CN110093915A - 一种钻孔灌注桩施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻孔灌注桩施工方法，涉及桩基础工程，其技术方案要点如下步骤：(1)平整场地并确定桩位；(2)双动力头套管钻机就位；(3)启动钻机，完成成孔以及套管埋设，再取出钻杆；(4)下放钢筋笼；(5)灌注混凝土；(6)拔出套管；(7)检查成桩质量；所述混凝土包括占水泥掺量1.2%的阻锈剂，所述阻锈剂包括40‑45%N,N‑二甲基乙醇胺、5‑8%单氟磷酸钠、余量为水。混凝土中掺加的阻锈剂能够对钢筋笼起到良好的保护作用，使其结构强度不容易下降，进而延长桩基础的使用寿命，同时具有不污染环境、对氯离子浓度大小无要求等优点。

Description

一种钻孔灌注桩施工方法
技术领域
本发明涉及桩基础工程，特别涉及一种钻孔灌注桩施工方法。
背景技术
灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等，钻孔灌注桩的成孔过程通过钻机实现。钻孔过程中为防止孔壁坍塌，往往需要埋设护壁，因其所选护壁形成的不同，又分为泥浆护壁施工法和全套管施工法。
公告号为CN103924584B的中国专利公开一种钻孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤：A、钻孔并安置钢筋笼，钢筋笼上绑扎固定竖向管和与竖向管导通的横向圆形管，所述竖向管的浇注口和喷射管的出口处采用封塞封闭；B、向桩孔内浇注混凝土；C、采用超高压注水装置向竖向管注水，待喷射管出口处的封塞溶解的时候，高压水流向外喷射并冲开尚未完全凝固的外层混凝土，进而在桩孔侧壁上冲出凹坑；D、28天后再采用高压注浆装置注入水泥砂浆，最终可采用多个竖向管同时注入水泥砂浆，注入的水泥砂浆灌满被高压水冲开的区域并深入到桩孔侧壁上的凹坑中；E、待注入的水泥砂浆凝固后封孔。该钻孔灌注桩的施工方法能够增强桩体与桩孔内壁之间的摩阻力。
上述钻孔灌注桩施工方法存在以下技术问题：成型灌注桩处于地下，潮气容易透过混凝土而与钢筋笼接触，进而导致钢筋笼使用寿命缩短，桩基础承载能力下降，有待改进。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种钻孔灌注桩施工法方法，钢筋笼不易生锈腐蚀，桩基础使用寿命长。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种钻孔灌注桩施工方法，包括如下步骤：(1)平整场地并确定桩位；(2)双动力头套管钻机就位；(3)启动钻机，完成成孔以及套管埋设，再取出钻杆；(4)下放钢筋笼；(5)灌注混凝土；(6)拔出套管；(7)检查成桩质量；
所述混凝土包括占水泥掺量1.2%的阻锈剂，所述阻锈剂包括40-45%N,N-二甲基乙醇胺、5-8%单氟磷酸钠、余量为水。
通过采用上述技术方案，单氟磷酸钠为阴极型阻锈剂，单氟磷酸根离子迁移到钢筋附近，与含钙化合物反应生成不溶性的单氟磷酸钙，覆盖在钢筋笼表面形成沉淀膜，进而阻止氧气进入；N,N-二甲基乙醇胺能够利用混凝土的多孔结构扩散至钢筋表面，形成有机吸附膜，排除水和氯离子，其疏水性还能阻止腐蚀介质向钢筋表面渗透；单氟磷酸钠中的活性阴离子与金属之间吸附后形成偶极，进而使得金属和溶液之间形成电位差，有利于N,N-二甲基乙醇胺吸附在钢筋表面。
两者复配形成的阻锈剂能够对钢筋笼起到良好的保护作用，使其结构强度不容易下降，进而延长桩基础的使用寿命，同时具有不污染环境、对氯离子浓度大小无要求等优点。
本发明进一步设置为：所述钢筋笼表面涂有防锈涂料，所述防锈涂料包括如下重量份的组分：
水泥 60-70份
EVA乳液 8-10份
防锈剂 1-1.4份
减水剂 0.6-0.8份
缓凝剂 0.2-0.4份
水 30-40份
PANI 0.8-1份。
通过采用上述技术方案，EVA乳液是密闭孔结构，具有良好的防水性和耐水性，阻止水分与钢筋接触而起到防锈作用，同时其具有高韧性、抗张力高、耐腐蚀、耐候性好、粘结性能好等优点，因此其作为成膜物质与钢筋基体之间的粘结性好；PANI聚苯胺具有导电性，在金属表面形成一个与电子转移相反的电场，因此电子很难传递，电场起到屏障作用，进而减缓腐蚀；EVA乳液、PANI、水泥共掺后，形成半刚性半柔性的涂层，一方面其形成涂层致密、孔隙小、具有优良的防锈性能，另一方面与钢筋和混凝土之间的结合性能好，不容易剥落
本发明进一步设置为：所述PANI经过改性，改性过程如下：按重量份计，将12-16份PANI和12-16份纳米硫化锌混合，再加入到50-60份N-甲基吡咯烷酮中，搅拌3-4h，接着于75-80℃干燥8-12h，得到PANI/ZnS复合材料。
通过采用上述技术方案，纳米硫化锌的加入能有效提高PANI的电导率，并有利于PANI的均匀分散，进而有效提高涂层的物理屏蔽作用，从而提高涂层的耐腐蚀性能。
本发明进一步设置为：所述防锈剂包括40-46份硅酸钠、8-10份丙烯基硫脲、16-20份苯甲酸钠、8-10份聚马来酸酐、35-38份三乙醇胺、250-280份三甲基硅醇、400-450份水。
通过采用上述技术方案，硅酸钠易在金属表面沉积；丙烯基硫脲、苯甲酸钠、三乙醇胺自身的孤对电子能与金属配位；聚马来酸酐能附着在金属表面。三者复配后，使金属表面涂层的致密性和隔绝性更强，防锈性能更优秀。
本发明进一步设置为：所述防锈涂料还包括4-6份纳米导电纤维。
通过采用上述技术方案，纳米导电纤维分布在涂层，一方面起到致密涂层的作用，另一方面作为导电通路，提高涂层的导电性能，能够起到减缓腐蚀的作用。
本发明进一步设置为：所述纳米导电纤维的制备过程如下：
一，按重量份计，将10-12份吡咯和30-36份十二烷基苯磺酸钠混合，再溶于100-120份30%乙醇溶液中，不断搅拌并加入0.4-0.6份过硫酸铵，降温至-10℃后搅拌18-20h，最后用蒸馏水洗涤、抽滤得到粉末；
二，将粉末溶于二氯乙酸中，配成质量分数为10-15%的纺丝溶液 ；
三，等体积混合10%PVA溶液和纺丝溶液，进行静电纺丝得到纳米导电纤维，纺丝温度40℃，纺丝速度0.9mL/h。
通过采用上述技术方案，PVA的加入可以改善聚吡咯的加工性能，使其能够用静电纺丝技术得到纳米导电纤维，且形成的纳米导电纤维具有优良的电导率。
本发明进一步设置为：所述减水剂为聚羧酸型减水剂。
通过采用上述技术方案，聚羧酸型减水剂一方面能够减少用水量，提高涂层强度，另一方面能够帮助纳米导电纤维均匀分散，避免其团聚的麻烦。
本发明进一步设置为：所述缓凝剂为糖钙。
通过采用上述技术方案，糖钙起到良好的缓凝作用，并能够与聚羧酸性减水剂复配而起到减水作用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：混凝土中防锈剂的掺入、钢筋笼外表面防锈涂料的涂覆，使得钢筋混凝土结构的桩基础具有良好的耐腐蚀性能，使用寿命长。
附图说明
图1是实施例一至三的流程示意图。
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：
一种钻孔灌注桩施工方法，如图1所示，包括如下步骤：
(1)平整场地，清除杂物并确定桩位；(2)双动力头套管钻机就位；(3)启动钻机，套管随钻杆下钻而支护孔壁，成孔后取出钻杆；(4)下放钢筋笼，安装导管；(5)灌注混凝土；(6)拔出套管；(7)检查成桩质量。
混凝土包括占水泥掺量1.2%的阻锈剂，阻锈剂包括40%N,N-二甲基乙醇胺、8%单氟磷酸钠、余量为水。
实施例二：
一种钻孔灌注桩施工方法，如图1所示，包括如下步骤：
(1)平整场地，清除杂物并确定桩位；(2)双动力头套管钻机就位；(3)启动钻机，套管随钻杆下钻而支护孔壁，成孔后取出钻杆；(4)下放钢筋笼，安装导管；(5)灌注混凝土；(6)拔出套管；(7)检查成桩质量。
混凝土包括占水泥掺量1.2%的阻锈剂，阻锈剂包括45%N,N-二甲基乙醇胺、5%单氟磷酸钠、余量为水。
实施例三：
一种钻孔灌注桩施工方法，如图1所示，包括如下步骤：
(1)平整场地，清除杂物并确定桩位；(2)双动力头套管钻机就位；(3)启动钻机，套管随钻杆下钻而支护孔壁，成孔后取出钻杆；(4)下放钢筋笼，安装导管；(5)灌注混凝土；(6)拔出套管；(7)检查成桩质量。
混凝土包括占水泥掺量1.2%的阻锈剂，阻锈剂包括43%N,N-二甲基乙醇胺、7%单氟磷酸钠、余量为水。
实施例四：
与实施例三的不同在于，钢筋笼表面涂有防锈涂料。防锈涂料包括如下重量份的组分：
42.5硅酸盐水泥 60份；
EVA乳液 8份；
防锈剂 1份 ；
聚羧酸型减水剂 0.6份；
糖钙 0.2份；
水 30份；
PANI/ZnS复合材料 0.8份；
纳米导电纤维 4份。
按重量份计，防锈剂包括40份硅酸钠、8份丙烯基硫脲、16份苯甲酸钠、8份聚马来酸酐、35份三乙醇胺、250份三甲基硅醇、400份水。
PANI/ZnS复合材料制作过程如下：按重量份计，将12份PANI和12份纳米硫化锌混合，再加入到50份N-甲基吡咯烷酮中，搅拌3h，接着于75℃干燥8h，得到PANI/ZnS复合材料。
纳米导电纤维的制备过程如下：
一，按重量份计，将10份吡咯和30份十二烷基苯磺酸钠混合，再溶于100份30%乙醇溶液中，不断搅拌并加入0.4份过硫酸铵，降温至-10℃后搅拌18h，最后用蒸馏水洗涤、抽滤得到粉末；
二，将粉末溶于二氯乙酸中，配成质量分数为10%的纺丝溶液 ；
三，等体积混合10%PVA溶液和纺丝溶液，进行静电纺丝得到纳米导电纤维，纺丝温度40℃，纺丝速度0.9mL/h。
实施例五：
与实施例三的不同在于，钢筋笼表面涂有防锈涂料。防锈涂料包括如下重量份的组分：
42.5硅酸盐水泥 70份；
EVA乳液 10份；
防锈剂 1.4份 ；
聚羧酸型减水剂 0.8份；
糖钙 0.4份；
水 40份；
PANI/ZnS复合材料 1份；
纳米导电纤维 6份。
按重量份计，防锈剂包括46份硅酸钠、10份丙烯基硫脲、20份苯甲酸钠、10份聚马来酸酐、38份三乙醇胺、280份三甲基硅醇、450份水。
PANI/ZnS复合材料制作过程如下：按重量份计，将16份PANI和16份纳米硫化锌混合，再加入到60份N-甲基吡咯烷酮中，搅拌4h，接着于80℃干燥12h，得到PANI/ZnS复合材料。
纳米导电纤维的制备过程如下：
一，按重量份计，将12份吡咯和36份十二烷基苯磺酸钠混合，再溶于120份30%乙醇溶液中，不断搅拌并加入0.6份过硫酸铵，降温至-10℃后搅拌20h，最后用蒸馏水洗涤、抽滤得到粉末；
二，将粉末溶于二氯乙酸中，配成质量分数为15%的纺丝溶液 ；
三，等体积混合10%PVA溶液和纺丝溶液，进行静电纺丝得到纳米导电纤维，纺丝温度40℃，纺丝速度0.9mL/h。
实施例六：
与实施例三的不同在于，钢筋笼表面涂有防锈涂料。防锈涂料包括如下重量份的组分：
42.5硅酸盐水泥 65份；
EVA乳液 9份；
防锈剂 1.2份 ；
聚羧酸型减水剂 0.7份；
糖钙 0.3份；
水 35份；
PANI/ZnS复合材料 0.9份；
纳米导电纤维 5份。
按重量份计，防锈剂包括43份硅酸钠、9份丙烯基硫脲、18份苯甲酸钠、9份聚马来酸酐、36份三乙醇胺、265份三甲基硅醇、430份水。
PANI/ZnS复合材料制作过程如下：按重量份计，将14份PANI和14份纳米硫化锌混合，再加入到55份N-甲基吡咯烷酮中，搅拌3.5h，接着于78℃干燥10h，得到PANI/ZnS复合材料。
纳米导电纤维的制备过程如下：
一，按重量份计，将11份吡咯和33份十二烷基苯磺酸钠混合，再溶于110份30%乙醇溶液中，不断搅拌并加入0.5份过硫酸铵，降温至-10℃后搅拌19h，最后用蒸馏水洗涤、抽滤得到粉末；
二，将粉末溶于二氯乙酸中，配成质量分数为13 %的纺丝溶液 ；
三，等体积混合10%PVA溶液和纺丝溶液，进行静电纺丝得到纳米导电纤维，纺丝温度40℃，纺丝速度0.9mL/h。
实施例七：
与实施例六的不同在于：减水剂为萘系减水剂。
实施例八：
与实施例六的不同在于：防锈涂料不包括纳米导电纤维。
实施例九：
与实施例六的不同在于：PANI/ZnS复合材料换为PANI。
对比例一：
与实施例三的不同在于：混凝土不包括阻锈剂。
对比例二：
与实施例六的不同在于：防锈涂料不包括防锈剂。
对比例三：
与实施例六的不同在于：防锈涂料不包括PANI/ZnS复合材料。
按照GB/T 33803-2017《钢筋混凝土阻锈剂耐蚀应用技术规范》中规定的方法，对各实施例以及对比例中构成钢筋笼的钢筋材料，进行附录A中的盐水浸渍试验，测量出现钢筋锈蚀或溶液变色的时间，设置3组重复取均值，记录在表1；按各实施例以及对比例的条件，制得钢筋混凝土试件，进行附录B中的电化学综合评定试验,7d后试件测量所得腐蚀电流小于150μA为合格，设置3组重复，若任一组出现不合格则记为不合格，均合格则记为合格，结果记录在表1。
表1 各实施例以及对比例耐腐蚀性能测试结果表
耐盐水浸渍/d 电化学腐蚀
实施例一 22 合格
实施例二 23 合格
实施例三 22 合格
实施例四 68 合格
实施例五 69 合格
实施例六 69 合格
实施例七 63 合格
实施例八 58 合格
实施例九 53 合格
对比例一 5 不合格
对比例二 52 合格
对比例三 46 合格
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)平整场地并确定桩位；(2)双动力头套管钻机就位；(3)启动钻机，完成成孔以及套管埋设，再取出钻杆；(4)下放钢筋笼；(5)灌注混凝土；(6)拔出套管；(7)检查成桩质量；
所述混凝土包括占水泥掺量1.2%的阻锈剂，所述阻锈剂包括40-45%N,N-二甲基乙醇胺、5-8%单氟磷酸钠、余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述钢筋笼表面涂有防锈涂料，所述防锈涂料包括如下重量份的组分：
水泥 60-70份
EVA乳液 8-10份
防锈剂 1-1.4份
减水剂 0.6-0.8份
缓凝剂 0.2-0.4份
水 30-40份
PANI 0.8-1份。
3.根据权利要求2所述的一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述PANI经过改性，改性过程如下：按重量份计，将12-16份PANI和12-16份纳米硫化锌混合，再加入到50-60份N-甲基吡咯烷酮中，搅拌3-4h，接着于75-80℃干燥8-12h，得到PANI/ZnS复合材料。
4.根据权利要求2所述的一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述防锈剂包括40-46份硅酸钠、8-10份丙烯基硫脲、16-20份苯甲酸钠、8-10份聚马来酸酐、35-38份三乙醇胺、250-280份三甲基硅醇、400-450份水。
5.根据权利要求2所述的一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述防锈涂料还包括4-6份纳米导电纤维。
6.根据权利要求5所述的一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述纳米导电纤维的制备过程如下：
一，按重量份计，将10-12份吡咯和30-36份十二烷基苯磺酸钠混合，再溶于100-120份30%乙醇溶液中，不断搅拌并加入0.4-0.6份过硫酸铵，降温至-10℃后搅拌18-20h，最后用蒸馏水洗涤、抽滤得到粉末；
二，将粉末溶于二氯乙酸中，配成质量分数为10-15%的纺丝溶液 ；
三，等体积混合10%PVA溶液和纺丝溶液，进行静电纺丝得到纳米导电纤维，纺丝温度40℃，纺丝速度0.9mL/h。
7.根据权利要求6所述的一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸型减水剂。
8.根据权利要求2所述的一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述缓凝剂为糖钙。
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