方后，随即通过支设护壁模板在开挖形成的桩孔内壁浇注混凝土形成护壁50；

1-3)在基于人工挖孔工艺开挖出的桩孔底部继续向下实施机械成孔工艺，形成整个桩孔10的下部分(如图1中标号30所指)，机械成孔施工结束后便形成了最终所需的桩孔10；

2)钢筋笼60吊装入桩孔10；

3)混凝土浇注桩孔10；

4)桩基施工完成。

在本发明中，地面40至地下管线铺设深度下限位置70之间的部分为地下管线铺设深度范围，既有地下管线通常铺设在此地下管线铺设深度范围内，而地下管线铺设深度下限位置70以下的部分则通常认为没有地下管线。

在本发明中，如图1，标号20指出的是通过人工挖孔工艺施工出的桩孔部分，标号30指出的是通过机械成孔工艺施工出的桩孔部分，两部分加起来是最终需要施工出的整个桩孔10。

在执行步骤1-2)中：

人工挖孔工艺采用分段开挖法，挖土由工人自上而下逐段用镐和/或锹进行，且宜先挖中间，后挖两边；护壁50选用内齿式护壁，护壁50的混凝土强度等级与桩基的混凝土强度等级相同；上下两段护壁50之间搭接设定长度，最上面一段护壁50高出地面40设定高度(如200mm)来便于挡水和定位；

当遇到既有地下管线时，对既有地下管线做好防护工作后，通知施工部门前来确认，待既有地下管线拆改完毕后，再继续实施人工挖孔工艺。

进一步地，在执行步骤1-2)中，当人工方式向下开挖桩孔的过程中遇到砂层或砂卵石层塌孔现象时采取如下措施：每段开挖深度缩减一半，穿过护壁50向桩孔内壁水平打入钢筋，然后继续开挖。此种做法有效防止了砂层或砂卵石层塌孔对桩孔牢固程度的影响。

在实际实施中，机械成孔工艺包括步骤：

a)桩位(桩基施工位置)复核。

b)钻机就位。

c)钻机旋挖钻孔，其中：

在实际钻孔时，孔内水位宜高出孔底一定高度(如0.5米以上)。开始钻进时，适当控制进尺，待钻头全部进入地层后，方可加快钻进速度。在钻进过程中，实时检查钻杆垂直度，防止出现斜孔，同时注意观察地层的变化，在其变化处应捞取渣样，判断地质的类型，与本地地质剖面图对照，作详细记录，钻渣样编号保存，以便分析备查。钻孔作业保持连续进行，不中断。钻进过程中，应随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔、缩孔等质量事故。当钻孔距设计标高1.0m时，注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料，判定是否进入要求的持力层。为减少对周围环境的污染，钻孔施工时，对沉淀池中沉碴，采用随时清除随时运弃的方式，严禁就地弃碴，严防泥浆溢流污染周围环境。

d)终孔检查，即当钻孔深度达到设计深度时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，检孔符合要求后，方可进行下道工序，其中：

在实际检孔时，采用钢筋笼式简易检孔器、测绳和测锤或监理工程师指定的检孔器。简易检孔器用钢筋制作，其长度为设计孔径的5倍，外径等于设计孔径。使用检孔器检查时，吊车将检孔器吊平稳，下放，如能顺利下放至孔底，则孔径符合设计要求，反之，如不能下放，需用钻机进行扫孔，直到检孔器能够顺利下放为止。

e)第一次清孔，即终孔检查合格后，将钻头放入孔底扫孔，捞去沉渣，确定沉渣达到设计要求方可提钻。如果还不符合要求，则采取换浆处理：用泥浆泵向孔底泵入大量性能指标符合要求的新泥浆，使孔底沉淀物翻滚上浮，直到清除孔底沉渣。在实际清孔时，清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2mm～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于4％。

在实际实施时，钢筋笼60通过如下步骤制作：排放主筋；加强箍筋在与主筋保持垂直的基础上点焊于主筋上；螺旋筋盘成卷点焊于主筋上；在主筋上均布焊接若干砼转轮垫块，其中，砼转轮垫块用于保证混凝土保护层厚度以及减少钢筋笼对孔壁的扰动。

在实际实施时，钢筋笼60的吊装包括步骤：

2-1)钢筋笼60采用汽车吊以及三点起吊方式，起吊前在钢筋笼60内绑扎用于加强刚度的若干支撑筋，主吊钩设在钢筋笼60中点至三分点之间；

2-2)起吊时，主、副吊钩同时吊起钢筋笼60，以使钢筋笼60离开地面；

2-3)主吊钩不断吊起，副吊钩用来保证钢筋笼60不落地，当钢筋笼60呈垂直状态位于孔口上方的吊装就位点后，去掉副吊钩；

2-4)钢筋笼60垂直于孔口开始下落，在下落过程中取掉支撑筋，然后钢筋笼60徐徐下降至桩孔10孔底；

2-5)将钢筋笼60通过定位支架固定于护壁50上进行定位，防止灌注混凝土过程中钢筋笼60发生上浮。

在实际实施时，钢筋笼60吊装到位后还包括步骤：

A)沿孔深方向、于桩孔中央下放导管，并确保导管可升降，导管的出浆口距桩孔孔底设定距离(例如200mm～400mm)，其中，导管采用钢质导管；

B)钢质漏斗插入导管的入浆口；

C)在地面40上设置用于储存待灌注混凝土的储料斗。

在实际实施时，混凝土浇注桩孔包括步骤：

3-1)浇注混凝土前，再次量测孔深和沉渣厚度，其中：若沉渣厚度大于50mm，则进行二次清孔，二次清孔的方法同一次清孔采用的换浆清孔法，反之，若沉渣厚度小于等于50mm，则开始浇注混凝土；

3-2)混凝土采用导管法进行灌注，其中：

先在漏斗底部设置橡胶材质的隔水球；

然后灌注首批混凝土，首批混凝土的量应满足混凝土冲击隔水球全部下落后将导管下部1m～2m埋住，以防止发生断桩现象；

然后连续灌注，其中，在灌注过程中要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使得泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测深不准确，在灌注过程中通过拉拽升降导管来实时控制导管的埋深(即导管埋入混凝土的深度)，导管埋入混凝土的深度一般控制在2m～4m较好，若大于6m，则易发生堵管事故，灌注的桩基顶部达到设计标高后再向上多浇注1m来确保桩顶质量；

当灌注全部完成后，拆除导管。

在实际实施时，孔内灌注的混凝土采用重锤法探测。重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。使用专用测绳系好重锤，将重锤吊入孔内，使重锤通过泥浆沉淀层停留在混凝土表面或表面下10cm-20cm的位置，根据测绳所示重锤沉入深度来推算混凝土灌注深度和导管埋深。

本发明的优点是：

本发明桩基施工方法中采用了人工挖孔工艺与机械成孔工艺相结合来进行桩孔施工的方式，在确保地下位置不明的既有地下管线安全的基础上，满足了桩基施工进度快、工程质量高等要求。

进一步来说，人工挖孔工艺的采用达到了探明在地下管线铺设深度范围内的既有地下管线情况，避免了对既有地下管线造成不必要的损坏。

本发明桩基施工方法施工出的桩基结构稳固可靠，施工速度快，施工效率高，可显著缩短工程工期，特别适用于铁路站房等原址改扩建项目。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其特征在于，它包括步骤：

1)桩孔施工：

1-1)现场放线，在地面上确定若干桩基施工位置；

1-2)在桩基施工位置实施人工挖孔工艺，其中：若遇到既有地下管线，则对既有地下管线做防护工作后停止继续向下开挖，在新的桩基施工位置重新执行1-2)，反之，若没有遇到既有地下管线，则开挖至地下管线铺设深度下限位置，从而完成人工挖孔施工；在人工方式向下开挖桩孔的过程中，每向下开挖一段桩孔土方后，随即在开挖形成的桩孔内壁浇注混凝土形成护壁；

1-3)在基于人工挖孔工艺开挖出的桩孔底部继续向下实施机械成孔工艺，机械成孔施工结束后形成桩孔；

2)钢筋笼吊装入桩孔；

3)混凝土浇注桩孔；

4)桩基施工完成。

2.如权利要求1所述的人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其特征在于：

在执行所述步骤1-2)中：

所述人工挖孔工艺采用分段开挖法，挖土由工人自上而下逐段进行；所述护壁为内齿式护壁，所述护壁的混凝土强度等级与所述桩基的混凝土强度等级相同；上下两段所述护壁之间搭接设定长度，最上面一段护壁高出所述地面设定高度来便于挡水和定位；

当遇到既有地下管线时，对既有地下管线做防护工作后，通知施工部门前来确认，待既有地下管线拆改完毕后，再继续实施人工挖孔工艺。

3.如权利要求2所述的人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其特征在于：

在执行所述步骤1-2)中，当人工方式向下开挖桩孔的过程中遇到砂层或砂卵石层塌孔现象时采取如下措施：每段开挖深度缩减一半，穿过所述护壁向所述桩孔内壁水平打入钢筋，然后继续开挖。

4.如权利要求1所述的人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其特征在于：

所述机械成孔工艺包括步骤：

a)桩位复核；

b)钻机就位；

c)钻机旋挖钻孔；

d)终孔检查；

e)第一次清孔。

5.如权利要求1所述的人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其特征在于：

所述钢筋笼通过如下步骤制作：排放主筋；加强箍筋在与主筋保持垂直的基础上点焊于主筋上；螺旋筋盘成卷点焊于主筋上；在主筋上均布焊接若干砼转轮垫块，其中，砼转轮垫块用于保证混凝土保护层厚度以及减少所述钢筋笼对孔壁的扰动。

6.如权利要求1所述的人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其特征在于：

所述钢筋笼的吊装包括步骤：

2-1)所述钢筋笼采用汽车吊以及三点起吊方式，起吊前在所述钢筋笼内绑扎用于加强刚度的若干支撑筋，主吊钩设在所述钢筋笼中点至三分点之间；

2-2)起吊时，主、副吊钩同时吊起所述钢筋笼，以使所述钢筋笼离开地面；

2-3)主吊钩不断吊起，副吊钩用来保证所述钢筋笼不落地，当所述钢筋笼呈垂直状态位于孔口上方的吊装就位点后，去掉副吊钩；

2-4)所述钢筋笼垂直于孔口开始下落，在下落过程中取掉支撑筋，然后所述钢筋笼徐徐下降至所述桩孔孔底；

2-5)将所述钢筋笼通过定位支架固定于所述护壁上进行定位，防止灌注混凝土过程中所述钢筋笼发生上浮。

7.如权利要求1或6所述的人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其特征在于：

所述钢筋笼吊装到位后还包括步骤：

A)沿孔深方向、于桩孔中央下放导管，并确保导管可升降，导管的出浆口距桩孔孔底设定距离，其中，导管采用钢质导管；

B)钢质漏斗插入导管的入浆口；

C)在地面上设置用于储存待灌注混凝土的储料斗。

8.如权利要求7所述的人工挖孔与机械成孔相结合实现的桩基施工方法，其特征在于：

所述混凝土浇注桩孔包括步骤：

3-1)浇注混凝土前，再次量测孔深和沉渣厚度，其中：若沉渣厚度大于50mm，则进行二次清孔，反之，若沉渣厚度小于等于50mm，则开始浇注混凝土；

3-2)混凝土采用导管法进行灌注，其中：

先在所述漏斗底部设置橡胶材质的隔水球；

然后灌注首批混凝土，首批混凝土的量满足混凝土冲击隔水球全部下落后将所述导管下部1m～2m埋住；

然后连续灌注，其中，在灌注过程中通过拉拽升降所述导管来实时控制所述导管的埋深，灌注的桩基顶部达到设计标高后再向上多浇注1m来确保桩顶质量；

当灌注全部完成后，拆除所述导管。