CN109797740A - 一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻孔灌注桩施工的技术领域，公开了一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩及其施工方法，包括支护桩和固设于支护桩周侧的水泥加固基，水泥加固基内固设有短护筒，短护筒内穿设有钢筋笼，钢筋笼周侧于人防结构位置固设有长护筒，长护筒的两端均延伸出人防结构外部且其外周壁于人防结构内部设置有粉质黏土加固层。钻孔灌注桩的位置可根据施工需求进行实际布置，减小了人防结构的影响，也减小了对施工环境的需求，提高了钻孔灌注桩的适用性。钻孔灌注桩的结构简单，安全性能高，工程造价低。通过采用长护筒穿过人防结构的方式，有效避免了混凝土超方现象，无需土方回填开挖的同时也无需考虑注浆浆液凝结周期等因素，缩短了施工周期。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔灌注桩施工的技术领域，尤其是涉及一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩及其施工方法。
背景技术
在二十世纪六、七十年代，我国很多城市都修建了大量的地下人防，用于战时的安全保护，但随着时间的推移，部分人防设施都已经逐渐被废弃，进入了荒芜状态。
进入新世纪以后，随着社会经济的快速发展，城市用地的紧张促使建构筑物不断向地下空间扩展，加速了城市地下空间的开发，导致城市基坑开挖规模朝向更大更深方向发展，废弃的人防设施开始影响了城市建设的进程。有些场地在进行工程建设时，会无意遇到地下的人防结构，钻孔灌注桩施工时则必须穿过该人防结构，因而需要采取各种措施保障钻孔灌注桩的成桩质量。
目前传统常用的施工方法有：开挖回填法（地下人防埋深较浅时），将灌注桩位处土方开挖，破除地下人防系统后回填进行桩基施工；注浆封堵法（人防埋深较深，口径较大），利用钻机钻穿人防支护层，采用黄土、水泥、水制浆注入人防通道，待水泥浆达到一定强度后成孔。
传统方法处理过程中，要求施工方对地下人防结构位置及分布走向清楚，对现场的施工条件要求较高，施工也受到了地形条件、人防深度、工程造价、施工工期、混凝土用量等因素限制，因为有相当漫长的准备周期，最终影响拖累了施工的进度。
发明内容
本发明的目的一是提供一种结构简单、适用性强、经济效益高的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩，包括置于地表的支护桩和固设于所述支护桩周侧的水泥加固基，所述水泥加固基内固设有短护筒，所述短护筒内穿设有钢筋笼，所述钢筋笼远离所述支护桩的端部直穿人防结构，所述钢筋笼周侧于人防结构位置固设有长护筒，所述长护筒的两端均延伸出人防结构外部且其外周壁于人防结构内部设置有粉质黏土加固层。
通过采用上述技术方案，钻孔灌注桩的位置可根据施工需求进行实际布置，大大减小了人防结构对钻孔灌注桩施工的影响，也减小了对施工环境的需求，提高了钻孔灌注桩的适用性。钻孔灌注桩的结构简单，安全性能高，同时工程造价低，节约了成本。通过采用长护筒穿过人防结构的方式，有效避免了混凝土超方现象，无需土方回填开挖的同时也无需考虑注浆浆液凝结周期等因素，缩短了施工周期。
进一步设置为：所述钢筋笼包括主筋、箍筋和弯折筋，多个所述主筋相互平行且圆周阵列排布，所述箍筋螺旋缠绕于多个所述主筋周侧并固定所述主筋，多个所述主筋靠近所述支护桩的端部均设有弯折筋，多个所述弯折筋呈扩散状分布。
通过采用上述技术方案，主筋通过箍筋缠绕固定从而形成完整的钢筋笼，钢筋笼可伸入至灌注洞中，便于混凝土的注入。
进一步设置为：所述短护筒朝向地表的一侧开设有多个凹槽，所述凹槽与所述弯折筋卡接适配。
通过采用上述技术方案，钢筋笼完全进入灌注洞后，其端部的弯折筋将卡接在短护筒的凹槽内，从而实现钢筋笼快速的定位，简化了钢筋笼的固定方式。
进一步设置为：所述长护筒端部均开设有多个腰型孔，所述腰型孔内穿设有连接筋，所述连接筋用于焊接固定所述长护筒和所述钢筋笼。
通过采用上述技术方案，连接筋穿过长护筒的腰型孔后将长护筒和钢筋笼固定，并通过焊接将三者固定连接在一起。
进一步设置为：所述长护筒的两端均缠设有钢丝网。
通过采用上述技术方案，长护筒两端与钢筋笼连接位置通过钢丝网进行进一步的加固，使得混凝土灌注过程中不会从长护筒端部外泄。
进一步设置为：所述长护筒于人防结构内的周侧外壁设置有多个附着环。
通过采用上述技术方案，长护筒外壁的粉质黏土加固层可保障成桩过程中泥浆护壁的效果，通过附着环使得粉质黏土加固层可以更加贴附于长护筒的外壁。
本发明的目的二是提供一种施工简单、适用性强、工期短、经济效益高的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩的施工方法。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：根据施工所需位置定位支护桩，支护桩周部易塌方土层用水泥进行预加固处理以形成水泥加固基；
步骤二：水泥加固基内埋设短护筒，采用旋挖方式对短护筒内土层开挖以形成灌注洞；
步骤三：吊挂长护筒下放进入灌注洞，长护筒底端固定于洞口；
步骤四：吊挂钢筋笼下放进入灌注洞直至其底端完全穿过长护筒，钢筋笼下放到预定位置时采用焊接方式固定钢筋笼和长护筒，再继续下放钢筋笼和长护筒直至长护筒完全穿过人防结构；
步骤五：钢筋笼内下导管并对灌注孔进行混凝土灌注，直至混凝土成桩。
通过采用上述技术方案，本施工方法适用于各式各样不同深度、不同位置的、不同地面环境的人防结构，适应环境条件能力强、施工方便、性价比高，较好地解决传统灌注桩穿越人防所面临的诸多难点，确保了施工的安全性、经济性、适用性和高效性。
进一步设置为：所述步骤二中旋挖方式为：
a：采用回旋钻钻进方式开挖土层至人防结构顶部；
b：换用冲击钻/筒钻钻进方式破除人防结构；
c：换用回旋钻钻进方式对人防结构底部土层进行开挖。
通过采用上述技术方案，采用回旋钻进和冲击钻进的方式分别对土层和人防结构进行开挖，更换钻头简便易操作，灌注洞的开挖更加快速便捷。
进一步设置为：所述步骤二结束后，当采用冲击钻钻进方式破除人防结构时，人防结构内回填粉质黏土，再进入步骤三；
当采用筒钻钻进方式破除人防结构时，直接进入步骤三。
通过采用上述技术方案，由于冲击钻使用过程中，会产生大量泥渣，因而对钻穿后的人防结构进行粉质黏土的回填，进而保障成桩过程中泥浆护壁的效果。
进一步设置为：所述步骤五中，当混凝土灌注进入至人防结构位置时，静置直至混凝土稍有凝固，再继续灌注，直至灌注至设计标高。
通过采用上述技术方案，由于灌注洞内将由积水产生，水下灌注混凝土过程中，需要注意混凝土灌注高度的控制，特别在人防结构的位置处，可待水下混凝土稍微凝固后，再继续灌注。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
（1）钻孔灌注桩结构简单，通过长护筒对人防结构位置起到了有效的隔离作用，同时施工便捷，可有效缩短实际的施工周期；
（2）钻孔灌注桩的桩位可根据实际需要布置，无需考虑地形带来的限制，有效克服地下人防带来的施工困难，对于复杂的施工场地及周边环境具有较强的适用性；
（3）新式的结构和施工方法，无需土方回填开挖以破除地下障碍，也的无需考虑注浆浆液凝结周期等因素，能有效保护周边的建构筑物以及地下管线等，对建筑周围环境影响小，同时节省了施工工期，节约混凝土用量，综合经济效益高。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中流程步骤示意图。
附图标记：1、支护桩；2、水泥加固基；3、短护筒；4、钢筋笼；41、主筋；42、箍筋；43、弯折筋；5、长护筒；6、粉质黏土加固层；7、凹槽；8、腰型孔；9、连接筋；10、钢丝网。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一
参照图1，为本发明公开的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩，包括置于地表的支护桩1，支护桩1根据施工需求进行定位并围绕呈环。支护桩1上部易塌方土体用水泥进行预加固处理，水泥凝结后固设于支护桩1周侧并形成水泥加固基2。水泥加固基2直径约为4.0m，深度约为6.0m。
水泥加固基2的中心处固设有短护筒3，水泥加固基2围绕在短护筒3周侧，短护筒3采用钢制材料制成且长度约为3.0m，短护筒3内侧通过钻机钻进的方式对土方进行挖掘和对人防结构进行破除，最终在施工位置形成灌注洞。短护筒3内穿设有钢筋笼4，钢筋笼4远离支护桩1的端部直穿人防结构，人防结构高度约为3.5m。钢筋笼4包括主筋41、箍筋42和弯折筋43，多个主筋41相互平行且呈圆周阵列排布，箍筋42螺旋缠绕于多个主筋41周侧并将所有主筋41焊接固定呈一体，多个主筋41靠近支护桩1的端部均一体设置有弯折筋43，弯折筋43的自由端向远离短护筒3的轴线方向延伸设置，多个弯折筋43呈扩散状分布。主筋41通过箍筋42缠绕固定从而形成完整的钢筋笼4，钢筋笼4可伸入至灌注洞中，通过钢筋笼4的设置便于混凝土的注入。短护筒3朝向地表的一端面开设有多个凹槽7，凹槽7与弯折筋43一一对应设置且两者之间相互卡接适配。当钢筋笼4完全进入灌注洞后，其端部的弯折筋43将卡接在短护筒3的凹槽7内，从而实现钢筋笼4快速的定位，简化了钢筋笼4的固定方式。
钢筋笼4周侧固设有长护筒5，长护筒5置于人防结构位置并且其两端均延伸出人防结构外部，长护筒5采用钢制材料制成且长度约为6.0m。长护筒5两端部均开设有多个腰型孔8，长护筒5同一端的腰型孔8呈环形分布，腰型孔8内穿设有连接筋9的一端，连接筋9的另一端缠绕于钢筋笼4上，采用焊接的方式将连接筋9的两端分别与长护筒5和钢筋笼4固定。通过连接筋9穿过长护筒5的腰型孔8后将长护筒5和钢筋笼4固定，并通过焊接将三者固定连接在一起，长护筒5的位置更加稳定。
长护筒5的两端均缠设有钢丝网10，钢丝网10位于长护筒5与钢筋笼4的连接处。通过钢丝网10对长护筒5位置进行进一步的加固，同时在混凝土灌注过程中减小混凝土的流失。长护筒5外周壁于人防结构内部设置有粉质黏土加固层6，长护筒5于人防结构内部的周侧外壁一体设置有多个附着环,多个附着环沿长护筒5轴线方向排列。长护筒5外壁的粉质黏土加固层6可保障成桩过程中泥浆护壁的效果，通过附着环使得粉质黏土加固层6可以更加贴附于长护筒5的外壁。
灌注洞内先下长护筒5，直至长护筒5底部与洞口齐平，再下钢筋笼4，当钢筋笼4下方至预定位置时，通过连接筋9将钢筋笼4与长护筒5固定，再于长护筒5端部缠绕钢丝网10，继续下放钢筋笼4直至钢筋笼4下放到桩底设计标高，此时长护筒5完全贯穿人防结构。
实施例二
参照图2，一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：根据施工所需位置定位支护桩1，支护桩1周部易塌方土层用水泥进行预加固处理以形成水泥加固基2。
水泥加固基2静置1-2天，待其凝结硬化，更加稳定。
步骤二：水泥加固基2内埋设短护筒3，采用旋挖方式对短护筒3内土层开挖以形成灌注洞。
其中，旋挖方式为：
a：采用回旋钻钻进方式开挖土层至人防结构顶部；
b：换用冲击钻/筒钻钻进方式破除人防结构；
c：换用回旋钻钻进方式对人防结构底部土层进行开挖。
采用回旋钻进和冲击钻进的方式分别对土层和人防结构进行开挖，直至钻进至桩底的设计标高，针对性挖掘效率更高，更换钻头简便易操作，灌注洞的开挖更加快速。
步骤二结束后，当采用冲击钻钻进方式破除人防结构时，人防结构内回填粉质黏土，再进入步骤三；当采用筒钻钻进方式破除人防结构时，直接进入步骤三。当采用冲击钻时，灌注洞内会产生大量泥渣，因而需要对钻穿后的人防结构进行粉质黏土的回填，进而保障成桩过程中泥浆护壁的效果。
步骤三：吊挂长护筒5下放进入灌注洞，长护筒5底端固定于洞口。
长护筒5先下放到灌注洞位置，等待钢筋笼4的进入。
步骤四：吊挂钢筋笼4下放进入灌注洞直至其底端完全穿过长护筒5，钢筋笼4下放到预定位置时采用焊接方式固定钢筋笼4和长护筒5，再继续下放钢筋笼4和长护筒5直至长护筒5完全穿过人防结构。
钢筋笼4穿过长护筒5过程中，当未穿入长护筒5钢筋笼4的长度接近于人防结构顶部至地面的深度时，钢筋笼4下方停止，此时到达预定位置，采用焊接方式将钢筋笼4和长护筒5焊接固定，再继续下放钢筋笼4。
步骤五：钢筋笼4内下导管并对灌注孔进行混凝土灌注，直至混凝土成桩。混凝土灌注进入至人防结构时，静置直至混凝土稍有凝固，再继续灌注，直至灌注至设计标高。
灌注洞形成后，洞内将产生有积水，水下灌注混凝土过程中，需要注意混凝土灌注高度的控制，特别在人防结构的位置处，当出现混凝土液面不涨情况时，可待水下混凝土稍微凝固后，再继续灌注。
本实施例的实施原理及有益效果为：
钻孔灌注桩施工过程中，可根据施工需求进行实际布置，无需考虑人防结构走向、深度、强度以及其地面环境等限制，减小了人防结构对钻孔灌注桩施工的影响，也减小了钻孔灌注桩对环境的需求度，提高了钻孔灌注桩的适用性。方案结构简单、适应环境能力强、施工方便、成本低、性价比高、安全性能高，较好地解决传统灌注桩穿越人防所面临的诸多难点。通过采用长护筒5穿过人防结构的方式，有效避免了混凝土超方现象，无需土方回填开挖的同时也无需考虑注浆浆液凝结周期等因素，缩短了施工周期，是一种安全可靠、适应当前城市建设的方案。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩，其特征在于，包括置于地表的支护桩（1）和固设于所述支护桩（1）周侧的水泥加固基（2），所述水泥加固基（2）内固设有短护筒（3），所述短护筒（3）内穿设有钢筋笼（4），所述钢筋笼（4）远离所述支护桩（1）的端部直穿人防结构，所述钢筋笼（4）周侧于人防结构位置固设有长护筒（5），所述长护筒（5）的两端均延伸出人防结构外部且其外周壁于人防结构内部设置有粉质黏土加固层（6）。
2.根据权利要求1所述的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩，其特征在于，所述钢筋笼（4）包括主筋（41）、箍筋（42）和弯折筋（43），多个所述主筋（41）相互平行且圆周阵列排布，所述箍筋（42）螺旋缠绕于多个所述主筋（41）周侧并固定所述主筋（41），多个所述主筋（41）靠近所述支护桩（1）的端部均设有弯折筋（43），多个所述弯折筋（43）呈扩散状分布。
3.根据权利要求2所述的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩，其特征在于，所述短护筒（3）朝向地表的一侧开设有多个凹槽（7），所述凹槽（7）与所述弯折筋（43）卡接适配。
4.根据权利要求1所述的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩，其特征在于，所述长护筒（5）端部均开设有多个腰型孔（8），所述腰型孔（8）内穿设有连接筋（9），所述连接筋（9）用于焊接固定所述长护筒（5）和所述钢筋笼（4）。
5.根据权利要求4所述的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩，其特征在于，所述长护筒（5）的两端均缠设有钢丝网（10）。
6.根据权利要求5所述的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩，其特征在于，所述长护筒（5）于人防结构内的周侧外壁设置有多个附着环。
7.根据权利要求1所述的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：根据施工所需位置定位支护桩（1），支护桩（1）周部易塌方土层用水泥进行预加固处理以形成水泥加固基（2）；
步骤二：水泥加固基（2）内埋设短护筒（3），采用旋挖方式对短护筒（3）内土层开挖以形成灌注洞；
步骤三：吊挂长护筒（5）下放进入灌注洞，长护筒（5）底端固定于洞口；
步骤四：吊挂钢筋笼（4）下放进入灌注洞直至其底端完全穿过长护筒（5），钢筋笼（4）下放到预定位置时采用焊接方式固定钢筋笼（4）和长护筒（5），再继续下放钢筋笼（4）和长护筒（5）直至长护筒（5）完全穿过人防结构；
步骤五：钢筋笼（4）内下导管并对灌注孔进行混凝土灌注，直至混凝土成桩。
8.根据权利要求7所述的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述步骤二中旋挖方式为：
a：采用回旋钻钻进方式开挖土层至人防结构顶部；
b：换用冲击钻/筒钻钻进方式破除人防结构；
c：换用回旋钻钻进方式对人防结构底部土层进行开挖。
9.根据权利要求8所述的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述步骤二结束后，当采用冲击钻钻进方式破除人防结构时，人防结构内回填粉质黏土，再进入步骤三；
当采用筒钻钻进方式破除人防结构时，直接进入步骤三。
10.根据权利要求7所述的一种穿过地下人防结构的钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述步骤五中，当混凝土灌注进入至人防结构位置时，静置直至混凝土稍有凝固，再继续灌注，直至灌注至设计标高。
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