CN111705790A - 一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法 - Google Patents

一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，涉及桩基施工技术领域，包括：开始，计算施工时间，编织进度计划；进行施工准备，施工材料、施工人员和施工机械进场；进行测量放线；进行机械钻孔；进行切割扩底；进行终孔检查；进行一次清孔；进行钢筋笼加工检验；进行吊放桩基础钢筋笼；进行安设导管；进行吊放钢护筒；进行二次清孔；进行灌注混凝土；进行混凝土质量检查；进行超声波检测；结束施工，检验验收。该坚固岩体机械大直径扩底施工工法，具有减小硬质岩体扩孔难度，提高桩端承载力，并且节约了入岩深度和桩身长度，节约施工成本的优点，解决了硬质岩体扩孔难度大，施工效率较低，操作复杂，导致施工困难的问题。

Description

一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法
技术领域
本发明涉及桩基施工技术领域，具体为一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法。
背景技术
桩基施工，是指对建筑物基础施工过程，桩基的施工法分为预制桩和灌注桩两大类，打桩方法的选定，除了根据工程地质条件外，还要考虑桩的类型、断面、长度、场地环境及设计要求，古代已有用石硪夯打木桩施工，其后桩长、桩径加大，石硪逐渐被拉动铸铁的落锤取代，随着建筑工业的发展，为了适应大型桩基工程的需要，桩基础施工技术既要增加锤重和改进起重和吊装操作工艺，又要减少震动噪声和对环境的污染，有的预制桩的施工以钻孔取土后沉桩的钻打结合工艺，取代原来单纯锤击挤土或压入挤土等方法，同时能量大、无公害的冲击体重达60多吨的液压锤、125吨蒸汽锤和15吨柴油锤都已得到应用，灌注桩施工亦由原来泥浆护壁、套管成孔进展到无噪声、不排污和不挤土的全套管施工，施工方法和钻孔要求一般通过地下地质情况和图纸要求进行施工。
目前在以基岩为持力层的地质情况下，上部需荷载极大的高层和超高层建筑工程为保证不超过地基承载力，一般采用加大桩径或者增加桩身长度来提高单桩承载力，但是加长加大桩体直径必然会导致混凝土用量巨增，同时对钻头的磨损也很大，并且当桩体长度和直径之比过大时，桩体的承载力显著降低，因此就需要对硬质岩体进行切割扩底，增大扩底直径，提高桩端承载力，但是目前长螺旋扩底灌注桩施工过程中需要多套工具合作完成，其硬质岩体扩孔难度大，施工效率较低，操作复杂，导致施工困难，为此，我们提出一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，它具有减小硬质岩体扩孔难度，提高桩端承载力，并且节约了入岩深度和桩身长度，节约施工成本的优点，解决了硬质岩体扩孔难度大，施工效率较低，操作复杂，导致施工困难的问题。
本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，包括：开始，计算施工时间，编织进度计划；进行施工准备，施工材料、施工人员和施工机械进场；进行测量放线；进行机械钻孔；进行切割扩底；进行终孔检查；进行一次清孔；进行钢筋笼加工检验；进行吊放桩基础钢筋笼；进行安设导管；进行吊放钢护筒；进行二次清孔；进行灌注混凝土；进行混凝土质量检查；进行超声波检测；结束施工，检验验收。
进一步的，所述进行施工准备，施工准备工作包括场地整平夯实，施工人员的到位，钻孔桩施工机具的配置，自主设计的全液压囊式扩底钻头等材料的进场备置等。
进一步的，所述进行测量放线，测量准备工作包括测量人员到位，测量仪器以及中间桩坐标，高程的计算复核数据，控制点的布设及导线加密测量和水准测量等。
进一步的，所述进行机械钻孔，采用扩建机械钻孔，泥浆护壁，泥浆制备选用高塑性粘性土或膨润土，拌制泥浆前根据施工机械及地质条件等因素进行泥浆配合比设计，制备泥浆的性能指标必须符合规范的要求，施工期间护筒泥浆面高于地下水位1.0m，浇筑混凝土前，孔底泥浆性能指标要符合规范要求，钻进施工工艺包括钻速、钻进米数、钻杆垂直度、成孔深度等均应按照地质条件结合实际情况严格控制。
进一步的，所述进行切割扩底，扩建机械钻孔至设计深度后，更换增压扩底钻头，通过液压合金扩底钻头，对硬质岩体(最大岩体轴心抗压强度35Mpa)进行切割扩底，增大扩底直径，最大扩径2500m，有效提高桩端承载力，利用全液压囊式扩底钻头，解决了硬度较大岩体(最大岩体轴心抗压强度35Mpa以上)扩孔技术难题，节约了入岩深度和桩身长度，节约施工成本。
进一步的，所述进行一次清孔，清孔分两次进行，第一次沉渣处理的时间为终孔停钻后，主要方式为向孔底注入新泥浆，用新泥浆置换沉渣泥浆，直到满足清孔要求，第二次沉渣处理的时间为混凝土灌注之前，采用空气升液排渣法或空吸泵的反循环方式，清孔过程中注意观察孔底沉碴厚度和冲洗液含渣量，孔底沉渣厚度符合设计要求时即停止清孔，并应保持孔内水位高度，防止发生坍孔事故。
进一步的，所述进行吊放桩基础钢筋笼，钢筋笼按设计及规范要求绑扎，笼体上定位筋设置位置要准确，以确保钢筋笼入孔定位的准确性，准备工作完成后，用吊车缓缓起吊钢筋笼，对准孔口缓慢入孔，如钢筋笼入孔不顺，则不可强行入孔，将其提出修整后，重新入孔，钢筋笼入孔后，用槽钢置于桩口，悬吊钢筋笼，并校正控制钢筋笼平面位置，笼顶标高及垂直度。
进一步的，所述进行灌注混凝土，水下混凝土灌注是钻孔灌注桩施工的主要工序，也是影响桩身质量的关键，灌注前须仔细测量沉碴，若混凝土灌注前沉碴超过设计要求，须进行再次清孔，满足设计要求经现场监理工程师认可后，才能灌注水下混凝土，混凝土采用砼运输车将砼送至小料斗，通过导管进行水下灌注，混凝土封底灌注采用隔水拴拔塞法施工，即在漏斗的底部和导管的顶口安放球胆，再盖板封住导管口，盖板通过钢丝绳挂在起重设备上，当储料斗内混凝土放满后，立即吊出盖板，从而完成首批混凝土的灌注，首批混凝土灌注成功后，将料斗更换为1.0立方的小料斗，随即转入正常灌注阶段，直至完成整根桩的灌注，正常灌注阶段导管埋深控制在2-8m，且每15-30分钟测量一次混凝土面标高，测点为2个，当测点出现较大的高差时应及时调整导管埋深，当混凝土灌注临近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的高度是否准确，当确定混凝土的顶面标高到位后，停止灌注，及时拆除灌注导管，灌注完成时，砼面应不小于设计桩顶标高0.8m，以保证桩头混凝土质量，在灌注过程中，由混凝土置换出来的孔内泥浆经连通管引流至其他待钻护筒内回收利用，对于混凝土浇注至桩顶部分含水泥浆的废浆用泥浆泵泵至排渣驳上，运送处理场内进行处理。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-1，本发明提供一种技术方案：一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，包括：S1开始，计算施工时间，编织进度计划；S2进行施工准备，施工材料、施工人员和施工机械进场，施工准备工作包括场地整平夯实，施工人员的到位，钻孔桩施工机具的配置，自主设计的全液压囊式扩底钻头等材料的进场备置等；S3进行测量放线，测量准备工作包括测量人员到位，测量仪器以及中间桩坐标，高程的计算复核数据，控制点的布设及导线加密测量和水准测量等。
S4进行机械钻孔，采用扩建机械钻孔，泥浆护壁，泥浆制备选用高塑性粘性土或膨润土，拌制泥浆前根据施工机械及地质条件等因素进行泥浆配合比设计，制备泥浆的性能指标必须符合规范的要求，施工期间护筒泥浆面高于地下水位1.0m，浇筑混凝土前，孔底泥浆性能指标要符合规范要求，钻进施工工艺包括钻速、钻进米数、钻杆垂直度、成孔深度等均应按照地质条件结合实际情况严格控制。
S5进行切割扩底，扩建机械钻孔至设计深度后，更换增压扩底钻头，通过液压合金扩底钻头，对硬质岩体(最大岩体轴心抗压强度35Mpa)进行切割扩底，增大扩底直径，最大扩径2500m，有效提高桩端承载力，利用全液压囊式扩底钻头，解决了硬度较大岩体(最大岩体轴心抗压强度35Mpa以上)扩孔技术难题，节约了入岩深度和桩身长度，节约施工成本；S6进行终孔检查。
S7进行一次清孔，清孔分两次进行，第一次沉渣处理的时间为终孔停钻后，主要方式为向孔底注入新泥浆，用新泥浆置换沉渣泥浆，直到满足清孔要求，第二次沉渣处理的时间为混凝土灌注之前，采用空气升液排渣法或空吸泵的反循环方式，清孔过程中注意观察孔底沉碴厚度和冲洗液含渣量，孔底沉渣厚度符合设计要求时即停止清孔，并应保持孔内水位高度，防止发生坍孔事故；S8进行钢筋笼加工检验；S9进行吊放桩基础钢筋笼，钢筋笼按设计及规范要求绑扎，笼体上定位筋设置位置要准确，以确保钢筋笼入孔定位的准确性，准备工作完成后，用吊车缓缓起吊钢筋笼，对准孔口缓慢入孔，如钢筋笼入孔不顺，则不可强行入孔，将其提出修整后，重新入孔，钢筋笼入孔后，用槽钢置于桩口，悬吊钢筋笼，并校正控制钢筋笼平面位置，笼顶标高及垂直度；S10进行安设导管；S11进行吊放钢护筒；S12进行二次清孔；S13进行灌注混凝土。
S14进行灌注混凝土，水下混凝土灌注是钻孔灌注桩施工的主要工序，也是影响桩身质量的关键，灌注前须仔细测量沉碴，若混凝土灌注前沉碴超过设计要求，须进行再次清孔，满足设计要求经现场监理工程师认可后，才能灌注水下混凝土，混凝土采用砼运输车将砼送至小料斗，通过导管进行水下灌注，混凝土封底灌注采用隔水拴拔塞法施工，即在漏斗的底部和导管的顶口安放球胆，再盖板封住导管口，盖板通过钢丝绳挂在起重设备上，当储料斗内混凝土放满后，立即吊出盖板，从而完成首批混凝土的灌注，首批混凝土灌注成功后，将料斗更换为1.0立方的小料斗，随即转入正常灌注阶段，直至完成整根桩的灌注，正常灌注阶段导管埋深控制在2-8m，且每15-30分钟测量一次混凝土面标高，测点为2个，当测点出现较大的高差时应及时调整导管埋深，当混凝土灌注临近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的高度是否准确，当确定混凝土的顶面标高到位后，停止灌注，及时拆除灌注导管，灌注完成时，砼面应不小于设计桩顶标高0.8m，以保证桩头混凝土质量，在灌注过程中，由混凝土置换出来的孔内泥浆经连通管引流至其他待钻护筒内回收利用，对于混凝土浇注至桩顶部分含水泥浆的废浆用泥浆泵泵至排渣驳上，运送处理场内进行处理；S15进行超声波检测；S16结束施工，检验验收。
在本发明的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，其特征在于，包括：S1，开始，计算施工时间，编织进度计划；
S2，进行施工准备，施工材料、施工人员和施工机械进场；
S3，进行测量放线；
S4，进行机械钻孔；
S5，进行切割扩底；
S6，进行终孔检查；
S7，进行一次清孔；
S8，进行钢筋笼加工检验；
S9，进行吊放桩基础钢筋笼；
S10，进行安设导管；
S11，进行吊放钢护筒；
S12，进行二次清孔；
S13，进行灌注混凝土；
S14，进行混凝土质量检查；
S15，进行超声波检测；
S16，结束施工，检验验收。
2.根据权利要求1所述的一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，其特征在于：所述S2进行施工准备，施工准备工作包括场地整平夯实，施工人员的到位，钻孔桩施工机具的配置，自主设计的全液压囊式扩底钻头等材料的进场备置等。
3.根据权利要求1所述的一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，其特征在于：所述S3进行测量放线，测量准备工作包括测量人员到位，测量仪器以及中间桩坐标，高程的计算复核数据，控制点的布设及导线加密测量和水准测量等。
4.根据权利要求1所述的一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，其特征在于：所述S4进行机械钻孔，采用扩建机械钻孔，泥浆护壁，泥浆制备选用高塑性粘性土或膨润土，拌制泥浆前根据施工机械及地质条件等因素进行泥浆配合比设计，制备泥浆的性能指标必须符合规范的要求，施工期间护筒泥浆面高于地下水位1.0m，浇筑混凝土前，孔底泥浆性能指标要符合规范要求，钻进施工工艺包括钻速、钻进米数、钻杆垂直度、成孔深度等均应按照地质条件结合实际情况严格控制。
5.根据权利要求1所述的一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，其特征在于：所述S5进行切割扩底，扩建机械钻孔至设计深度后，更换增压扩底钻头，通过液压合金扩底钻头，对硬质岩体(最大岩体轴心抗压强度35Mpa)进行切割扩底，增大扩底直径，最大扩径2500m，有效提高桩端承载力，利用全液压囊式扩底钻头，解决了硬度较大岩体(最大岩体轴心抗压强度35Mpa以上)扩孔技术难题，节约了入岩深度和桩身长度，节约施工成本。
6.根据权利要求1所述的一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，其特征在于：所述S7进行一次清孔，清孔分两次进行，第一次沉渣处理的时间为终孔停钻后，主要方式为向孔底注入新泥浆，用新泥浆置换沉渣泥浆，直到满足清孔要求，第二次沉渣处理的时间为混凝土灌注之前，采用空气升液排渣法或空吸泵的反循环方式，清孔过程中注意观察孔底沉碴厚度和冲洗液含渣量，孔底沉渣厚度符合设计要求时即停止清孔，并应保持孔内水位高度，防止发生坍孔事故。
7.根据权利要求1所述的一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，其特征在于：所述S9进行吊放桩基础钢筋笼，钢筋笼按设计及规范要求绑扎，笼体上定位筋设置位置要准确，以确保钢筋笼入孔定位的准确性，准备工作完成后，用吊车缓缓起吊钢筋笼，对准孔口缓慢入孔，如钢筋笼入孔不顺，则不可强行入孔，将其提出修整后，重新入孔，钢筋笼入孔后，用槽钢置于桩口，悬吊钢筋笼，并校正控制钢筋笼平面位置，笼顶标高及垂直度。
8.根据权利要求1所述的一种坚固岩体机械大直径扩底施工工法，其特征在于：所述S14进行灌注混凝土，水下混凝土灌注是钻孔灌注桩施工的主要工序，也是影响桩身质量的关键，灌注前须仔细测量沉碴，若混凝土灌注前沉碴超过设计要求，须进行再次清孔，满足设计要求经现场监理工程师认可后，才能灌注水下混凝土，混凝土采用砼运输车将砼送至小料斗，通过导管进行水下灌注，混凝土封底灌注采用隔水拴拔塞法施工，即在漏斗的底部和导管的顶口安放球胆，再盖板封住导管口，盖板通过钢丝绳挂在起重设备上，当储料斗内混凝土放满后，立即吊出盖板，从而完成首批混凝土的灌注，首批混凝土灌注成功后，将料斗更换为1.0立方的小料斗，随即转入正常灌注阶段，直至完成整根桩的灌注，正常灌注阶段导管埋深控制在2-8m，且每15-30分钟测量一次混凝土面标高，测点为2个，当测点出现较大的高差时应及时调整导管埋深，当混凝土灌注临近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的高度是否准确，当确定混凝土的顶面标高到位后，停止灌注，及时拆除灌注导管，灌注完成时，砼面应不小于设计桩顶标高0.8m，以保证桩头混凝土质量，在灌注过程中，由混凝土置换出来的孔内泥浆经连通管引流至其他待钻护筒内回收利用，对于混凝土浇注至桩顶部分含水泥浆的废浆用泥浆泵泵至排渣驳上，运送处理场内进行处理。
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