CN110984149A - 盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，在磨桩之前进行以下步骤：提供取芯钻；清除桩头覆盖层并寻找主筋位置；结合主筋位置，在桩体的顶部确定取芯钻的钻孔位置及孔径；调配冲洗液，采用取芯钻在确定的钻孔位置进行钻孔取芯并配合冲洗液对钻孔进行冲洗；钻孔完成取出主筋后，对各钻孔进行回填封堵。本发明采用取芯钻在主筋的外侧进行钻孔，且钻孔的深度为桩顶至桩底，能够将主筋取出，削弱主筋对桩体的结构强度的影响，主筋取出后，还能够避免刀盘拉扯到钢筋，钢筋卷入螺机内的状况发生，对桩体无主筋的部位进行钻孔，能够进一步削弱桩体的结构强度，降低盾构机磨桩的难度，减小桩体结构对刀具的损坏。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体来说涉及一种盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法。
背景技术
近年来，我国城市轨道交通得到了迅速发展，在进行城市隧道施工过程中，通常采用盾构机进行隧道掘进，盾构线路规划由于受到城市环境及在建施工地铁线路等相关因素的影响，新建的地铁线路不可避免地会与原有建构筑物形成冲突，容易对已有建构筑物造成损坏，发生坍塌、沉降等重大安全事故。
现有技术中通常采用盾构机直接磨的方式穿越，未对桩体进行预处理，对于有些不具备开仓条件的施工情况，直接磨桩施工风险大，一旦刀具磨损严重或者钢筋卡螺机，将造成长时间停机及巨大经济损失；另一方面施工时间长，容易产生地面沉降等问题。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供一种盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，解决现有的盾构机直接磨桩风险大、容易损坏刀具或钢筋卡螺机、施工时间长、容易出现地面沉降的缺陷。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，在磨桩之前进行以下步骤：
提供取芯钻；
清除桩头覆盖层并寻找主筋位置；
结合主筋位置，在桩体的顶部确定取芯钻的钻孔位置及孔径；
调配冲洗液，采用取芯钻在确定的钻孔位置进行钻孔取芯并配合冲洗液对钻孔进行冲洗；
钻孔完成取出主筋后，对各钻孔进行回填封堵。
本发明实施例中，还包括对桩体中无主筋的部位采用取芯钻进行钻孔取芯。
本发明实施例中，所述钻孔内采用水泥膨润土浆液进行回填。
本发明实施例中，所述水泥膨润土浆液的配制包括：
将膨润土与水泥按照质量比1:1混合，然后将膨润土与水泥的混合物与水按照质量比1：1搅拌均匀。
本发明实施例中，所述水泥膨润土浆液回填至距离隧道2m，2m以上范围使用纯水泥浆对钻孔进行密封，封堵完成后顶部回填砂。
本发明实施例中，所述钻孔采用水泥土进行回填或素土进行回填。
本发明实施例中，所述钻孔在所述桩体的顶部对称分布。
本发明实施例中，所述取芯钻的钻孔深度为桩顶至桩底。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
(1)本发明采用取芯钻在主筋的外侧进行钻孔，且钻孔的深度为桩顶至桩底，能够将主筋取出，削弱主筋对桩体的结构强度的影响，主筋取出后，还能够避免刀盘拉扯到钢筋，钢筋卷入螺机内的状况发生，对桩体无主筋的部位进行钻孔，能够进一步削弱桩体的结构强度，降低盾构机磨桩的难度，减小桩体结构对刀具的损坏。
(2)与桩体内原有的钢筋水泥土结构相比，采用水泥膨润土浆液回填钻孔，强度较低，降低了桩体的结构强度，同时能够保证土压平衡钻机在进行磨桩时能够保压推进。
(3)本发明按照梅花形对角顺序进行钻孔，施工方便，有利于保证钻孔取芯质量。
附图说明
图1是本发明盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法的流程示意图。
图2是本发明桩基钻孔的施工布置示意图。
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1所示，本发明提供一种盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，包括以下步骤：
(1)提供取芯钻；
本发明实施例中，所述取芯钻为结构紧凑，体积小，重量轻，搬移方便的梦迈HTZB-200型全液压便携式钻机；钻机对场地的要求为：钻机底盘所需最小使用面积为2.6m*2.8m，地表上部允许钻机操作高度4m，桩基距挡土墙不小于1m，桩基距基坑距离不小于2.6m，根据现场实际情况，满足施工要求，钻机到位前需平整使用场地，并使用C25混凝土硬化200mm，以便于钻机平移固定。
(2)清除桩头覆盖层并寻找主筋位置；
具体地，因桩头钢筋已被冲击锤严重破坏，首先采用89mm口径的钻头钻穿5m素混凝土尝试寻找主筋位置；
(3)结合主筋位置，在桩体的顶部确定取芯钻的钻孔位置及孔径；
本发明实施例中，部分主筋上绑定有声测管，在钻孔取芯过程中，先对绑定声测管的主筋进行取芯，根据主筋位置及声测管实际位置确定钻孔位置及孔径，钻孔直径为110mm；然后对主筋进行取芯，钻孔直径为89mm，对于桩体而言，主筋主要分布在桩体的外圈，内圈无主筋，在外圈主筋取芯完成后，对桩体内圈无主筋的部位进行钻孔取芯，即对桩体内的混凝土结构进行钻孔取芯，钻孔直径为110mm，选用较大的钻孔直径，能够减少钻孔次数，提高施工效率，降低钻孔风险，本发明外圈主筋钻孔顺序及内圈混凝土钻孔顺序均可采用梅花形对角顺序施工，保证钻孔取芯质量，如图2所示为桩基钻孔的施工布置图，小圆代表主筋，三角块代表声测管，大圆代表钻孔位置；钻孔的孔边之间的间距为150-250mm，不宜过近，防止外力造成的孔斜形成“Y”型孔，达不到施工目的；本发明实施例中，桩体内圈的混凝土孔之间的间距为240mm，混凝土孔与相邻的绑定声测管的主筋孔之间的间距可以为165mm，主筋的直径为18mm；
主筋钻孔位置可根据主筋的位置及孔径，在主筋外侧画线确定，混凝土钻孔位置可根据相邻混凝土钻孔之间的间距、混凝土钻孔与主筋钻孔之间的间距并结合施工顺序画线确定，优选地，保证钻孔对称分布于桩体的顶部；本发明实施例中，取芯钻钻孔为相对于桩体的顶部垂直钻进。
(4)调配冲洗液，采用取芯钻在确定的钻孔位置进行钻孔取芯并配合冲洗液对钻孔进行冲洗；
取芯钻钻进时应视土层情况加压，开始应轻压力、慢转速，逐步转入正常，一般土层按钻具自重钢绳加压，不超过10KN；基岩中钻进为15～25KN；钻机转速：对合金钻头为180r/min；钢粒钻头100r/min，在松软土层中钻进，应根据泥浆的补给情况控制钻进速度，在硬土层或岩层中的钻进速度，以钻机不发生跳动为准。
在钻进过程中第1～2m要检查一次成孔的垂直度，遇到土层复杂的地质，应0.5～1m检查一次，如发生偏斜应立刻停止钻进，采取措施进行纠偏，并做好相关施工记录；遇到桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨损，部件松动，或钻杆弯曲接头不直时，安装钻机时要对导杆进行水平和垂直校正，检修钻孔设备，如钻杆弯曲及时调换；遇软硬土层应控制进尺，低速钻进；如偏斜过大，填入石子、粘土重新钻进，控制钻速，慢速上下提升、下降，往复扫孔纠正；遇到探头石，宜用钻机钻透，用冲孔机低锤密打，将石头打碎；遇基岩倾斜时，加入块石，用锤密打。
本发明实施例中，使用无固相冲洗液钻进，外围钻孔边缘与周围土层出现孔壁不稳定情况时，调制低固相泥浆以维护孔壁稳定；
无固相冲洗液的配制方法为：清水+润滑剂、聚丙烯酰胺冲洗液，使用清水做冲洗液，为了增加钻具在孔内的润滑，更好地携带钻渣，可在清水中加入皂化油及聚丙烯酰胺，加皂化油的标准是，泥浆池中的清水微微发白即可；
低固相泥浆的配制方法为：清水(1m3)+优质膨润土(100Kg)+纯碱(约5-8Kg)+CMC(约10Kg)+腐殖酸钾(20-30Kg)+聚丙烯酰胺(约0.05Kg)
在使用的泥浆材料中，纯碱主要用来调节泥浆的pH值，降低泥浆的失水量等；纤维素(CMC)，对泥浆起降失水和增粘作用；腐殖酸钾是用褐煤或风化煤，用氢氧化钾提取而得，为一种腐殖酸类页岩抑制剂，兼有降低粘性及失水量的作用，适用于淡水钻井液；聚丙烯酰胺主要用作降低泥浆的失水量，有沉淀钻渣，保护孔壁的作用；
配制步骤：先加水，然后将膨润土加到搅拌机内，搅拌均匀后再加入处理剂，处理剂先加分子量小的无机化学材料(纯碱及腐殖酸钾)，再加入有机高分子化学材料(CMC和聚丙烯酰胺)；
其性能要求为：(苏式)漏斗粘度为25～35s，pH值在8～10之间，泥浆比重为1.05～1.10g/cm3，含砂量＜4％，失水量＜10ml/30min。
(5)钻孔完成取出主筋后，对各钻孔进行回填封堵。
本发明实施例中，不仅对主筋位置进行了钻孔，对桩体中部也进行了钻孔，且主筋的直径小于钻孔的直径，所以取出的主筋芯样中主筋外部包裹了混凝土，取出的混凝土芯样中仅包含混凝土结构，芯样在取出过程中因施工场地上部作业空间受限，可分段切割取出；
取芯钻钻穿至目的层位后，及时取出芯样，相邻钻孔内都有钢筋残留，采取扩孔施工等钻探方法，必须取出残留钢筋，如果单独钻孔中因钻孔斜度或钢筋弯曲等情况造成成孔后有少量钢筋残留，在不影响盾构机施工的情况下可不予处理。
本发明实施例中，钻孔回填封堵主要采用强度低于混凝土的浆液进行封堵，使得土压平衡机与桩顶面之间的密封性良好，确保土压平衡机压力平衡，能够正常工作；
本发明实施例中，钻孔完成芯样取出后对该孔使用水泥膨润土浆液回填，膨润土与水泥质量比1:1混合后与水质量比1：1搅拌均匀，充填至隧道顶2m。2m以上范围使用纯水泥浆对钻孔进行密封，封堵完成顶部回填砂铺铺垫平整，防止土压平衡机保压推进时，钻孔发生渗漏。钻孔回填封堵满足要求后，用渣土对基坑进行分层回填，并使用打夯机进行压实，以便盾构机磨桩时顺利穿越该区域；
本发明实施例中，所述钻孔还可以使用水泥土进行回填或素土进行回填。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，其特征在于，在磨桩之前进行以下步骤：
提供取芯钻；
清除桩头覆盖层并寻找主筋位置；
结合主筋位置，在桩体的顶部确定取芯钻的钻孔位置及孔径；
调配冲洗液，采用取芯钻在确定的钻孔位置进行钻孔取芯并配合冲洗液对钻孔进行冲洗；
钻孔完成取出主筋后，对各钻孔进行回填封堵。
2.根据权利要求1所述的盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，其特征在于，还包括对桩体中无主筋的部位采用取芯钻进行钻孔取芯。
3.根据权利要求1所述的盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，其特征在于，所述钻孔内采用水泥膨润土浆液进行回填。
4.根据权利要求3所述的盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，其特征在于，所述水泥膨润土浆液的配制包括：
将膨润土与水泥按照质量比1:1混合，然后将膨润土与水泥的混合物与水按照质量比1：1搅拌均匀。
5.根据权利要求3所述的盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，其特征在于，所述水泥膨润土浆液回填至距离隧道2m，2m以上范围使用纯水泥浆对钻孔进行密封，封堵完成后顶部回填砂。
6.根据权利要求1所述的盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，其特征在于，所述钻孔采用水泥土进行回填或素土进行回填。
7.根据权利要求1所述的盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，其特征在于，所述钻孔在所述桩体的顶部对称分布。
8.根据权利要求1所述的盾构磨桩工艺中桩体预处理的施工方法，其特征在于，所述取芯钻的钻孔深度为桩顶至桩底。
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