CN111424653A - 一种薄壁溶洞组合管桩的施工方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁溶洞组合管桩的施工方法及结构，本发明是采用预应力管桩对溶洞顶部进行防护；然后通过微型钢管桩垂直贯穿溶洞直至打入溶洞底部的微风化灰岩层；再通过向预应力管桩和微型钢管桩内注入水泥浆对桩体进行填实加固；并通过溢出的水泥浆对微型钢管桩外圆面进行防腐保护；从微型钢管桩的注浆孔溢出的水泥浆也起到了对微型钢管桩周围的微风化灰岩层进行硬化加固，提高桩体的安全性。本发明有效利用了预应力管桩与微型钢管桩的特点。预应力管桩运输方便，施工速度快，大大的减少了工期。微型钢管施工工艺简单，有效减少了灌浆浪费，由于微型钢管桩底端深入微风化岩层不小于0.8m，安全可靠性较高。

Description

一种薄壁溶洞组合管桩的施工方法及结构

技术领域

本发明涉及一种薄壁溶洞组合管桩的施工方法及结构，属于建筑基础施工技术领域。

背景技术

随着地质的长期作用以及地下水的侵蚀，桩基的持力层及周边发育了不同规模的溶洞，甚至存在较多的相连的溶洞，因此，地质环境较为脆弱，上部承载力不足，一旦钻探或桩基施工时，对其地质环境造成扰动或破坏，则会造成溶洞坍塌，从而出现管桩位移、承载力不足影响建筑的结构安全。若采用现有技术进行灌注桩施工，成本较大，周期长，施工覆盖面积较大无法进行平行作业。由于溶洞大，溶洞走向不清楚，传统灌浆流失严重，成本影响较大。因此现有技术仍存在不足，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种薄壁溶洞组合管桩的施工方法及结构，以解决采用现有技术进行灌注桩施工，成本较大，周期长，施工覆盖面积较大无法进行平行作业的技术问题，从而克服现有技术存在的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种薄壁溶洞组合管桩的施工方法，该方法是采用下端设有桩尖的预应力管桩从地面打至溶洞顶部上方未打穿溶洞顶壁位置处停止打入；通过预应力管桩挡住溶洞顶部和预应力管桩周围的土体；再通过管壁周围均布有注浆孔的微型钢管桩从预应力管桩中间打穿溶洞顶壁，并垂直贯穿溶洞直至打入溶洞底部的微风化灰岩层，微型钢管桩顶端位于预应力管桩内；然后通过注浆设备从预应力管桩顶口向预应力管桩和微型钢管桩内注入水泥浆；通过水泥浆对微型钢管桩底部的微风化灰岩层进行加固，同时通过从微型钢管桩周围的注浆孔溢出的水泥浆将位于溶洞内的微型钢管桩外圆周面包裹住对微型钢管桩进行防腐；注浆结束后注浆面高度高出微型钢管桩顶端一段距离。

前述薄壁溶洞组合管桩的施工方法中，所述水泥浆采用52.5R纯水泥浆。

前述薄壁溶洞组合管桩的施工方法中，所述向预应力管桩和微型钢管桩内注入水泥浆时，应据具体情况调整注浆设备的注浆压力在1.5～2.5mpa范围；防止水泥浆在溶洞从注浆孔喷射状溢出。

前述薄壁溶洞组合管桩的施工方法中，所述注入水泥浆时，应确保注浆的均匀性。

前述薄壁溶洞组合管桩的施工方法中，所述微型钢管桩打入微风化灰岩层的深度不小于0.8米。

前述薄壁溶洞组合管桩的施工方法中，所述微型钢管桩下段三排注浆孔的孔距为0.5米，其余孔距为1米。

前述薄壁溶洞组合管桩的施工方法中，所述注浆孔孔径为10mm。

前述薄壁溶洞组合管桩的施工方法中，所述注浆结束后，预应力管桩和微型钢管桩均留在地下，通过微型钢管桩作为穿越溶洞的加固支撑。

根据上述方法构成的本发明的一种薄壁溶洞组合管桩的结构，包括下端设有桩尖的预应力管桩，预应力管桩插入在溶洞顶部的土体内，并且预应力管桩的桩尖的底端的位置高于或等于溶洞顶部上方的溶洞顶壁的位置；在预应力管桩内设有微型钢管桩，在微型钢管桩的管壁上设有注浆孔，微型钢管桩穿过溶洞顶壁并垂直贯穿溶洞插入到溶洞底部的微风化灰岩层内，微型钢管桩的顶端位于预应力管桩内并低于预应力管桩的上端口；在预应力管桩和微型钢管桩内灌有水泥浆，并且水泥浆通过微型钢管桩的注浆孔流到微型钢管桩的外管壁上并逐渐凝固在微型钢管桩的外管壁上，微型钢管桩通过凝固后的水泥浆与预应力管桩和微风化灰岩层连接为一体而构成薄壁溶洞组合管桩的结构。

前述薄壁溶洞组合管桩的结构中，在预应力管桩的桩尖的底端设有锯齿。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明有效利用了预应力管桩与微型钢管桩的特点。预应力管桩运输方便，施工速度快，大大的减少了工期。微型钢管施工工艺简单，有效减少了灌浆浪费，由于微型钢管桩底端深入微风化岩层不小于0.8m，安全可靠性较高。经现场试验使用证明，本发明特别适合于对薄壁溶洞进行加固处理。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的预应力管桩的结构示意图；

图3是本发明的微型钢管桩的结构示意图。

图中标记如下：1-桩尖、2-预应力管桩、3-溶洞、4-溶洞顶壁、5-土体、6-注浆孔、7-微型钢管桩、8-微风化灰岩层、9-水泥浆、10-注浆面、11-锯齿。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的一种薄壁溶洞组合管桩的施工方法，如图1所示，该方法是采用下端设有桩尖1的预应力管桩2从地面打至溶洞3顶部上方未打穿溶洞顶壁4位置处停止打入；通过预应力管桩2挡住溶洞3顶部和预应力管桩2周围的土体5；再通过管壁周围均布有注浆孔6的微型钢管桩7从预应力管桩2中间打穿溶洞顶壁4，并垂直贯穿溶洞3直至打入溶洞3底部的微风化灰岩层8，微型钢管桩7顶端位于预应力管桩2内；然后通过注浆设备从预应力管桩2顶口向预应力管桩2和微型钢管桩7内注入水泥浆9；水泥浆9采用52.5R纯水泥浆。通过水泥浆9对微型钢管桩7底部的微风化灰岩层8进行加固，同时通过从微型钢管桩7周围的注浆孔6溢出的水泥浆9将位于溶洞3内的微型钢管桩7外圆周面包裹住对微型钢管桩7进行防腐；注浆结束后注浆面10高度高出微型钢管桩7顶端一段距离。向预应力管桩2和微型钢管桩7内注入水泥浆9时，应据具体情况调整注浆设备的注浆压力在1.5～2.5mpa范围；防止水泥浆9在溶洞3从注浆孔6喷射状溢出。注入水泥浆9时，应确保注浆的均匀性。微型钢管桩7打入微风化灰岩层8的深度不小于0.8米。如图3所示，微型钢管桩7下段三排注浆孔6的孔距为0.5米，其余孔距为1米。注浆孔6孔径为10mm。如图2所示；注浆结束后，预应力管桩2和微型钢管桩7均留在地下，通过微型钢管桩7作为穿越溶洞3的加固支撑。

根据上述方法构成的本发明的一种薄壁溶洞组合管桩的结构，如图1～图3所示，该结构包括下端设有桩尖1的预应力管桩2，预应力管桩2插入在溶洞3顶部的土体5内，并且预应力管桩2的桩尖1的底端的位置高于或等于溶洞3顶部上方的溶洞顶壁4的位置；在预应力管桩2内设有微型钢管桩7，在微型钢管桩7的管壁上设有注浆孔6，微型钢管桩7穿过溶洞顶壁4并垂直贯穿溶洞3插入到溶洞3底部的微风化灰岩层8内，微型钢管桩7的顶端位于预应力管桩2内并低于预应力管桩2的上端口；在预应力管桩2和微型钢管桩7内灌有水泥浆9，并且水泥浆9通过微型钢管桩7的注浆孔6流到微型钢管桩7的外管壁上并逐渐凝固在微型钢管桩7的外管壁上，微型钢管桩7通过凝固后的水泥浆9与预应力管桩2和微风化灰岩层8连接为一体而构成薄壁溶洞组合管桩的结构；为了施工省力方便，可在预应力管桩2的桩尖1的底端制作出锯齿11，将预应力管桩2的桩尖1的底端制作成具有锯齿11的锥形环管结构即可。

实施例

具体实施时，先采用底端焊有开口型桩尖1的预应力管桩2钻孔至溶洞3顶部，但不要钻通溶洞顶壁4。再采用微型钢管桩7从预应力管桩2内连续钻孔并穿过溶洞3的溶洞顶壁4直至溶洞3底部的微风化灰岩层8。然后从的预应力管桩2向预应力管桩2和微型钢管桩7内注入水泥浆9。注浆时，注浆压力控制在2mpa左右，使水泥浆9可以从注浆孔6流出包裹在微型钢管桩7外圆面；同时也要避免微型钢管桩7在溶洞3内的部分水泥浆9呈喷射状向外喷出。注浆过程中可以反复插拔与注浆设备连接的注浆管，以确保水泥浆9充浆的均匀性和密实性。直至水泥浆9的注浆面10高于微型钢管桩4顶端一段距离，即完成注浆作业。在钻入微型钢管桩7时，微型钢管桩7底端应钻入微风化灰岩层8以下不小于0.8m。微型钢管桩7位于溶洞3内的那一段，通过溢出微型钢管桩7的水泥浆9将其外圆面包裹住，起到了很好的防腐作用。微型钢管桩7四周均布的注浆孔6下部三排较密，孔距大约在500mm左右，其余部分注浆孔6的孔距大约在1000mm左右。注浆采用52.5R纯水泥浆，注浆时可以由下至上分层施工，与地面注浆设备连接的注浆管端距孔底约100mm时开始注浆，随着浆面上升，逐渐上提注浆管，直至达到设计要求的注浆面10。注浆压力控制在2mpa左右（可依据具体情况调整），注浆过程中可以采用反复插拔注浆管的方式，以确保注浆的均匀性和密实性。

本发明有效利用了预应力管桩与微型钢管桩的特点。预应力管桩运输方便，施工速度快，大大的减少了工期。微型钢管施工工艺简单，有效减少了灌浆浪费，由于微型钢管桩底端深入微风化岩层不小于0.8m，安全可靠性较高。

Claims (10)

1.一种薄壁溶洞组合管桩的施工方法，其特征在于：该方法是采用下端设有桩尖的预应力管桩从地面打至溶洞顶部上方未打穿溶洞顶壁位置处停止打入；通过预应力管桩挡住溶洞顶部和预应力管桩周围的土体；再通过管壁周围均布有注浆孔的微型钢管桩从预应力管桩中间打穿溶洞顶壁，并垂直贯穿溶洞直至打入溶洞底部的微风化灰岩层，微型钢管桩顶端位于预应力管桩内；然后通过注浆设备从预应力管桩顶口向预应力管桩和微型钢管桩内注入水泥浆；通过水泥浆对微型钢管桩底部的微风化灰岩层进行加固，同时通过从微型钢管桩周围的注浆孔溢出的水泥浆将位于溶洞内的微型钢管桩外圆周面包裹住对微型钢管桩进行防腐；注浆结束后注浆面高度高出微型钢管桩顶端一段距离。

2.根据权利要求1所述薄壁溶洞组合管桩的施工方法，其特征在于：所述水泥浆采用52.5R纯水泥浆。

3.根据权利要求1所述薄壁溶洞组合管桩的施工方法，其特征在于：所述向预应力管桩和微型钢管桩内注入水泥浆时，应据具体情况调整注浆设备的注浆压力在1.5～2.5mpa范围；防止水泥浆在溶洞从注浆孔喷射状溢出。

4.根据权利要求1所述薄壁溶洞组合管桩的施工方法，其特征在于：所述注入水泥浆时，应确保注浆的均匀性。

5.根据权利要求1所述薄壁溶洞组合管桩的施工方法，其特征在于：所述微型钢管桩打入微风化灰岩层的深度不小于0.8米。

6.根据权利要求1所述薄壁溶洞组合管桩的施工方法，其特征在于：所述微型钢管桩下段三排注浆孔的孔距为0.5米，其余孔距为1米。

7.根据权利要求1所述薄壁溶洞组合管桩的施工方法，其特征在于：所述注浆孔孔径为10mm。

8.根据权利要求1所述薄壁溶洞组合管桩的施工方法，其特征在于：所述注浆结束后，预应力管桩和微型钢管桩均留在地下，通过微型钢管桩作为穿越溶洞的加固支撑。

9.一种薄壁溶洞组合管桩的结构，包括下端设有桩尖（1）的预应力管桩（2），其特征在于：预应力管桩（2）插入在溶洞（3）顶部的土体（5）内，并且预应力管桩（2）的桩尖（1）的底端的位置高于或等于溶洞（3）顶部上方的溶洞顶壁（4）的位置；在预应力管桩（2）内设有微型钢管桩（7），在微型钢管桩（7）的管壁上设有注浆孔（6），微型钢管桩（7）穿过溶洞顶壁（4）并垂直贯穿溶洞（3）插入到溶洞（3）底部的微风化灰岩层（8）内，微型钢管桩（7）的顶端位于预应力管桩（2）内并低于预应力管桩（2）的上端口；在预应力管桩（2）和微型钢管桩(7)内灌有水泥浆（9），并且水泥浆（9）通过微型钢管桩(7)的注浆孔（6）流到微型钢管桩(7)的外管壁上并逐渐凝固在微型钢管桩(7)的外管壁上，微型钢管桩(7)通过凝固后的水泥浆（9）与预应力管桩(2)和微风化灰岩层（8）连接为一体而构成薄壁溶洞组合管桩的结构。

10.根据权利要求9所述薄壁溶洞组合管桩的结构，其特征在于：在预应力管桩（2）的桩尖（1）的底端设有锯齿（11）。

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