CN110847809B - 紧邻地下结构的桩基成孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种紧邻地下结构的桩基成孔方法，包括对桩孔附近土体进行注浆固结；采用全套筒钻机配合旋挖钻机进行桩基的第一次钻孔，钻孔至距已知既有结构顶部标高一段距离处，停止钻孔，将钢套筒沉至所述第一次钻孔的孔深处；改用挖孔方式于第一次钻孔的孔深处向下进行挖孔，挖孔至已知既有结构底部标高以下一段距离处，停止人工挖孔，将所述钢套筒沉至所述挖孔的孔深处；采用所述全套筒钻机配合所述旋挖钻机对所述挖孔的孔深处以下的剩余桩基进行第二次钻孔，第二次钻孔至孔底设计标高，将所述钢套筒继续沉至所述孔底设计标高。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种紧邻地下结构的桩基成孔方法。
背景技术
随着地下隧道交通越来越发达以及城市建筑大量开发地下空间，逐渐出现新建、扩建建筑的桩基紧邻既有地下建构筑物，个别灌注桩与地下建构物净距仅有20～30cm。目前建筑施工过程常见的灌注桩成孔方式主要为机械成孔与人工开挖两种。
其中人工挖孔可明确对孔内障碍物等进行探明，但成孔效率低，在具有不稳定土层或者地下水丰富的复杂地质条件下难以保证作业者孔内作业安全性，安全风险高。
机械成孔施工效率高，与人工成孔方式相比较为安全，但无法直接探明地下障碍物与保证桩孔附近建构筑物安全。
在地质复杂、既有地下结构竣工图准确性无法保证的等不利情况下，紧邻地下建构筑物的桩基施工是工程建设单位一个难以挑战的难题。
发明内容
本发明提供了一种紧邻地下结构的桩基成孔方法，桩基成孔过程更加安全、快速高效，并保护临近建构筑物安全。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
一种紧邻地下结构的桩基成孔方法，包括以下步骤：
对桩孔附近土体进行注浆固结；
采用全套筒钻机配合旋挖钻机进行桩基的第一次钻孔，钻孔至距已知既有结构顶部标高一段距离处，停止钻孔，将钢套筒沉至所述第一次钻孔的孔深处；
改用挖孔方式于第一次钻孔的孔深处向下进行挖孔，挖孔至已知既有结构底部标高以下一段距离处，停止人工挖孔，将所述钢套筒沉至所述挖孔的孔深处；
采用所述全套筒钻机配合所述旋挖钻机对所述挖孔的孔深处以下的剩余桩基进行第二次钻孔，第二次钻孔至孔底设计标高，将所述钢套筒继续沉至所述孔底设计标高。
所述全套筒钻机为全套筒全回转钻机。所述第一次钻孔钻至已知既有结构顶部标高以上50cm～100cm位置处。
所述挖孔的步骤中还包括：当挖孔进行至已知既有结构顶部标高时，判断桩孔位置是否与已知既有结构相碰撞，对于有碰撞的情况对桩孔位置进行调整，调整至无碰撞，在调整后的桩孔位置进行后续挖孔。
所述挖孔步骤中挖孔至已知既有结构底部标高以下2m位置处。
所述挖孔步骤中，采用逐段挖孔，并随挖孔深度逐节下沉所述套筒。
所述挖孔步骤中，人工先挖孔挖进0.5m～1.0m，然后用全套筒钻机压入套筒，再人工挖孔挖进0.5m～1.0m，再用所述全套筒钻机压入套筒，以此循环，直至完成所述挖孔。
在所述对桩孔附近土体进行注浆固结的步骤中，采用旋喷方式的地基复合注浆对人工挖孔深度范围进行固结。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明结合了机械成孔速度快与人工成孔保护性强的优点，机械成孔不仅施工进度快，减少人工挖孔施工，在复杂地质条件下降低人工开挖施工安全风险。利用钢套筒作为护壁、注浆土体加固等措施极大地提高人工挖孔在地下水丰富、土层复杂的地质条件下的安全性。
2、本发明中采用的全套管钻机与人工挖孔方式均对地下结构具有良好保护优点，利用全套筒钻机减少对周边土体的扰动，减少对地下结构的影响。通过人工挖孔，直接探明桩孔是否与地下结构冲突，并在开挖过程可减少周边土体的扰动。在上述多重保护之下，尤为适合桩孔极为临近既有地下结构，地下结构竣工图不准确等桩基施工。
附图说明
图1是本发明实施例中桩孔与地下结构的平面图。
图2是本发明实施例中桩孔与地下结构的剖面图。
图3是本发明实施例中桩孔的施工流程图。
图4是本发明实施例中桩位放线示意图。
图5是本发明实施例中地基复合注浆施工示意图。
图6是本发明实施例中全套筒全回转钻机与旋挖钻机开挖至已知地下结构顶部以上50cm～100cm的施工示意图。
图7是本发明实施例中已知地下结构顶部以上50cm～100cm开始人工挖孔探挖的施工示意图。
图8是本发明实施例中人工挖孔探挖至已知地下结构顶部的施工示意图。
图9是本发明实施例中全套筒全回转下压套管至已知地下结构顶部的施工示意图。
图10是本发明实施例中在已知地下结构的深度范围内人工超前探挖 50cm～100cm的施工示意图。
图11是本发明实施例中在已知地下结构的深度范围内全套筒全回转下压套管至人工挖孔取土面的施工示意图。
图12是本发明实施例中人工开挖与套筒下沉至已知地下结构底部以下 2m的施工示意图。
图13是本发明实施例中已知地下结构底部以下2m至设计桩底部分采用旋挖钻机开挖的施工示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明一种紧邻地下结构的桩基成孔方法作进一步说明。
如图1～图3所示为一种紧邻地下结构的桩基成孔方法，包括以下步骤：
一种紧邻地下结构的桩基成孔方法，包括以下步骤：
对桩孔附近土体进行注浆固结；
采用全套筒钻机配合旋挖钻机3进行桩基的第一次钻孔，钻孔至距已知既有结构2顶部标高一段距离处，停止钻孔，将钢套筒沉至所述第一次钻孔的孔深处；
改用挖孔方式于第一次钻孔的孔深处向下进行挖孔，挖孔至已知既有结构2 底部标高以下一段距离处，停止人工挖孔，将所述钢套筒沉至所述挖孔的孔深处；
采用所述全套筒钻机配合所述旋挖钻机3对所述挖孔的孔深处以下的剩余桩基进行第二次钻孔，第二次钻孔至孔底设计标高，将所述钢套筒继续沉至所述孔底设计标高。
所述全套筒钻机为全套筒全回转钻机5。所述第一次钻孔钻至已知既有结构2顶部标高以上50cm～100cm位置处。
所述挖孔的步骤中还包括：当挖孔进行至已知既有结构2顶部标高时，判断桩孔位置是否与已知既有结构2相碰撞，对于有碰撞的情况对桩孔位置进行调整，调整至无碰撞，在调整后的桩孔位置进行后续挖孔。
所述挖孔步骤中挖孔至已知既有结构2底部标高以下2m位置处。
所述挖孔步骤中，采用逐段挖孔，并随挖孔深度逐节下沉所述套筒。
所述挖孔步骤中，人工先挖孔挖进0.5m～1.0m，然后用全套筒钻机压入套筒，再人工挖孔挖进0.5m～1.0m，再用所述全套筒钻机压入套筒，以此循环，直至完成所述挖孔。
在所述对桩孔附近土体进行注浆固结的步骤中，采用旋喷方式的地基复合注浆对人工挖孔深度范围进行固结。
本发明提供的紧邻地下结构的桩基成孔方法的详细施工步骤如下：
1、如图4所示，通过地下建构筑物内调查和比对竣工图信息等，准确探明既有建构筑物边线。通过工程测量仪6进行准确测量，桩基点位应比对已知竣工图信息，进一步校核放线桩位。
2、如图5所示，确定桩点位置以及地下结构边界位置后，采用旋喷方式进行地基复合注浆对人工开挖深度范围的土层进行固结。注浆引孔与喷浆过程应经常检测钻杆和注浆管的垂直度，避免触碰既有地下结构。控制人工挖孔期间地下水的入侵。
3、全套筒全回转钻机5就位，使套管钻机抱管器中心对应定位在桩孔1 位中心。吊放第1节套管，控制套管的垂直度，采用测斜仪附贴在套管外壁进行垂度检测，发现偏差及时纠正。
全套筒钻全回转机，震动和噪音较低，成孔速度快，对桩基周边土体等扰动影响较小。
4、全套筒全回转钻机5压入第一节套管(每节套管长度约5-6米)，压入深度约2.5-3.0米，然后用旋挖机从套管内取土，一边抓土，一边下压套管，要始终保持套管底口超前于取土面且深度不小于2.5米；第一节套管全部压入土中后(地面以上要预留1.2-1.5米，以便于接管)检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管下压取压……直到套管钻进临近的既有地下顶部以上50cm～100cm位置，如图6所示，全套筒全回转钻机5停止钻进，旋挖取土至套筒底部标高，完成第一次钻孔。
5、如图7所示，旋挖机移开，作业人员通过爬梯从套筒顶进入桩孔1内，进入前应对桩孔1内有毒有害气体进行检测，并配备通风、抽水设备，孔内照明使用12V安全电压或矿灯，所用电线、电缆具有足够的强度和绝缘性能，保证人员在孔内安全作业。第二次人工挖孔步骤中，土方通过套筒顶部的卷扬机等机械提升并卸出桩孔1以外。如图8所示，当作业者开挖至已知既有地下结构标高时，确认钢套筒位置无既有结构与异常情况后，孔内作业人员爬出桩孔1外安全位置，如图9所示，利用全套筒全回转钻机5将钢套筒逐步缓慢地钻至已知既有结构2顶部标高处。
6、因桩孔1极为临近既有结构，为了对既有结构侧壁的结构与防水层的保护，在已知既有结构2的深度范围内，如图10所示，均采用人工先超前探挖50cm～100cm并确认施工无误后，作业者离开桩孔1后，如图11所示，机械跟进沉筒的方式进行逐渐钻进至开挖面。作业人员重新进入桩孔1内进行人工超前开挖施工……如此类推。钻进期间每钻进2m复核一次桩孔1垂直度，保证桩身垂直同时避免桩身倾斜钻至并破坏临近既有结构。
7、如图12所示，对既有结构底部标高的下部2.0m以上至所述既有结构顶部标高之间的桩孔进行人工开挖，直至人工挖孔与钢套筒钻进深度穿出已知既有地下结构底端以下2m后，人工与全套筒钻机停止成孔开挖，人工挖孔施工的工具与设备撤出。
8、如图13所示，对第二次人工挖孔后剩余桩基采用全套筒全回转钻机5 配合旋挖钻机3进行钻孔，期间采用泥浆方式进行护壁。
人工挖孔过程中作业人员，遇到异常结构时，首先利用指南针确定孔内方向，再通过比对已知地下结构竣工图，可进一步判断桩孔1位置。
人工挖孔过程如发现非既有结构的障碍物时，采用小型风镐进行人工破除，过程严格控制破除力度，避免破坏地下结构及其防水层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明结合了机械成孔速度快与人工成孔保护性强的优点，机械成孔不仅施工进度快，减少人工挖孔施工在复杂地质条件下降低人工开挖施工安全风险。利用钢套筒作为护壁、注浆土体加固等措施极大地提高人工挖孔在地下水丰富、土层复杂的地质条件下的安全性。
2、本发明中采用的全套管钻机与人工挖孔方式均对地下结构具有良好保护优点，利用全套筒钻机减少对周边土体的扰动，减少对地下结构的影响。通过人工挖孔，直接探明桩孔是否与地下结构冲突，并在开挖过程可减少周边土体的扰动。在上述多重保护之下，尤为适合桩孔极为临近既有地下结构，地下结构竣工图不准确等桩基施工。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已经以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
Claims (4)
1.一种紧邻地下结构的桩基成孔方法，其特征在于，包括以下步骤：
对桩孔附近土体进行注浆固结；
采用全套筒钻机配合旋挖钻机进行桩基的第一次钻孔，钻孔至距已知既有结构顶部标高一段距离处，停止钻孔，将钢套筒沉至所述第一次钻孔的孔深处；
改用挖孔方式于第一次钻孔的孔深处向下进行挖孔，挖孔至已知既有结构底部标高以下一段距离处，停止人工挖孔，将所述钢套筒沉至所述挖孔的孔深处；
采用所述全套筒钻机配合所述旋挖钻机对所述挖孔的孔深处以下的剩余桩基进行第二次钻孔，第二次钻孔至孔底设计标高，将所述钢套筒继续沉至所述孔底设计标高；
所述第一次钻孔钻至已知既有结构顶部标高以上50cm～100cm位置处；
当挖孔进行至已知既有结构顶部标高时，判断桩孔位置是否与已知既有结构相碰撞，对于有碰撞的情况对桩孔位置进行调整，调整至无碰撞，在调整后的桩孔位置进行后续挖孔；
所述挖孔步骤中挖孔至已知既有结构底部标高以下2m位置处；
所述挖孔步骤中，人工先挖孔挖进0.5m～1.0m，然后用全套筒钻机压入套筒，再人工挖孔挖进0.5m～1.0m，再用所述全套筒钻机压入套筒，以此循环，直至完成所述挖孔；钻进期间每钻进2m复核一次桩孔的垂直度。
2.如权利要求1所述紧邻地下结构的桩基成孔方法，其特征在于，所述全套筒钻机为全套筒全回转钻机。
3.如权利要求1所述紧邻地下结构的桩基成孔方法，其特征在于，所述挖孔步骤中，采用逐段挖孔，并随挖孔深度逐节下沉所述套筒。
4.如权利要求1所述紧邻地下结构的桩基成孔方法，其特征在于，在所述对桩孔附近土体进行注浆固结的步骤中，采用旋喷方式的地基复合注浆对人工挖孔深度范围进行固结。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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