CN111764378A - 流塑状淤泥层钻孔护壁方法、灌注方法和灌注结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流塑状淤泥层钻孔护壁方法、钻孔灌注方法和灌注结构，属于建筑施工领域，流塑状淤泥层钻孔护壁方法包括以下步骤：确定流塑状淤泥层的位置和深度；钻孔；向孔内沉入护筒，并使护筒穿过流塑状淤泥层。本发明采用护筒穿过流塑状淤泥层的方法进行护壁，工序简单，能够提高施工效果，进而缩短工期，降低成本；采用护筒护壁后，灌注混凝土方量符合设计要求，成孔后未出现钢筋笼下放困难导致废孔、周围建筑物未出现突然隆起等异常现象，并通过现场桩基PDA检测，检测结果显示桩身形状呈圆柱形，桩身规则，桩身完整性优良，桩基承载力符合设计使用要求。

Description

流塑状淤泥层钻孔护壁方法、灌注方法和灌注结构

技术领域

本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种流塑状淤泥层钻孔护壁方法，另外，本发明还涉及一种流塑状淤泥层钻孔灌注方法和灌注结构。

背景技术

钻孔灌注桩是直接在桩位上用机械或人工成孔，再在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制、不需要接桩和截桩、适应能力强、受力相对较稳等特点。由于其既不存在挤土负面效应，又具有穿越各种硬夹层、嵌岩和进入各类硬持力层的能力，且桩的几何尺寸和单桩的承载力可调空间大等优势，因此，目前国内外高层及重要建筑物等均使用灌注桩作为桩基，即灌注桩的使用范围较广。

钻孔灌注桩是采用成孔后立即下放钢筋笼并浇筑混凝土的方式形成的，但是在遇到地质条件为深度较厚的流塑状淤泥层时经常遇到成孔后护壁不成功现象，从而造成灌注桩塌孔、缩颈扩径、混凝土灌注方量严重超出设计要求、桩身形状异常等施工质量问题。

现有的护壁方法包括：对流塑状淤泥层进行地基降水固化处理和采用配置特殊的化学原浆进行护壁的方法，但是对流塑状淤泥层进行地基降水固化处理的方法存在投入成本大、工期长的缺陷；而化学原浆护壁的方法有时也会因为化学制浆材料短缺而使整体工期严重滞后。

发明内容

基于上述背景问题，本发明旨在提供一种流塑状淤泥层钻孔护壁方法，在钻孔中沉入护筒使其穿过流塑状淤泥层进行护壁，在保证工程质量、工期、安全以及节约成本的前提下，解决了目前钻孔灌注桩存在的施工质量问题；本发明的另一目的是提供一种流塑状淤泥层钻孔灌注方法和灌注结构。

为达到上述目的，一方面，本发明实施例提供的技术方案是：

流塑状淤泥层钻孔护壁方法，包括以下步骤：确定流塑状淤泥层的位置和深度；钻孔；向孔内沉入护筒，并使护筒穿过流塑状淤泥层。

在一个实施例中，在流塑状淤泥层上方的回填土层设置导向沉管支架，导向沉管支架上设置预留孔，护筒经过预留孔沉入孔内。

在一个实施例中，所述护筒穿出流塑状淤泥层的长度为0.8-1.2m。

优选地，所述护筒的外径与孔的内径的比值为0.95-0.97:1。

更优选地，所述护筒的壁厚为4-6mm，所述护筒的材质为钢。

另一方面，本发明实施例提供一种流塑状淤泥层钻孔灌注方法，包括以下步骤：确定流塑状淤泥层的具体位置；钻孔；向孔内沉入护筒，并使护筒穿过流塑状淤泥层；向护筒内放入钢筋笼，然后进行混凝土的灌注。

优选地，所述护筒的内径与钻孔灌注桩的设计直径相同。

另外，本发明实施例还提供一种流塑状淤泥层钻孔灌注结构，包括灌注桩本体，所述灌注桩本体上套设有护筒，所述护筒位于流塑状淤泥层，且所述护筒的端部穿出流塑状淤泥层。

在一个实施例中，所述护筒内沿径向设有钢筋笼，所述钢筋笼延伸至灌注桩本体的底端。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下效果：

1、本发明采用护筒穿过流塑状淤泥层的方法进行护壁，工序简单，能够提高施工效果，进而缩短工期，降低成本。

2、本发明的采用护筒护壁后，灌注混凝土方量符合设计要求，成孔后未出现钢筋笼下放困难导致废孔、周围建筑物未出现突然隆起等异常现象，并通过现场桩基PIT及PDA检测，检测结果显示桩身形状呈圆柱形，桩身规则，桩身完整性优良，桩基承载力符合设计使用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例2中灌注桩的灌装结构的示意图；

图2为本发明实施例3中灌注桩的PDA检测结果图；

图3为本发明对比例中灌注桩的PDA检测结果图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另需说明的是，术语“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

为了解决现有护壁方法存在的缺陷，本发明采用在孔内沉入护筒，并使护筒穿过流塑状淤泥层的方法进行护壁，在保证工程质量、工期、安全以及节约成本的前提下，解决了目前钻孔灌注桩存在的施工质量问题。

接下来通过具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

一种灌注桩的灌注方法，包括以下步骤：

(1)确定流塑状淤泥层的位置和深度

根据现场的地勘报告及目前灌注桩出现的问题，判定流塑状淤泥层的具体位置。

(2)钻孔

本实施例设计灌注桩的直径为800mm，为保证成孔口能顺利沉入护筒，本实施例在钻孔时将原来730mm的钻头改成780mm，成孔直径约为840mm。

(3)成孔后使用护筒进行护壁

①确定护筒的规格型号及材料

护筒材质选用Q235-B，厚度为5mm，护筒太薄在穿过流塑状淤泥层时容易被产生的侧压力压致变形导致桩径不符合要求，太厚会影响护筒拼接速度及起吊。护筒现场采用钢板卷制并焊接，全部采用密封焊。护筒内径跟灌注桩设计直径一致为800mm，护筒长度根据地质情况确定，护筒放置深度为以穿过流塑状淤泥层进入粘土层1m左右为宜。

②施工机械设备选择

使用55t履带吊，利用其移动和起吊方便的特点在成孔后及时将护筒沉入，在沉入过程中如遇阻碍可以反复提起然后再沉入以保证护筒放置到指定位置。

③护筒沉入过程中质量控制

灌注桩成孔后在回填土区域安装好导向沉管支架，导向沉管支架上留好预留孔，护筒由预留孔一次性沉入流塑状淤泥层处，在沉入护筒过程中需保证其垂直度和同心度，用两台经纬仪全程监控，确保灌注桩成桩后的桩身垂直度。

(4)护壁护筒放置成功后及时放入钢筋笼并灌注混凝土。

实施例2

一种灌注桩的灌注结构，如图1所示，包括灌注桩本体1，所述灌注桩本体1上套设有护筒2，所述护筒2位于流塑状淤泥层100，且所述护筒2的端部穿出流塑状淤泥层100，所述灌注桩本体1内沿轴向穿设有钢筋笼3，所述钢筋笼3延伸至灌注桩本体1的底端。

本实施例的灌注结构通过护筒2护壁，能够保证灌注桩本体1的桩身形状呈圆柱形，桩身规则，桩身完整性优良，桩基承载力符合设计使用要求。

实施例3

将实施例1的灌注方法应用于某项目汽机基座基础和主厂房A排柱基础混凝土灌注桩的施工中，设计桩径为Ф800mm，设计有效桩长不小于33m，进入桩端持力层深度不小于7m，并设计与之配套的Ф650mm的钢筋笼，混凝土型号为K-300(等同于国内C30)，桩身混凝土保护层厚度为65mm，为摩擦端层桩，总桩数为39根。实际用桩桩长34m-36m，灌注桩入土深度(以设计开挖土方标高为-5.1m计算)为33m-35m。

(1)地质情况

原始地貌为池塘和沼泽地，原始地坪标高在+1.00-1.50m左右，设计场平标高+6.0m。

根据初步的现场勘探，厂区拟建场地下部岩土大体可分四层，自地面向下各层情况大致如下：

第一层，淤泥层，黄褐色，非常松软，局部夹细砂，标贯击数NSPT约1击，厚度在1m左右。

第二层，淤泥层，灰色，富含有机质，非常松软，局部夹细砂，标贯击数NSPT小于1击，深度在11-21m，厚度约10-20m。

第三层，粘土层，黄褐色，局部夹细砂，标贯击数NSPT约6-16击，深度在12-27m，厚度一般在3-4米。

第四层，风化岩层，灰色，局部为页岩，标贯击数NSPT约30-50击，深度在24-33m，为桩基持力层，其厚度本次勘探未钻透。个别钻孔揭露发现该层为中粗砂层，标贯击数NSPT约30-50击，密实。

厂区二十多米深度范围内土体较软，地基承载力特征值40-50KPa，原始地质情况为沼泽淤泥地，属于淤泥土软地基，因为工程需要，采用把全厂原始地基全部采用黄粘土填实，高度为4米。

(2)灌注方法

a、确定流塑状淤泥层的位置和深度

根据现场的地勘报告及目前灌注桩出现的问题，判定流塑状淤泥层具体位置为标高-4.9m至-25.9m左右，厚度约为18-21m左右。

(2)钻孔

本实施例设计灌注桩的直径为800mm，为保证成孔口能顺利沉入护筒，本实施例在钻孔时将原来730mm的钻头改成780mm，成孔直径约为840mm。

(3)成孔后使用护筒进行护壁

①确定护筒的规格型号及材料

护筒材质选用Q235-B，厚度为5mm，护筒太薄在穿过流塑状淤泥层时容易被产生的侧压力压致变形导致桩径不符合要求，太厚会影响护筒拼接速度及起吊。护筒现场采用钢板卷制并焊接，全部采用密封焊。护筒内径跟灌注桩设计直径一致为800mm，护筒长度根据地质情况确定，护筒放置深度为以穿过流塑状淤泥层进入粘土层1m左右为宜，根据现场实际地质情况确定为长度为23m。

②施工机械设备选择

使用55t履带吊，利用其移动和起吊方便的特点在成孔后及时将护筒沉入，在沉入过程中如遇阻碍可以反复提起然后再沉入以保证护筒放置到指定位置。

③护筒沉入过程中质量控制

灌注桩成孔后在标高-4.9m处回填土区域安装好导向沉管支架，导向沉管支架上留好预留孔，护筒由预留孔一次性沉入至标高为-26.9m处，在沉入护筒过程中需保证其垂直度和同心度，用两台经纬仪全程监控，确保灌注桩成桩后的桩身垂直度。

(4)护壁护筒放置成功后及时放入钢筋笼并灌注混凝土。

(5)桩基检测

在灌注桩施工完成并在混凝土达到28天的保养期后进行100％的桩基PDA(桩身完整性和桩基承载力检测)检测，以检测采用护筒护壁后灌注桩成桩质量。因桩身形状是否规则是判定护壁成功的关键指标之一，因此重点检测桩身形状。

(6)检测结果

上述采用护筒穿过流塑状淤泥层进行护壁后，灌注混凝土方量符合设计要求，成孔后未出现钢筋笼下放困难导致废孔、周围建筑物未出现突然隆起等异常现象，现场分区域随机对四根采用上述护壁方法成桩的灌注桩进行PDA检测，检测方法为本领域常规操作，检测结构如图2所示，检测结果显示桩身形状呈圆柱形，桩身规则、桩身完整性优良，桩基承载力超过设计预定的要求，满足使用性能，检测结果具体见表1。

表1灌注桩施工采用护筒护壁情况汇总表

对比例

对比例与实施例3不同的是，对比例采用常规泥浆护壁，灌注结果如下：

在粘土层至风化岩层标高-25.9m至-38.9m区间混凝土灌注方量为7.5m³-8.3m³，符合设计要求(设计混凝土方量为7m³)。

在流塑状淤泥层标高-11m至-25.9m区间混凝土灌注方量为17.1m³-23m³，混凝土灌注方量严重超标(设计混凝土方量为8.2m³)，在流塑状淤泥层标高-4.9m至-11m区间混凝土灌注方量为19.7m³-28.7m³，混凝土灌注方量严重超标(设计混凝土方量为3.2m³)。

标高-25.9m至-38.9m的粘土层至风化岩层，由于此区域地质坚硬固定，此区域护壁情况完好，混凝土灌注方量符合设计要求。

由于标高-4.9m至-25.9m的流塑状淤泥层极不稳定，混凝土方量严重超出设计要求，尤其在标高-4.9m至-11m区间因为混凝土在孔内灌注至一定高度后由于顶部混凝土自重超过孔壁所能承受的临界值，混凝土流失扩散严重，导致混凝土灌注方量超出设计要求6-8倍，很容易出现灌注混凝土后孔壁垮塌，导致混凝土扩散，因此，此区域护壁不成功。

同时经过现场桩基PDA检测，检测结果如图3所示，检测结果显示桩身不规则，桩身截面积多变，有扩缩颈现象，具体详见表2。

表2灌注桩施工采用常规泥浆护壁情况汇总表

对比实施例3和对比例，可以看出，本发明的采用护筒沉入孔中的方法护壁，可以使灌注桩桩身形状呈圆柱形，桩身规则、桩身完整性优良，桩基承载力符合设计使用要求。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.流塑状淤泥层钻孔护壁方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定流塑状淤泥层的位置和深度；

钻孔；

向孔内沉入护筒，并使护筒穿过流塑状淤泥层。

2.根据权利要求1所述的流塑状淤泥层钻孔护壁方法，其特征在于，在流塑状淤泥层上方的回填土层设置导向沉管支架，导向沉管支架上设置预留孔，护筒经过预留孔沉入孔内。

3.根据权利要求1所述的流塑状淤泥层钻孔护壁方法，其特征在于，所述护筒穿出流塑状淤泥层的长度为0.8-1.2m。

4.根据权利要求1所述的流塑状淤泥层钻孔护壁方法，其特征在于，所述护筒的外径与孔的内径的比值为0.95-0.97:1。

5.根据权利要求1所述的流塑状淤泥层钻孔护壁方法，其特征在于，所述护筒的壁厚为4-6mm，所述护筒的材质为钢。

6.流塑状淤泥层钻孔灌注方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定流塑状淤泥层的具体位置；

钻孔；

向孔内沉入护筒，并使护筒穿过流塑状淤泥层；

向护筒内放入钢筋笼，然后进行混凝土的灌注形成灌注桩。

7.根据权利要求6所述的钻孔灌注桩的灌注方法，其特征在于，所述护筒的内径与灌注桩的设计直径相同。

8.流塑状淤泥层钻孔灌注结构，包括灌注桩本体，其特征在于，所述灌注桩本体上套设有护筒，所述护筒位于流塑状淤泥层，且所述护筒的端部穿出流塑状淤泥层。

9.根据权利要求8所述的钻孔灌注桩的灌注结构，其特征在于，所述护筒内沿径向设有钢筋笼，所述钢筋笼延伸至灌注桩本体的底端。

Images