CN110409433B - 利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于灌注桩施工技术领域，公开了一种利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统及方法，通带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程；带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程噪声数据；利用测定设备测定桩位操作；对测定的桩位进行钻孔操作；利用校正设备对钻孔进行校正；利用水泵抽取桩孔内的泥浆；吊车将带钢套筒、钢筋笼安装在桩孔内；通过浇注模块利用浇注设备将混凝土浇注在带钢套筒、钢筋笼内；对灌注桩成型后桩头破除操作；通过修复模块对灌注桩缺陷进行修复操作；显示监控的施工过程视频数据、检测的施工过程噪声数据。本发明减少的桩头破除的时间，可以节约工期；减少破桩头的机械和劳动力支出，节约费用；施工简便、见效快。

Description

利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统及方法
技术领域
本发明属于灌注桩施工技术领域，尤其涉及一种利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法。
背景技术
灌注桩是一种就位成孔，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。常用的有：钻孔灌注桩：用螺旋钻机、潜水钻机等就地成孔灌注混凝土而成桩，施工时无振动、不挤土，但桩的沉降量稍大。螺旋钻机宜用于地下水位以上的粘性土、砂土及人工填土等，钻削下来的土块沿钻杆上的螺旋叶片上升排出孔外，孔径300mm左右，钻孔深度8～12m，根据土质和含水量选择钻杆。潜水钻机宜用于粘性土、砂土、淤泥和淤泥质土等，尤宜于地下水位较高的土层中成孔。钻孔时为防止坍孔用泥浆护壁。在粘土中用清水钻进，自造泥浆护壁；在砂土中应注入制备的泥浆钻进。利用泥浆循环排除钻削下的土屑，钻至要求深度后要清孔以排除沉在孔底的土屑，减少桩的沉降量。目前在高层建筑和桥梁等大型工程中推广应用的大直径钻孔灌注桩多用此法施工，桩径多在1m以上，桩底部还可扩孔，单桩承载能力可达数千吨。沉管灌注桩：用锤击或振动将带有钢筋混凝土桩靴(桩尖)或活瓣式桩靴的钢管沉入土中，然后灌注混凝土同时拔管而成桩。用锤击沉管、拔管者称锤击灌注桩；用激振器的振动沉管、拔管者称振动灌注桩。此法成桩易发生断桩、缩颈、吊脚桩、桩靴进水和进泥等弊病，施工中注意检查并及时处理。此外，还有用炸药使桩孔底部形成扩大头以增大承载能力的爆扩灌注桩。然而，现有灌注桩进行地基处理的施工过程中，灌注桩桩头破除较为繁琐，且灌注桩都会在所有桩施工完后再进行破桩头施工，但此时灌注桩的混凝土强度早已终凝达到设计强度，硬度和强度非常大，给凿除造成较大工作量；同时，不能对灌注桩缺陷进行修复。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有灌注桩进行地基处理的施工过程中，灌注桩桩头破除较为繁琐，且灌注桩都会在所有桩施工完后再进行破桩头施工，但此时灌注桩的混凝土强度早已终凝达到设计强度，硬度和强度非常大，给凿除造成较大工作量；同时，不能对灌注桩缺陷进行修复。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统及方法。
本发明是这样实现的，一种利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法，所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法包括以下步骤：
步骤一，通过视频监控模块利用摄像器监控利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程；
步骤二，通过噪声检测模块利用声音传感器检测利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程噪声数据；
步骤三，主控模块通过桩位测定模块利用测定设备测定桩位操作；通过钻孔模块利用钻机对测定的桩位进行钻孔操作；通过孔位校正模块利用校正设备对钻孔进行校正；
步骤四，通过废浆抽取模块利用水泵抽取桩孔内的泥浆；
步骤五，通过套筒安装模块利用吊车将带钢套筒、钢筋笼安装在桩孔内；通过浇注模块利用浇注设备将混凝土浇注在带钢套筒、钢筋笼内；
步骤六，通过桩头破除模块利用破除设备对灌注桩成型后桩头破除操作；通过修复模块对灌注桩缺陷进行修复操作；
步骤七，通过显示模块利用显示器显示监控的施工过程视频数据、检测的施工过程噪声数据。
进一步，所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的桩头破除方法如下：
(1)通过带钢套筒将灌注桩钢筋笼套接，接着，将笼顶每根钢筋套入塑料管，塑料管长度从设计桩顶位置开始直至钢筋笼顶，塑料管的直径大于钢筋直径；
(2)将塑料管管底用胶带、铁丝扎紧，在塑料管内灌入隔离粉末，灌满后将管顶封闭、用铁丝扎紧封闭管口；
(3)施工完灌注桩后，在进行混凝土灌注桩桩头破除时，在设计桩顶标高处沿桩四周等间距钻四个分离孔，孔直径略小于风镐钻头直径；
(4)用风镐分别在四个分离孔内进行对称冲击，混凝土桩头直接从该位置被截断；
(5)在桩头上端三分之一处，对称钻孔并安装两根钢筋吊环，栓钢丝绳后用机械将截断的桩头吊出，完成桩头破除工作。
进一步，所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的修复方法如下：
1)通过检测设备根据声测报告判断钻孔灌注桩缺损位置以及标高；
2)缺损位置周围进行旋喷帷幕法施工，隔砂阻水，并清理周边的废浆及废土；
3)在缺陷桩的基桩顶面正上方设置取芯钻机，取芯钻机引孔，至缺陷位置以下1.5m；
4)取芯孔内安装浆管，每个取芯孔内埋设两根注浆管，一根为注浆管，另一根为放浆管；浆管在指定深度设有喷浆口，注浆管和放浆管上部孔口安装球阀，防止废土、废浆涌入孔内；
5)采用高压灌浆泵用水清洗缺陷位置，边清洗边上下提升，观察溢出水的浑浊程度，直至孔内溢出清水为止；
6)注浆修复，采用灌浆料往浆管内注浆，每个取芯孔内须注浆多次，首先由注浆装置中的注浆管注入浆液，由放浆管排出清水，间断反复注浆，至取芯孔以及通过取芯孔清洗过的桩身缺损位置充满灌浆材料，且注浆管内溢出灌浆材料，停止注浆并关牢注浆管球阀，待30分钟后再次注浆，压力达到7MPa，注浆结束。
本发明的另一目的在于提供一种基于所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统，所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统包括：
视频监控模块，与主控模块连接，用于通过摄像器监控利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程；
噪声检测模块，与主控模块连接，用于通过声音传感器检测利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程噪声数据；
主控模块，与视频监控模块、噪声检测模块、桩位测定模块、钻孔模块、孔位校正模块、废浆抽取模块、套筒安装模块、浇注模块、桩头破除模块、修复模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
桩位测定模块，与主控模块连接，用于通过测定设备测定桩位操作；
钻孔模块，与主控模块连接，用于通过钻机对测定的桩位进行钻孔操作；
孔位校正模块，与主控模块连接，用于通过校正设备对钻孔进行校正；
废浆抽取模块，与主控模块连接，用于通过水泵抽取桩孔内的泥浆；
套筒安装模块，与主控模块连接，用于通过吊车将带钢套筒、钢筋笼安装在桩孔内；
浇注模块，与主控模块连接，用于通过浇注设备将混凝土浇注在带钢套筒、钢筋笼内；
桩头破除模块，与主控模块连接，用于通过破除设备对灌注桩成型后桩头破除操作；
修复模块，与主控模块连接，用于对灌注桩缺陷进行修复操作；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示监控的施工过程视频数据、检测的施工过程噪声数据。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的建筑灌注桩。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的桥梁灌注桩。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过桩头破除模块利用四个分离孔对称冲击，桩头混凝土断裂面较为整齐，可以减少后期人工凿平桩头的工作量。本发明的加工材料易获得，制作简单；减少的桩头破除的时间，可以节约工期；减少破桩头的机械和劳动力支出，节约费用；同时，通过修复模块可修补钻孔灌注桩桩身缺陷，提高桩身强度，同其它处理方法比较，具有施工简便、见效快、工程造价低等优点，是一种经济合理，技术先进的方法，实践结果证明使用该发明修补钻孔灌注桩的效果良好，修补后的强度能完全满足设计及现场要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法流程图。
图2是本发明实施例提供的利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统结构框图。
图2中：1、视频监控模块；2、噪声检测模块；3、主控模块；4、桩位测定模块；5、钻孔模块；6、孔位校正模块；7、废浆抽取模块；8、套筒安装模块；9、浇注模块；10、桩头破除模块；11、修复模块；12、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法包括以下步骤：
步骤S101，通过视频监控模块利用摄像器监控利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程；
步骤S102，通过噪声检测模块利用声音传感器检测利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程噪声数据；
步骤S103，主控模块通过桩位测定模块利用测定设备测定桩位操作；通过钻孔模块利用钻机对测定的桩位进行钻孔操作；通过孔位校正模块利用校正设备对钻孔进行校正；
步骤S104，通过废浆抽取模块利用水泵抽取桩孔内的泥浆；
步骤S105，通过套筒安装模块利用吊车将带钢套筒、钢筋笼安装在桩孔内；通过浇注模块利用浇注设备将混凝土浇注在带钢套筒、钢筋笼内；
步骤S106，通过桩头破除模块利用破除设备对灌注桩成型后桩头破除操作；通过修复模块对灌注桩缺陷进行修复操作；
步骤S107，通过显示模块利用显示器显示监控的施工过程视频数据、检测的施工过程噪声数据。
如图2所示，本发明实施例提供的利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统包括：
视频监控模块1、噪声检测模块2、主控模块3、桩位测定模块4、钻孔模块5、孔位校正模块6、废浆抽取模块7、套筒安装模块8、浇注模块9、桩头破除模块10、修复模块11、显示模块12。
视频监控模块1，与主控模块3连接，用于通过摄像器监控利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程；
噪声检测模块2，与主控模块3连接，用于通过声音传感器检测利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程噪声数据；
主控模块3，与视频监控模块1、噪声检测模块2、桩位测定模块4、钻孔模块5、孔位校正模块6、废浆抽取模块7、套筒安装模块8、浇注模块9、桩头破除模块10、修复模块11、显示模块12连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
桩位测定模块4，与主控模块3连接，用于通过测定设备测定桩位操作；
钻孔模块5，与主控模块3连接，用于通过钻机对测定的桩位进行钻孔操作；
孔位校正模块6，与主控模块3连接，用于通过校正设备对钻孔进行校正；
废浆抽取模块7，与主控模块3连接，用于通过水泵抽取桩孔内的泥浆；
套筒安装模块8，与主控模块3连接，用于通过吊车将带钢套筒、钢筋笼安装在桩孔内；
浇注模块9，与主控模块3连接，用于通过浇注设备将混凝土浇注在带钢套筒、钢筋笼内；
桩头破除模块10，与主控模块3连接，用于通过破除设备对灌注桩成型后桩头破除操作；
修复模块11，与主控模块3连接，用于对灌注桩缺陷进行修复操作；
显示模块12，与主控模块3连接，用于通过显示器显示监控的施工过程视频数据、检测的施工过程噪声数据。
本发明提供的桩头破除模块10破除方法如下：
(1)通过带钢套筒将灌注桩钢筋笼套接，接着，将笼顶每根钢筋套入塑料管，塑料管长度从设计桩顶位置开始直至钢筋笼顶，塑料管的直径大于钢筋直径；
(2)将塑料管管底用胶带、铁丝扎紧，在塑料管内灌入隔离粉末，灌满后将管顶封闭、用铁丝扎紧封闭管口；
(3)施工完灌注桩后，在进行混凝土灌注桩桩头破除时，在设计桩顶标高处沿桩四周等间距钻四个分离孔，孔直径略小于风镐钻头直径；
(4)用风镐分别在四个分离孔内进行对称冲击，混凝土桩头直接从该位置被截断；
(5)在桩头上端三分之一处，对称钻孔并安装两根钢筋吊环，栓钢丝绳后用机械将截断的桩头吊出，完成桩头破除工作。
本发明提供的修复模块11修复方法如下：
1)通过检测设备根据声测报告判断钻孔灌注桩缺损位置以及标高；
2)缺损位置周围进行旋喷帷幕法施工，隔砂阻水，并清理周边的废浆及废土；
3)在缺陷桩的基桩顶面正上方设置取芯钻机，取芯钻机引孔，至缺陷位置以下1.5m；
4)取芯孔内安装浆管，每个取芯孔内埋设两根注浆管，一根为注浆管，另一根为放浆管；浆管在指定深度设有喷浆口，注浆管和放浆管上部孔口安装球阀，防止废土、废浆涌入孔内；
5)采用高压灌浆泵用水清洗缺陷位置，边清洗边上下提升，观察溢出水的浑浊程度，直至孔内溢出清水为止；
6)注浆修复，采用灌浆料往浆管内注浆，每个取芯孔内须注浆多次，首先由注浆装置中的注浆管注入浆液，由放浆管排出清水，间断反复注浆，至取芯孔以及通过取芯孔清洗过的桩身缺损位置充满灌浆材料，且注浆管内溢出灌浆材料，停止注浆并关牢注浆管球阀，待30分钟后再次注浆，压力达到7MPa，注浆结束。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法，其特征在于，所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法包括以下步骤：
步骤一，通过视频监控模块利用摄像器监控利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程；
步骤二，通过噪声检测模块利用声音传感器检测利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程噪声数据；
步骤三，主控模块通过桩位测定模块利用测定设备测定桩位操作；通过钻孔模块利用钻机对测定的桩位进行钻孔操作；通过孔位校正模块利用校正设备对钻孔进行校正；
步骤四，通过废浆抽取模块利用水泵抽取桩孔内的泥浆；
步骤五，通过套筒安装模块利用吊车将带钢套筒、钢筋笼安装在桩孔内；通过浇注模块利用浇注设备将混凝土浇注在带钢套筒、钢筋笼内；
步骤六，通过桩头破除模块利用破除设备对灌注桩成型后桩头破除操作；通过修复模块对灌注桩缺陷进行修复操作；
步骤七，通过显示模块利用显示器显示监控的施工过程视频数据、检测的施工过程噪声数据；
所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的修复方法如下：
1)通过检测设备根据声测报告判断钻孔灌注桩缺损位置以及标高；
2)缺损位置周围进行旋喷帷幕法施工，隔砂阻水，并清理周边的废浆及废土；
3)在缺陷桩的基桩顶面正上方设置取芯钻机，取芯钻机引孔，至缺陷位置以下1.5m；
4)取芯孔内安装浆管，每个取芯孔内埋设两根注浆管，一根为注浆管，另一根为放浆管；浆管在指定深度设有喷浆口，注浆管和放浆管上部孔口安装球阀，防止废土、废浆涌入孔内；
5)采用高压灌浆泵用水清洗缺陷位置，边清洗边上下提升，观察溢出水的浑浊程度，直至孔内溢出清水为止；
6)注浆修复，采用灌浆料往浆管内注浆，每个取芯孔内须注浆多次，首先由注浆装置中的注浆管注入浆液，由放浆管排出清水，间断反复注浆，至取芯孔以及通过取芯孔清洗过的桩身缺损位置充满灌浆材料，且注浆管内溢出灌浆材料，停止注浆并关牢注浆管球阀，待30分钟后再次注浆，压力达到7MPa，注浆结束。
2.如权利要求1所述的利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法，其特征在于，所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的桩头破除方法如下：
(1)通过带钢套筒将灌注桩钢筋笼套接，接着，将笼顶每根钢筋套入塑料管，塑料管长度从设计桩顶位置开始直至钢筋笼顶，塑料管的直径大于钢筋直径；
(2)将塑料管管底用胶带、铁丝扎紧，在塑料管内灌入隔离粉末，灌满后将管顶封闭、用铁丝扎紧封闭管口；
(3)施工完灌注桩后，在进行混凝土灌注桩桩头破除时，在设计桩顶标高处沿桩四周等间距钻四个分离孔，孔直径略小于风镐钻头直径；
(4)用风镐分别在四个分离孔内进行对称冲击，混凝土桩头直接从该位置被截断；
(5)在桩头上端三分之一处，对称钻孔并安装两根钢筋吊环，栓钢丝绳后用机械将截断的桩头吊出，完成桩头破除工作。
3.一种基于权利要求1所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统，其特征在于，所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工系统包括：
视频监控模块，与主控模块连接，用于通过摄像器监控利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程；
噪声检测模块，与主控模块连接，用于通过声音传感器检测利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工过程噪声数据；
主控模块，与视频监控模块、噪声检测模块、桩位测定模块、钻孔模块、孔位校正模块、废浆抽取模块、套筒安装模块、浇注模块、桩头破除模块、修复模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
桩位测定模块，与主控模块连接，用于通过测定设备测定桩位操作；
钻孔模块，与主控模块连接，用于通过钻机对测定的桩位进行钻孔操作；
孔位校正模块，与主控模块连接，用于通过校正设备对钻孔进行校正；
废浆抽取模块，与主控模块连接，用于通过水泵抽取桩孔内的泥浆；
套筒安装模块，与主控模块连接，用于通过吊车将带钢套筒、钢筋笼安装在桩孔内；
浇注模块，与主控模块连接，用于通过浇注设备将混凝土浇注在带钢套筒、钢筋笼内；
桩头破除模块，与主控模块连接，用于通过破除设备对灌注桩成型后桩头破除操作；
修复模块，与主控模块连接，用于对灌注桩缺陷进行修复操作；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示监控的施工过程视频数据、检测的施工过程噪声数据。
4.一种应用权利要求1～2任意一项所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的建筑灌注桩。
5.一种应用权利要求1～2任意一项所述利用带钢套筒的灌注桩进行地基处理的施工方法的桥梁灌注桩。
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