CN111851480A - 灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种灌注桩施工方法，包括：获取污染土壤的范围和深度以及灌注桩的施工位置，灌注桩的施工位置位于污染土壤的范围内；在施工位置处向地下钻桩基孔至预设深度，预设深度大于污染土壤的深度；在桩基孔内安放护筒，护筒的外壁上设置有若干注浆管，通过注浆管往护筒外的土壤中注入止水密封材料；往桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩。利用护筒以及止水密封材料能够用于隔离污染土壤中的泥水，有效封堵污染物扩散的通道，避免污染物扩散至周边土壤，防护效果更佳。并且，由于是先钻孔后放置护筒，避免了传统的套管压入时会对套管外缘的周围土体产生挤压破坏的问题，通过钻机即可实现灌注桩的施工，施工难度小、工期短且经济效益高。

Description

灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及桩基工程施工技术领域，尤其涉及一种灌注桩施工方法。

背景技术

近年来，我国场地污染问题逐步凸显，对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁，全国各地陆续开展了污染场地修复工程，以确保环境质量和人居健康。大体来说，污染场地修复技术按照修复场址可以分为原位修复技术和异位修复技术。

原位修复技术是指不移动土壤，直接在污染场地就地修复的技术，常用的原位修复技术是通过向土壤注入淋洗剂进行化学修复，但是注入淋洗剂会产生新的污染源，而且还具有剂量不可控、养护时间长等缺点。

异位修复技术是将土壤挖掘出来，在原场址范围内或经过运输后再进行治理，修复周期短，修复效果比原位修复更加可控。当污染土体范围较大时，开挖的基坑中需设灌注桩，一般为混凝土灌注桩。此时，随着钻机的钻进，会把污染物质带到深层土体中，形成新的污染土。国内目前的钻孔灌注桩施工方法为：

将套管在预设位置处压入污染土体中；

利用钻机钻进至套管底部；

吊入钢筋笼并灌注混凝土。

上述方法的主要不足之处在于：

1)套管压入的施工难度较大，需保证垂直度以及管节的连接可靠等要求，同时击打套管也有一定的风险；

2)套管压入时会对套管外缘的周围土体产生挤压破坏，形成裂缝，被污染的水土仍然会沿套管的外缘扩散至深层土体中，影响防污染扩散的效果；

3)套管压入的施工的工期较长；

4)套管压入的施工需专门的设备，压入设备退场后才能钻孔进场施工，进、退场交叉作业时势必会影响工期，增大了安全风险，经济效益不够理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灌注桩施工方法，能够避免传统的套管压入时会对套管外缘的周围土体产生挤压破坏的问题，施工难度小、工期短且经济效益高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种灌注桩施工方法，包括：

获取污染土壤的范围和深度以及灌注桩的施工位置，所述灌注桩的施工位置位于所述污染土壤的范围内；

在所述施工位置处向地下钻桩基孔至预设深度，所述预设深度大于所述污染土壤的深度；

在所述桩基孔内安放护筒，所述护筒的外壁上设置有若干注浆管，通过所述注浆管往所述护筒外的土壤中注入止水密封材料；

往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩。

可选的，利用钻机在所述施工位置处向地下钻桩基孔至预设深度，且所述钻机在钻进的同时还往所述桩基孔内注入钻孔泥浆。

可选的，往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩的步骤具体包括：

将所述桩基孔内的钻孔泥浆抽出，并往所述桩基孔内注入新的钻孔泥浆，利用钻机在所述桩基孔内继续钻进至最终深度；

在所述桩基孔内放入钢筋笼；

往所述桩基孔内浇筑混凝土。

可选的，所述钻机的钻头的直径比所述桩基孔的孔径至少大20cm。

可选的，所述预设深度与所述污染土壤的深度之差介于0.5m-2m之间。

可选的，所述护筒的长度与所述预设深度相等。

可选的，所述注浆管为多根，多根所述注浆管沿所述护筒的周向等间距分布。

可选的，所述注浆管沿轴向等间距设置有多个注浆孔，往所述注浆管注入所述止水密封材料后，所述止水密封材料通过所述注浆孔进入所述土壤中。

可选的，所述注浆孔上设置有单向阀。

可选的，所述止水密封材料为含有发泡剂的水泥浆。

可选的，所述止水密封材料为膨润土浆液。

可选的，往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩之后，所述灌注桩施工方法还包括：

在所述混凝土初凝前将所述护筒拔出。

本发明提供了一种灌注桩施工方法，利用护筒以及止水密封材料能够用于隔离污染土壤以及污染土壤中的泥水，有效封堵污染物扩散的通道，避免污染物扩散至周边土壤以及深层土体的风险，防护效果更佳。并且，由于是先钻孔后放置护筒，避免了传统的套管压入时会对套管外缘的周围土体产生挤压破坏的问题，通过钻机即可实现灌注桩的施工，施工难度小、工期短且经济效益高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的灌注桩施工方法的步骤图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，本实施例提供了一种灌注桩施工方法，包括：

步骤S1：获取污染土壤的范围和深度以及灌注桩的施工位置，所述灌注桩的施工位置位于所述污染土壤的范围内；

步骤S2：在所述施工位置处向地下钻桩基孔至预设深度，所述预设深度大于所述污染土壤的深度；

步骤S3：在所述桩基孔内安放护筒，所述护筒的外壁上设置有若干注浆管，通过所述注浆管往所述护筒外的土壤中注入止水密封材料；

步骤S4：往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩。

具体的，所述灌注桩施工方法属于钻孔灌注桩的成孔方法，钻孔灌注桩是桩基加固的一种方式，不仅能够加大地基的承载能力，同时也可以用于土壤围护抵抗土方侧压力，防止土方位移。

首先，执行步骤S1，获取污染土壤的范围和深度以及灌注桩的施工位置，所述灌注桩的施工位置位于所述污染土壤的范围内。本实施例中，可利用现有的测试技术先对污染土壤进行采样并对采样得到的样品进行分析，获取污染土壤的污染范围及污染深度。同时，还可以获取到污染物的种类，并根据污染物的种类进行防护，保证施工人员的安全。然后根据所述污染土壤的区域确定灌注桩的施工位置，并做好相关的标记。

在执行步骤S1之后，执行步骤S2之前，对场地进行平整以便于施工。

然后执行步骤S2，在所述施工位置处向地下钻桩基孔至预设深度，所述预设深度大于所述污染土壤的深度。利用钻机在所述施工位置处向地下钻桩基孔至预设深度，且所述钻机在钻进的同时还往所述桩基孔内注入钻孔泥浆。在钻孔桩施工中，因为泥浆经过钻机旋转搅动，在离心力的作用下，钻孔泥浆被甩落到孔壁上，形成一定厚度的泥皮，可以有效地防止孔壁坍塌。此外，钻孔泥浆还具有携渣冷却以及润滑的作用，具有一定粘度的钻孔泥浆可以携带泥渣一起排出。泥浆还可以用作钻头的润滑和冷却剂，在冲洗钻头的同时，也可以冷却钻头。

本实施例中，所述预设深度与所述污染土壤的深度之差介于0.5m-2m之间。相当于所述钻机钻进的深度低于所述污染土壤0.5m-2m左右。可以理解的是，一般污染土壤扩散到一定深度时，由于土质问题污染无法继续往下扩散，通过使所述桩基孔的预设深度低于所述污染土壤0.5m-2m左右，以保证污染土壤能够完全被隔离，提高后续放置的护筒防污染扩散的效果。

本实施例中，在从地面钻至预设深度时，所述钻机的钻头的直径比所述桩基孔的孔径至少大20cm，以便于放置护筒。在从预设深度钻至最终深度时，根据土层情况及设计的桩径按施工要求选用合适直径的钻头。

接着，执行步骤S3，在所述桩基孔内安放护筒，所述护筒外壁设置有若干注浆管，通过所述注浆管往所述护筒外的土壤中注入止水密封材料。利用所述护筒以及止水密封材料能够用于隔离污染土壤以及污染土壤中的泥水，有效封堵污染物扩散的通道，避免污染物扩散至周边土壤以及深层土体的风险，防护效果更佳。并且，由于是先钻孔后放置护筒，避免了传统的套管压入时会对套管外缘的周围土体产生挤压破坏的问题，通过钻机即可实现灌注桩的施工，施工难度小、工期短且经济效益高。

具体的，所述护筒用于隔离污染土壤中的污染物，其长度与所述预设深度相等，相当于所述护筒也要伸入所述预设深度以下0.5m-2m左右，以保证隔离效果。本实施例中，所述护筒与所述桩基孔的轴线应当重合，并保证所述护筒的垂直度。所述护筒的材质为钢，经济效益高。所述护筒可在基坑开挖后视情况回收。

所述注浆管为多根，多根所述注浆管沿所述护筒的周向等间距分布。由于桩基孔为圆柱状，通过在护筒周边设置多根注浆管以便于均匀的往所述护筒周边的土体中注入止水密封材料，有效封堵污染物扩散的通道。同时，应当理解的是，由于护筒的长度与所述预设深度相等，所述注浆管也与所述护筒的长度相等，故通过所述注浆管往所述护筒周边的土体注入止水密封材料时，所述止水密封材料能够在护筒的底部形成一道屏障，防止护筒内的污染物扩散至深层土体中。本实施例中，所述注浆管的数量8根，8根所述注浆管沿所述护筒的周向均匀分布。当然，本申请对于所述注浆管的数量以及分布方式不作任何限制，可根据桩基孔的孔径大小进行调整。

本实施例中，所述注浆管的横截面为半圆形，所述注浆管的开口处与所述护筒的外壁焊接，保证注浆管的稳固性。

所述注浆管沿轴向等间距设置有多个注浆孔，往所述注浆管注入所述止水密封材料后，所述止水密封材料通过所述注浆孔进入所述土壤中。通过设置多个注浆孔进一步保证止水密封材料能够均匀的注入护筒周边的土壤中。本实施例中，所述注浆孔沿所述注浆管的轴向每隔20cm设置一个，数量为10个，所述注浆孔的直径为1cm。

本实施例中，所述注浆孔上设置有单向阀，用于防止止水密封材料回流。

所述止水密封材料可以为含有发泡剂的水泥浆。通过在水泥浆中添加发泡剂能够提高混凝土的抗压强度以及抗渗透性能，防止护筒中的污染物往深层土壤渗透。或者，所述止水密封材料为膨润土浆液，由于膨润土浆液(含高分子化学材料)具有快速凝固的特点，凝固后呈果冻状，在形成密封层的同时与护管的粘结力较小，更便于将所述护筒拔出。本实施例中，所述止水密封材料为膨润土浆液。

最后，执行步骤S4，往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩。本实施例中，往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩的步骤具体包括：

步骤S41：将所述桩基孔内的钻孔泥浆抽出，并往所述桩基孔内注入新的钻孔泥浆，利用钻机在所述桩基孔内继续钻进至最终深度；

步骤S42：在所述桩基孔内放入钢筋笼；

步骤S43：往所述桩基孔内浇筑混凝土。

执行完步骤S3之后，执行步骤S41，将所述桩基孔内的钻孔泥浆抽出，并往所述桩基孔内注入新的钻孔泥浆，利用钻机在所述桩基孔内继续钻进至最终深度。由于需要二次施工以使桩基孔达到最终深度，而旧的钻孔泥浆中混入了污染物，为避免污染物的扩散，需要置换钻孔泥浆。在将所述桩基孔内的钻孔泥浆抽出之前，需要先确认护筒与周边土体的止水密封材料固结情况，检查合格后，再将旧的钻孔泥浆抽出，注入新的钻孔泥浆。

在然后执行步骤S42之前，需要对所述桩基孔清孔以保证灌注桩施工的质量，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。然后再执行步骤S42，在所述桩基孔内放入钢筋笼，由于混凝土的抗压强度高但抗拉强度是很低，钢筋笼对桩身混凝土起到约束的作用，使之能承受一定的轴向拉力。

最后执行步骤S43，往所述桩基孔内浇筑混凝土，以形成最终的灌注桩。

在执行步骤S43往所述桩基孔内浇筑混凝土之后，所述灌注桩施工方法还包括：所述护筒在灌注桩施工完成后，可将护筒拔出。当所述混凝土的浇筑长度范围内与所述护筒长度范围有重叠时(搭接)，可在所述混凝土初凝前将所述护筒拔出，以便于将所述护筒回收，能够重复使用。

综上，本发明实施例提供了一种灌注桩施工方法，包括：获取污染土壤的范围和深度以及灌注桩的施工位置，所述灌注桩的施工位置位于所述污染土壤的范围内；在所述施工位置处向地下钻桩基孔至预设深度，所述预设深度大于所述污染土壤的深度；在所述桩基孔内安放护筒，所述护筒的外壁上设置有若干注浆管，通过所述注浆管往所述护筒外的土壤中注入止水密封材料；往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩。利用所述护筒以及止水密封材料能够用于隔离污染土壤以及污染土壤中的泥水，有效封堵污染物扩散的通道，避免污染物扩散至周边土壤以及深层土体的风险，防护效果更佳。并且，由于是先钻孔后放置护筒，避免了传统的套管压入时会对套管外缘的周围土体产生挤压破坏的问题，通过钻机即可实现灌注桩的施工，施工难度小、工期短且经济效益高。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种灌注桩施工方法，其特征在于，包括：

获取污染土壤的范围和深度以及灌注桩的施工位置，所述灌注桩的施工位置位于所述污染土壤的范围内；

在所述施工位置处向地下钻桩基孔至预设深度，所述预设深度大于所述污染土壤的深度；

在所述桩基孔内安放护筒，所述护筒的外壁上设置有若干注浆管，通过所述注浆管往所述护筒外的土壤中注入止水密封材料；

往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩。

2.如权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，利用钻机在所述施工位置处向地下钻桩基孔至预设深度，且所述钻机在钻进的同时还往所述桩基孔内注入钻孔泥浆。

3.如权利要求2所述的灌注桩施工方法，其特征在于，往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩的步骤具体包括：

将所述桩基孔内的钻孔泥浆抽出，并往所述桩基孔内注入新的钻孔泥浆，利用钻机在所述桩基孔内继续钻进至最终深度；

在所述桩基孔内放入钢筋笼；

往所述桩基孔内浇筑混凝土。

4.如权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，所述钻机的钻头的直径比所述桩基孔的孔径至少大20cm。

5.如权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，所述预设深度与所述污染土壤的深度之差介于0.5m-2m之间。

6.如权利要求1或5所述的灌注桩施工方法，其特征在于，所述护筒的长度与所述预设深度相等。

7.如权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，所述注浆管为多根，多根所述注浆管沿所述护筒的周向等间距分布。

8.如权利要求1或7所述的灌注桩施工方法，其特征在于，所述注浆管沿轴向等间距设置有多个注浆孔，往所述注浆管注入所述止水密封材料后，所述止水密封材料通过所述注浆孔进入所述土壤中。

9.如权利要求8所述的灌注桩施工方法，其特征在于，所述注浆孔上设置有单向阀。

10.如权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，所述止水密封材料为含有发泡剂的水泥浆。

11.如权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，所述止水密封材料为膨润土浆液。

12.如权利要求10或11所述的灌注桩施工方法，其特征在于，往所述桩基孔内浇筑混凝土以形成灌注桩之后，所述灌注桩施工方法还包括：

在所述混凝土初凝前将所述护筒拔出。

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