CN110847159A - 一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺，涉及机械桩施工技术领域，主要为了解决机械桩施工效率较低不稳固的问题；该施工工艺，包括以下步骤：S1泥浆拌制：集泥浆样品后存储于护筒内，储存泥浆每8小时搅拌一次；S2钻进；S3清孔：钻头抵达设计标高后，钻机停止进尺，原地保持钻机慢档旋转，不断搅碎桩尖处的土块；S4钢护筒安装：成孔后安装钢护筒，钢护筒采用多节式；S5钢筋笼制作及安装；S6水下混凝土灌注；S7现场试验及桩身检测。该施工工艺采用泥浆每8小时搅拌并对搅拌的泥浆测定比重等数据可有效保证泥浆的均匀性及合格度，同时以四角桩控制，钻头对准十字线交点可保证钻进的定位准确性。

Description

一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺
技术领域
本发明涉及机械桩施工技术领域，具体是一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺。
背景技术
钻孔灌注桩成孔检测，常规情况下灌注桩系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几类。而钻孔灌注指利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩，根据钻孔机械的钻头在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔及套管护壁三种方法。
地铁在施工过程中的车站中桩基础及边桩拟采用机械成孔，再进行灌注成为机械桩，而机械桩在施工过程中，灌注混凝土容易产生气囊而造成断桩情况，传统施工方法效率较低不稳固。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺，以解决机械桩施工效率较低不稳固的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺，包括以下步骤：
S1泥浆拌制：集泥浆样品后存储于护筒内，储存泥浆每8小时搅拌一次，每次搅拌泥浆并测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率，泥浆制作好后搁置24小时；
S2钻进：泥浆箱存一部分泥浆后正式钻孔，钻机对位要以四角桩控制，钻头对准十字线交点，符合要求后开始钻进，开孔时做到稳、准、慢，钻进过程要及时补充制备好的泥浆；
S3清孔：钻头抵达设计标高后，钻机停止进尺，原地保持钻机慢档旋转，不断搅碎桩尖处的土块，泥浆同时通过泥浆泵进入孔中补充，自然溢出，用泵吸反循环将孔内的泥土带出；
S4钢护筒安装：成孔后安装钢护筒，钢护筒采用多节式且相邻的钢护筒之间采用外法兰连接并在每个连接节点处加设止水条；
S5钢筋笼制作及安装：在钢筋圈制作台上制作螺旋筋及架立筋并按要求焊接，再将加强筋按2m的间距套入主筋，并与主筋焊接，多节钢筋笼经各个竖井的提升塔架吊入洞内；
S6水下混凝土灌注：采用地面布置混凝土60型地泵将混凝土由地泵导管进行浇筑；
S7现场试验及桩身检测：钻孔灌注桩在钻进过程中检查地质组成情况以及对桩身完整性进行监测。
在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：
在一种可选方案中：所述步骤S2中对于砂层采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进；对于亚粘土层采用低档慢速、大泵量、优质泥浆钻进；对于粘土层采用中档慢速、大泵量、稀泥浆钻进；对于卵石层采用轻压、低档慢速、优质泥浆钻进。
在一种可选方案中：所述步骤S3清孔方式为泵吸反循环清孔。
在一种可选方案中：所述清孔次数为两次，钻进达到设计深度后，先将钻头提离孔底约50mm，进行第一次换浆清孔，在下钢筋笼时，灌注混凝土前，进行第二次清孔。
在一种可选方案中：所述钢护筒采用长度为16m、壁厚10mm和外径1700mm的钢管，每节钢护筒长度为2.5m。
在一种可选方案中：所述步骤S5中相邻两节钢筋笼主筋采用正反丝套筒连接。
在一种可选方案中：所述水下混凝土灌注用导管采用长1米，直径300毫米无缝钢导管并在导洞内设置用于混凝土灌注导管放置的钢托架。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、该施工工艺采用泥浆每8小时搅拌并对搅拌的泥浆测定比重等数据可有效保证泥浆的均匀性及合格度，同时以四角桩控制，钻头对准十字线交点可保证钻进的定位准确性；
2、该工艺中钢护筒采用多节式且相邻的钢护筒之间采用外法兰连接并在每个连接节点处加设止水条，可便于钢护筒的输送以及安装，提高施工效率，采用地面布置混凝土60型地泵将混凝土由地泵导管进行浇筑，便于浇灌，钢筋笼焊接紧固，可提高机械桩的强度。
具体实施方式
本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
实施例1
一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺，包括以下步骤：
1、泥浆拌制
开孔使用的泥浆用优质膨润土制作，当钻进遇到粘土层时可采用原土造浆。施工中经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率，并保持护筒内泥浆顶面始终高出护筒外水位，泥浆制备及测试技术要求：
(1)及时采集泥浆样品，测定性能指标，对新制备的泥浆进行第一次测试，使用前再进行一次测试，钻孔过程中经常进行检测，保证泥浆质量；
(2)储存泥浆每8小时搅拌一次，每次搅拌泥浆或测试结果作为原始记录；
(3)新鲜泥浆制作好后搁置24小时，经各项指标测试合格方可正式使用，回收泥浆经过振动筛处理，性能指标达到要求后再循环利用；
钻机就位时，保持底座平稳，不发生倾斜移位。钻机对位要以四角桩控制，钻头对准十字线交点，符合要求后开始钻进。
泥浆箱存一部分泥浆后正式钻孔，开孔时做到稳、准、慢，对于砂层采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或塌孔；对于亚粘土层采用低档慢速、大泵量、优质泥浆钻进；对于粘土层采用中档慢速、大泵量、稀泥浆钻进；对于卵石层采用轻压、低档慢速、优质泥浆钻进。施工时采用人工配合小挖机清除泥浆箱中的沉碴。
钻进过程要及时补充制备好的泥浆，钻进过程中或提钻后液面要不低于砼护壁底面且高出地下水位2.0m以上。钻进过程中要注意观察地质变化，做好施工记录。
桩孔达到终孔标高后，进行清孔工作；
3、清孔
当钻头抵达设计标高，钻机应停止进尺，原地保持钻机慢档旋转，不断搅碎桩尖处的土块，泥浆同时通过泥浆泵泵入孔中补充，自然溢出，用泵吸反循环将孔内的泥土带出，泥浆比重将逐渐随之下降。这一序谓之清孔，当泥浆比重下降至1.05，粘度25s，含砂率小于6％时，清孔完毕，将钻孔交付验收。
(1)清孔方式：采用泵吸反循环清孔，利用泵吸反循环钻进成孔及清孔，具有泥皮薄、沉渣少、桩孔质量优等优点。
(2)清孔次数
第一次清孔：钻进达到设计深度后，先将钻头提离孔底约50mm，进行换浆清孔，回流泥浆比重控制在1.20左右。
第二次清孔：在下钢筋笼时，灌注混凝土前，进行第二次清孔；
4、钢护筒安装
成孔后安装钢护筒，钢护筒采用多节式且相邻的钢护筒之间采用外法兰连接并在每个连接节点处加设止水条，所述钢护筒采用长度为16m、壁厚10mm和外径1700mm的钢管，每节钢护筒长度为2.5m；
5、钢筋笼制作及安装
在钢筋圈制作台上制作螺旋筋及架立筋并按要求焊接，再将加强筋按2m的间距套入主筋，并与主筋焊接，多节钢筋笼经各个竖井的提升塔架吊入洞内，相邻两节钢筋笼主筋采用正反丝套筒连接；
6、水下混凝土灌注
采用地面布置混凝土60型地泵将混凝土由地泵导管进行浇筑；水下混凝土灌注用导管选用长1米，直径300毫米无缝钢导管，同时设置混凝土灌注导管的钢托架，采用50钢管焊接制作，以便于灌注导管放置，混凝土塌落度为18cm，强度C30；
7、现场试验及桩身检测
(1)钻孔灌注桩在钻进过程中检查地质组成情况。如发现地质情况与设计院提供的工程地质剖面图不符，及时将现场情况通报设计院，复核桩体设计参数是否满足工程需要。
(2)桩身完整性监测主要采用低应变监测方法，如有不合格项需视情况进行注浆。
实施例2
一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺，包括以下步骤：
1、泥浆拌制
开孔使用的泥浆用优质膨润土制作，当钻进遇到粘土层时可采用原土造浆。施工中经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率，并保持护筒内泥浆顶面始终高出护筒外水位，
泥浆制备及测试技术要求：
(1)及时采集泥浆样品，测定性能指标，对新制备的泥浆进行第一次测试，使用前再进行一次测试，钻孔过程中经常进行检测，保证泥浆质量；
(2)储存泥浆每8小时搅拌一次，每次搅拌泥浆或测试结果作为原始记录；
(3)新鲜泥浆制作好后搁置24小时，经各项指标测试合格方可正式使用，回收泥浆经过振动筛处理，性能指标达到要求后再循环利用；
钻机就位时，保持底座平稳，不发生倾斜移位。钻机对位要以四角桩控制，钻头对准十字线交点，符合要求后开始钻进。
泥浆箱存一部分泥浆后正式钻孔，开孔时做到稳、准、慢，对于砂层采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或塌孔；对于亚粘土层采用低档慢速、大泵量、优质泥浆钻进；对于粘土层采用中档慢速、大泵量、稀泥浆钻进；对于卵石层采用轻压、低档慢速、优质泥浆钻进。施工时采用人工配合小挖机清除泥浆箱中的沉碴。
钻进过程要及时补充制备好的泥浆，钻进过程中或提钻后液面要不低于砼护壁底面且高出地下水位2.0m以上。钻进过程中要注意观察地质变化，做好施工记录。
桩孔达到终孔标高后，进行清孔工作；
3、清孔
当钻头抵达设计标高，钻机应停止进尺，原地保持钻机慢档旋转，不断搅碎桩尖处的土块，泥浆同时通过泥浆泵泵入孔中补充，自然溢出，用泵吸反循环将孔内的泥土带出，泥浆比重将逐渐随之下降。这一序谓之清孔，当泥浆比重下降至1.20，粘度25s，含砂率小于6％时，清孔完毕，将钻孔交付验收。
(1)清孔方式：采用泵吸反循环清孔，利用泵吸反循环钻进成孔及清孔，具有泥皮薄、沉渣少、桩孔质量优等优点。
(2)清孔次数
第一次清孔：钻进达到设计深度后，先将钻头提离孔底约50mm，进行换浆清孔，回流泥浆比重控制在1.20左右。
第二次清孔：在下钢筋笼时，灌注混凝土前，进行第二次清孔；
4、钢护筒安装
成孔后安装钢护筒，钢护筒采用多节式且相邻的钢护筒之间采用外法兰连接并在每个连接节点处加设止水条，所述钢护筒采用长度为16m、壁厚10mm和外径1700mm的钢管，每节钢护筒长度为2.5m；
5、钢筋笼制作及安装
在钢筋圈制作台上制作螺旋筋及架立筋并按要求焊接，再将加强筋按2m的间距套入主筋，并与主筋焊接，多节钢筋笼经各个竖井的提升塔架吊入洞内，相邻两节钢筋笼主筋采用正反丝套筒连接；
6、水下混凝土灌注
采用地面布置混凝土60型地泵将混凝土由地泵导管进行浇筑；水下混凝土灌注用导管选用长1米，直径300毫米无缝钢导管，同时设置混凝土灌注导管的钢托架，采用50钢管焊接制作，以便于灌注导管放置，混凝土塌落度为22cm，强度C30；
7、现场试验及桩身检测
(1)钻孔灌注桩在钻进过程中检查地质组成情况。如发现地质情况与设计院提供的工程地质剖面图不符，及时将现场情况通报设计院，复核桩体设计参数是否满足工程需要。
(2)桩身完整性监测主要采用低应变监测方法，如有不合格项需视情况进行注浆。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种地铁施工用洞内机械桩施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1泥浆拌制：集泥浆样品后存储于护筒内，储存泥浆每8小时搅拌一次，每次搅拌泥浆并测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率，泥浆制作好后搁置24小时；
S2钻进：泥浆箱存一部分泥浆后正式钻孔，钻机对位要以四角桩控制，钻头对准十字线交点，符合要求后开始钻进，开孔时做到稳、准、慢，钻进过程要及时补充制备好的泥浆；
S3清孔：钻头抵达设计标高后，钻机停止进尺，原地保持钻机慢档旋转，不断搅碎桩尖处的土块，泥浆同时通过泥浆泵进入孔中补充，自然溢出，用泵吸反循环将孔内的泥土带出；
S4钢护筒安装：成孔后安装钢护筒，钢护筒采用多节式且相邻的钢护筒之间采用外法兰连接并在每个连接节点处加设止水条；
S5钢筋笼制作及安装：在钢筋圈制作台上制作螺旋筋及架立筋并按要求焊接，再将加强筋按2m的间距套入主筋，并与主筋焊接，多节钢筋笼经各个竖井的提升塔架吊入洞内；
S6水下混凝土灌注：采用地面布置混凝土60型地泵将混凝土由地泵导管进行浇筑；
S7现场试验及桩身检测：钻孔灌注桩在钻进过程中检查地质组成情况以及对桩身完整性进行监测。
2.根据权利要求1所述的地铁施工用洞内机械桩施工工艺，其特征在于，所述步骤S2中对于砂层采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进；对于亚粘土层采用低档慢速、大泵量、优质泥浆钻进；对于粘土层采用中档慢速、大泵量、稀泥浆钻进；对于卵石层采用轻压、低档慢速、优质泥浆钻进。
3.根据权利要求1所述的地铁施工用洞内机械桩施工工艺，其特征在于，所述步骤S3清孔方式为泵吸反循环清孔。
4.根据权利要求3所述的地铁施工用洞内机械桩施工工艺，其特征在于，所述清孔次数为两次，钻进达到设计深度后，先将钻头提离孔底约50mm，进行第一次换浆清孔，在下钢筋笼时，灌注混凝土前，进行第二次清孔。
5.根据权利要求1所述的地铁施工用洞内机械桩施工工艺，其特征在于，所述钢护筒采用长度为16m、壁厚10mm和外径1700mm的钢管，每节钢护筒长度为2.5m。
6.根据权利要求1所述的地铁施工用洞内机械桩施工工艺，其特征在于，所述步骤S5中相邻两节钢筋笼主筋采用正反丝套筒连接。
7.根据权利要求1所述的地铁施工用洞内机械桩施工工艺，其特征在于，所述水下混凝土灌注用导管采用长1米，直径300毫米无缝钢导管并在导洞内设置用于混凝土灌注导管放置的钢托架。
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