CN111691408A - 一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及本申请涉及一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，包括以下步骤：步骤S1、测量放样；步骤S2、孔口处理；步骤S3、孔口钢护筒安装、固定；步骤S4、钻机定位；步骤S5、小钻头周边取土；步骤S6、大钻头中间取土；步骤S7、对孔壁进行修边、拉毛处理:通过在旋挖机的钻杆上安装修边装置对孔壁进行修边和拉毛处理；步骤S8、孔底清渣；步骤S9、钢筋笼吊放、固定；步骤S10、浇筑混凝土。本发明具有施工效率高、极大地降低了安全风险的效果。本申请具有施工效率高、极大地降低了安全风险的效果。

Description

一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法

技术领域

本申请涉及边坡支挡结构施工技术领域，尤其是涉及一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，凡抗滑桩施工范围内的周边岩土强度为低于40MPa的强风化岩体的情况下均可使用，但对于抗滑桩穿越地下水较多或存在流沙、砂砾层地段不可使用，以避免产生较大的塌孔或对砼造成较多的超挖浪费现象。

背景技术

抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，是一种抗滑处理的主要措施。

现有的矩形抗滑桩通常采用人工开挖方式进行施工，施工步骤通常为人工挖孔方式成孔、护壁、成桩、清渣，我司在抗滑桩施工过程中发现存在较厚的软质岩层，现有的施工技术，无法利用软质岩层本身稳定性较好的优势，需人工反复上下孔作业，存在机械化程度低、安全风险极高、工效较慢等突出问题，因此需要研究总结出更适合本工况的施工技术。

发明内容

为了施工效率、降低了安全风险，本申请提供一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法。

本申请提供的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法采用如下的技术方案;

一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，包括以下步骤：

步骤S1、测量放样，根据设计桩位坐标要素，计算出每个抗滑桩四角的坐标以及桩顶标高，现场使用全站仪采用坐标法实地测出桩位四角位置，以确保每个桩位施工控制的准确性；

步骤S2、孔口处理，开孔前采用压路机进行井口面静压处理，加强孔口护壁，做好井口锁口，防止地面坍塌；

步骤S3、孔口钢护筒安装、固定；

步骤S4、钻机定位，待抗滑桩孔口钢护筒埋设安装固定完毕后，根据放样的桩孔位置将机身移至抗滑桩附近，并调整好自身作业位置以准确钻孔取土；

步骤S5、小钻头周边取土，待孔口钢护筒安装完成、旋挖钻换成小钻头准确就位后，钻机带动小钻头沿钢护筒内壁进行顺序周边切土、取土；

步骤S6、大钻头中间取土，待周边土体切割完成，使中间土体分离开后，旋挖机更换安装为和抗滑桩短边尺寸相符的大钻头，通过大钻头将中部剩余土体全部取出；

步骤S7、对孔壁进行修边、拉毛处理:通过在旋挖机的钻杆上安装修边装置对孔壁进行修边和拉毛处理；

步骤S8、孔底清渣，取土完成后，取下修边装置，装上平底清渣钻斗直接进行清渣；

步骤S9、钢筋笼吊放、固定，钢筋笼在机加工场集中加工成型，采用吊车吊入孔内进行安装固定；

步骤S10、浇筑混凝土。

通过采用上述技术方案，利用软质岩层自稳性、自立性好的特点和旋挖钻施工效率高的优势，在矩形抗滑桩井口采用钢护筒护口和导向作用，井内采用小钻头周边取土和大钻头中部取土，一大一小两个钻头相配合的方式，以减少对周边土体的扰动，避免土体自身结构及整体性遭到较大的破坏，尽量减小失稳范围以及产生较大、较多的超挖现象的可能，接着通过修边装置对孔壁进行修边、拉毛+机械基底清渣+钢筋笼整体调装+导管法灌方式实现快速成孔、成桩，并研发配套的机械化施工工装、工法及工艺，经对比分析，该施工方法较传统施工方法作业工效更高，成本更低，极大地降低了安全风险，并且有针对性地利用了软质岩层本身稳定性较好的优势，省去了护壁工序，有效缩短施工周期。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述修边装置包括通过定位穿心棒可拆卸连接于旋挖机的钻杆的安装轴、设置于安装轴下部以对孔壁上的余土进行刮除的修边机构，所述定位穿心棒穿设于安装轴和钻杆，所述修边机构包括固定连接于安装轴下部的刀盘主骨架以及固定连接于刀盘主骨架的矩形修边刀盘，矩形修边刀盘的平面尺寸为抗滑桩平面尺寸。

通过采用上述技术方案，将大钻头从旋挖机上的钻杆拆下，将安装轴通过定位穿心棒固定于钻杆上，钻机重新就位后，通过旋挖钻操作系统调整钻杆的垂直度，操作旋挖钻，使矩形修边刀盘穿过钢护筒，由上至下对桩身周壁不规则土体修边处理，直至整修至桩底部位。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述刀盘主骨架为工字钢焊接成的“米”字形的框架结构，所述矩形修边刀盘采用钢板焊接围成的上小下大的带锥度的矩形筒，矩形筒的底部被打磨成刀口状尖角作为刀刃。

通过采用上述技术方案，矩形修边刀盘为上小下大的带锥度设置，便于对不规则土体进行修边使得孔壁整体达到施工要求尺寸。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述修边装置还包括设置于安装轴且位于修边机构上方以对孔壁进行拉毛的拉毛机构，所述拉毛机构包括固定连接于安装轴且位于刀盘主骨架上方的拉毛主骨架、固定连接拉毛主骨架的矩形拉毛框架、铰接于矩形修边刀盘上端面以对孔壁进行拉毛的拉毛杆以及调节拉毛杆的转动角度的驱动件，所述拉毛框架的平面尺寸小于矩形修边刀盘的平面尺寸，所述拉毛杆设置有多个且环绕矩形修边刀盘周向分布。

通过采用上述技术方案，拉毛框架通过拉毛主骨架固定连接于安装轴上，设置有驱动件，修边装置进入桩孔前，驱动件带动拉毛杆的自由端朝靠近安装轴方向转动，从而避免拉毛杆进入桩孔时与钢护筒发生碰撞，当修边装置进入桩孔后，驱动件带动拉毛杆的自由端朝远离安装轴方向转动，使得拉毛杆的自由端抵接于孔壁，由上至下对孔壁进行拉毛处理，对不规则土体进行修边的同时位于修边机构上方的拉毛机构对桩身周壁进行拉毛处理，使得后续浇灌混凝土时增大混凝土与土体的接触面积，从而增大混凝土的粘结力，进一步提高桩身的结构稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动件为液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的一端铰接于拉毛框架且另一端铰接于拉毛杆的侧壁。

通过采用上述技术方案，驱动件为液压伸缩杆，控制液压伸缩杆伸缩，一方面，避免拉毛杆进入桩孔时与钢护筒发生碰撞，另一方面，调节拉毛杆的转动角度从而控制拉毛杆对孔壁的拉毛深度，便于根据不同强度的土体选择不同的拉毛深度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述矩形修边刀盘的四个侧壁均贯穿开设有开槽。

通过采用上述技术方案，矩形修边刀盘侧壁开设有开槽，便于因拉毛杆刮落的土通过掉落于孔底，防止堆积于矩形修边刀盘上。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述拉毛框架上环设有环形喷淋管、一端连通于喷淋管的输水管以及连通于喷淋管靠近孔壁一侧的喷雾头，所述输水管为软管，输水管的另一端连接于水源。

通过采用上述技术方案，水依次通过输水管、喷淋管由喷雾头喷出，对进行拉毛作业的拉毛杆进行降尘处理，减少粉尘飞扬，减少对施工环境的污染。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤S5中，钻孔取土从角部开始，取土钻孔间距沿边长均匀分布。

通过采用上述技术方案，取土钻孔间距沿边长均匀分布，以减小后期矩形修边器修边产生的阻力和不均衡附加力，从而影响修边垂直度控制。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤S5中，四角取土轮廓与钢护筒两边相切。

通过采用上述技术方案，四角取土轮廓应与钢护筒两边相切，以尽量减小后期修边切土量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤S8中，装上平底清渣钻斗对孔底进行清渣，第一次清理完成后加注水，加入高度以不超过扩孔段为宜，通常为1～2m，用清底钻头在孔内上下反复提升和旋转，清除扩孔段孔壁泥皮，以保证扩孔段的摩阻力，洗完后，孔壁干净，然后用平底清渣钻斗再将孔内的泥浆及水清理出桩孔外。

通过采用上述技术方案，利用旋挖机械进行基底清渣，只需要将旋挖钻换成平底清渣钻斗即可完成清渣作业，工序衔接更紧密，减少了其他施工机械的投入成本，避免了人工下孔清渣带来的安全隐患。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

利用软质岩层自稳性、自立性好的特点和旋挖钻施工效率高的优势，在矩形抗滑桩井口采用钢护筒护口和导向作用，井内采用小钻头周边取土和大钻头中部取土，一大一小两个钻头相配合的方式，以减少对周边土体的扰动，避免土体自身结构及整体性遭到较大的破坏，尽量减小失稳范围以及产生较大、较多的超挖现象的可能；

针对性地利用了软质岩层本身稳定性较好的优势，省去了护壁工序，有效缩短施工周期；

由上至下对孔壁进行拉毛处理，对不规则土体进行修边的同时位于修边机构上方的拉毛机构对桩身周壁进行拉毛处理，使得后续浇灌混凝土时增大混凝土与土体的接触面积，从而增大混凝土的粘结力，进一步提高桩身的结构稳定性；

利用旋挖机械进行基底清渣，只需要将旋挖钻换成平底清渣钻斗即可完成清渣作业，工序衔接更紧密，减少了其他施工机械的投入成本，避免了人工下孔清渣带来的安全隐患。

附图说明

图1是一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法的施工流程图；

图2是小钻头取土和大钻头取土示意图；

图3是修边装置的结构示意图；

图4是拉毛主骨架和刀盘主骨架的结构示意图；

图5是修边装置的正视图。

图中，1、安装轴；2、修边机构；21、刀盘主骨架；22、矩形修边刀盘；3、拉毛机构；31、拉毛主骨架；32、拉毛框架；33、拉毛杆；34、驱动件；35、喷淋管；36、喷雾头；37、输水管。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，参照图1，包括以下步骤：

步骤S1、测量放样，根据设计桩位坐标要素，计算出每个抗滑桩四角的坐标以及桩顶标高，现场使用全站仪采用坐标法实地测出桩位四角位置，以确保每个桩位施工控制的准确性；

步骤S2、孔口处理，开孔前采用压路机进行井口面静压处理，加强孔口护壁，做好井口锁口，防止地面坍塌；

步骤S3、孔口钢护筒安装、固定：包括步骤3.1、钢护筒的横截面为矩形，四周均比抗滑桩设计断面大3cm；护筒采用1cm的钢板制作而成，由前后左右四块钢板焊接成矩形(每块钢板高度为1.5m)，为确保护筒顶部的刚度，避免吊装和使用过程中变形，在其顶部采用I22b工字钢进行预焊接加固；

步骤S3.2、护筒安装前先根据测量放样位置人工开挖钢护筒位置，开挖深度应小于钢护筒高度20～30cm，然后再采用吊车将钢护筒吊入开挖好的孔内进行安装、固定；

步骤S3.3、为了确保钢护筒在桩身施工过程中不发生变形或位移，以确保桩位、桩身施工的准确性，钢护筒外周通过锚杆等联接材料与周边土体或结构物进行固定，严防和杜绝施工过程中钢护筒发生位移；

步骤S4、钻机定位，SH36型旋挖钻钻机更换80cm的小钻头，待抗滑桩孔口钢护筒埋设安装固定完毕后，根据放样的桩孔位置将机身移至抗滑桩附近，并调整好自身作业位置(便于更好地转向和卸土)以准确钻孔取土。钻孔取土过程中钻机操作司机应严格控制桩身垂直度，过程中技术人员全程跟踪监督，桩身不能存在向两侧和推力方向偏斜的现象，垂直度应尽量控制在1%(垂直度控制由电脑钻机自带)，以确保桩身的施工质量满足规范及设计要求；

步骤S5、小钻头周边取土，参照图2，待孔口钢护筒安装完成、旋挖钻换成小钻头准确就位后，钻机带小钻头沿钢护筒内壁进行顺序周边切土、取土，对于周边取土，钻头越小越好，以减少对周边土体的扰动，避免土体自身结构及整体性遭到较大的破坏，尽量减小失稳范围，否则将会产生较大、较多的超挖现象；

钻孔取土从角部开始，取土钻孔间距沿边长均匀分布，以减小后期矩形修边器修边产生的阻力和不均衡附加力，从而影响修边垂直度控制；

四角取土轮廓应与钢护筒两边相切，以尽量减小后期修边切土量；

步骤S6、大钻头中间取土，待周边土体切割完成，使中间土体分离开后，旋挖机更换安装为和抗滑桩短边尺寸相符的大钻头，通过大钻头将中部剩余土体全部取出；

步骤S7、对孔壁进行修边、拉毛处理，参照图3、图4，拆除大钻头，通过在旋挖机的钻杆上安装修边装置对孔壁进行修边和拉毛处理，修边装置包括通过定位穿心棒可拆卸连接于旋挖机的钻杆的安装轴1、设置于安装轴1下部以对孔壁上的余土进行刮除的修边机构2以及设置于安装轴1且位于修边机构2上方以对孔壁进行拉毛的拉毛机构3，定位穿心棒穿设于安装轴1和钻杆。

修边机构2包括固定连接于安装轴1下部的刀盘主骨架21以及固定连接于刀盘主骨架21的矩形修边刀盘22，矩形修边刀盘22的平面尺寸为抗滑桩平面尺寸，刀盘主骨架21为工字钢焊接成的“ 米”字形的框架结构，矩形修边刀盘22采用钢板焊接围成的上小下大的带锥度的矩形筒，矩形筒的底部被打磨成刀口状尖角作为刀，矩形修边刀盘22的四个侧壁均贯穿开设有开槽。

参照图3、图5，拉毛机构3包括固定连接于安装轴1且位于刀盘主骨架21上方的拉毛主骨架31、固定连接拉毛主骨架31的矩形拉毛框架32、铰接于矩形修边刀盘22上端面以对孔壁进行拉毛的拉毛杆33以及调节拉毛杆33的转动角度的驱动件34。拉毛框架32的平面尺寸小于矩形修边刀盘22的平面尺寸，拉毛杆33设置有多个且环绕矩形修边刀盘22周向分布，驱动件34为液压伸缩杆，液压伸缩杆的一端铰接于拉毛框架的下端面且另一端铰接于拉毛杆33的侧壁。拉毛框架32的上端面通过抱箍环设有环形喷淋管35、一端连通于喷淋管35的输水管37以及连通于喷淋管35靠近孔壁一侧的喷雾头36，输水管37为软管，输水管37的另一端连接于水源，输水管37上设置有水泵。

修边装置进入桩孔前，液压伸缩杆带动拉毛杆33的自由端朝靠近安装轴1方向转动，从而避免拉毛杆33进入桩孔时与钢护筒发生碰撞，当修边装置进入桩孔后，驱动件34带动拉毛杆33的自由端朝远离安装轴1方向转动，使得拉毛杆33的自由端抵接于孔壁，由上至下对孔壁进行拉毛处理，对不规则土体进行修边的同时位于修边机构2上方的拉毛机构3对桩身周壁进行拉毛处理，使得后续浇灌混凝土时增大混凝土与土体的接触面积，从而增大混凝土的粘结力，进一步提高桩身的结构稳定性；拉毛过程中水依次通过输水管37、喷淋管35由喷雾头36喷出，对进行拉毛作业的拉毛杆33进行降尘处理，减少粉尘飞扬，减少对施工环境的污染；

步骤S8、孔底清渣，取土完成后，取下修边装置，装上平底清渣钻斗直接进行清渣，第一次清理完成后加注水，加入高度以不超过扩孔段为宜，通常为1～2m，用清底钻头在孔内上下反复提升和旋转，清除扩孔段孔壁泥皮，以保证扩孔段的摩阻力，洗完后，孔壁干净，然后用平底清渣钻斗再将孔内的泥浆及水清理出桩孔外。清渣完成后，对孔底沉渣进行检测，若沉渣厚度＞50mm，则再进行加水反复清洗，直至沉渣满足要求；

由于平底清渣钻斗具有一定的切削功能，反复渣后，孔底中间低于原扩底深度200～300mm。使桩的最后孔形与规范要求基本一致，清渣完成后，孔底仅存少量水和泥浆，浇混凝土时，通过水下混凝土浇灌，将其返出孔外，确保桩底沉渣厚度；

步骤S9、钢筋笼吊放、固定，钢筋笼在机加工场集中加工成型，采用吊车吊入孔内进行安装固定，放钢筋笼时保持钢筋笼居中，入孔后位置准确，符合设计要求，并进行定位。钢筋笼节段间在孔口进行焊接下放；

步骤S10、浇筑混凝土，钢筋笼安放完成后，立即下放浇筑导管，下导管时居中，慢速放入桩孔内，导管下至底部1.0m时，缓慢下放，接触到桩底后，向上提升20～30cm。然后向桩孔内注水，注入高度5～6m，注水后，立即按水下混凝土浇灌方式浇灌混凝土。为了确保矩形抗滑桩桩顶混凝土的强度，在距桩顶2m左右采用人工手持振动式捣固棒进行桩顶部分混凝土捣固，以完成整体浇筑，保证桩身混凝土质量。由于混凝土重力的冲击作用，孔内少量沉渣浮于混凝土表面返出孔外。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、测量放样，根据设计桩位坐标要素，计算出每个抗滑桩四角的坐标以及桩顶标高，现场使用全站仪采用坐标法实地测出桩位四角位置，以确保每个桩位施工控制的准确性；

步骤S2、孔口处理，开孔前采用压路机进行井口面静压处理，加强孔口护壁，做好井口锁口，防止地面坍塌；

步骤S3、孔口钢护筒安装、固定；

步骤S4、钻机定位，待抗滑桩孔口钢护筒埋设安装固定完毕后，根据放样的桩孔位置将机身移至抗滑桩附近，并调整好自身作业位置以准确钻孔取土；

步骤S5、小钻头周边取土，待孔口钢护筒安装完成、旋挖钻换成小钻头准确就位后，钻机带动小钻头沿钢护筒内壁进行顺序周边切土、取土；

步骤S6、大钻头中间取土，待周边土体切割完成，使中间土体分离开后，旋挖机更换安装为和抗滑桩短边尺寸相符的大钻头，通过大钻头将中部剩余土体全部取出；

步骤S7、对孔壁进行修边、拉毛处理，通过在旋挖机的钻杆上安装修边装置对孔壁进行修边和拉毛处理；

步骤S8、孔底清渣，取土完成后，取下修边装置，装上平底清渣钻斗直接进行清渣；

步骤S9、钢筋笼吊放、固定，钢筋笼在机加工场集中加工成型，采用吊车吊入孔内进行安装固定；

步骤S10、浇筑混凝土。

2.根据权利要求1所述的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：所述修边装置包括通过定位穿心棒可拆卸连接于旋挖机的钻杆的安装轴(1)、设置于安装轴(1)下部以对孔壁上的余土进行刮除的修边机构(2)，所述定位穿心棒穿设于安装轴(1)和钻杆，所述修边机构(2)包括固定连接于安装轴(1)下部的刀盘主骨架(21)以及固定连接于刀盘主骨架(21)的矩形修边刀盘(22)，矩形修边刀盘(22)的平面尺寸为抗滑桩平面尺寸。

3.根据权利要求2所述的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：所述刀盘主骨架(21)为工字钢焊接成的“ 米”字形的框架结构，所述矩形修边刀盘(22)采用钢板焊接围成的上小下大的带锥度的矩形筒，矩形筒的底部被打磨成刀口状尖角作为刀刃。

4.根据权利要求3所述的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：所述修边装置还包括设置于安装轴(1)且位于修边机构(2)上方以对孔壁进行拉毛的拉毛机构(3)，所述拉毛机构(3)包括固定连接于安装轴(1)且位于刀盘主骨架(21)上方的拉毛主骨架(31)、固定连接拉毛主骨架(31)的矩形拉毛框架(32)、铰接于矩形修边刀盘(22)上端面以对孔壁进行拉毛的拉毛杆(33)以及调节拉毛杆(33)的转动角度的驱动件(34)，所述拉毛框架（32）的平面尺寸小于矩形修边刀盘(22)的平面尺寸，所述拉毛杆(33)设置有多个且环绕矩形修边刀盘(22)周向分布。

5.根据权利要求3所述的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：所述矩形修边刀盘(22)的四个侧壁均贯穿开设有开槽。

6.根据权利要求4所述的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：所述驱动件(34)为液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的一端铰接于拉毛框架（32）且另一端铰接于拉毛杆(33)的侧壁。

7.根据权利要求4所述的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：所述拉毛框架（32）上环设有环形喷淋管(35)、一端连通于喷淋管(35)的输水管(37)以及连通于喷淋管(35)靠近孔壁一侧的喷雾头(36)，所述输水管(37)为软管，输水管(37)的另一端连接于水源。

8.根据权利要求1所述的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：在所述步骤S5中，钻孔取土从角部开始，取土钻孔间距沿边长均匀分布。

9.根据权利要求1所述的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：在所述步骤S5中，四角取土轮廓与钢护筒两边相切。

10.根据权利要求1所述的一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，其特征在于：在所述步骤S8中，装上平底清渣钻斗对孔底进行清渣，第一次清理完成后加注水，加入高度以不超过扩孔段为宜，通常为1～2m，用清底钻头在孔内上下反复提升和旋转，清除扩孔段孔壁泥皮，以保证扩孔段的摩阻力，洗完后，孔壁干净，然后用平底清渣钻斗再将孔内的泥浆及水清理出桩孔外。

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