CN111893994A - 风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明申请公开了一种风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，包括，第一步，施工平台平整，采用水沉法平整，先采用挖掘机粗平，在粗平过程中，同时进行浇水湿润；第二步，旋喷桩护筒施工，采用高压旋喷桩连续施工，相互紧密结合，最终形成密闭的环形空间，需保证相邻旋喷桩之间部分重合，形成的护筒密闭且内径比桩基直径大30cm；其中，所述旋喷桩护筒施工的施工项目包括钻机定位、制备水泥浆、钻孔和提升喷浆管、搅拌。本发明申请解决了由于在风积沙地层陡坡上砂层较为密实导致钢护筒振设困难，设钢护筒的大型机械及振锤难以到达桩位处，导致的在振设钢护筒过程中对周边土体扰动极易造成滑坡，平台坍塌等事故的技术问题。

Description

风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法

技术领域

本发明申请涉及桥梁工程施工领域，具体而言，涉及一种风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法。

背景技术

目前国内常规都是采用常规钢护筒进行钻孔灌注桩施工，钢护筒用2～4mm厚的钢板焊成，长度2米，护筒的内径应比设计桩径大30～40cm，护筒对成孔、成桩的质量有着重要影响，一般钻孔前应设置坚固不漏水的护筒。护筒的作用：1、定位；2、钻孔导向；3、保护孔口，以及防止地面石块掉入孔内；4、隔离孔内孔外表层水；5、保持泥浆水位(压力)，防止坍孔；6、桩顶标高控制依据之一；7、防止钻孔过程中的沉渣回流；8、保持孔内水位高出施工水位以稳定孔壁。

但是在风积沙地层陡坡上，钢护筒施工存在的主要问题有：

1、振设钢护筒的大型机械及振锤难以到达桩位处；

2、砂层较为密实导致钢护筒振设困难；

3、在振设钢护筒过程中对周边土体扰动极易造成滑坡，平台坍塌等事故。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明申请的主要目的在于提供一种风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，以解决由于在风积沙地层陡坡上砂层较为密实导致钢护筒振设困难，设钢护筒的大型机械及振锤难以到达桩位处，导致的在振设钢护筒过程中对周边土体扰动极易造成滑坡，平台坍塌等事故的技术问题。

为了实现上述目的，提供了一种风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法。

根据本发明申请的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法包括：

第一步，施工平台平整，采用水沉法平整，先采用挖掘机粗平，在粗平过程中，同时进行浇水湿润；

第二步，旋喷桩护筒施工，采用高压旋喷桩连续施工，相互紧密结合，最终形成密闭的环形空间，需保证相邻旋喷桩之间部分重合，形成的护筒密闭且内径比桩基直径大30cm；

其中，所述旋喷桩护筒施工的施工项目包括钻机定位、制备水泥浆、钻孔和提升喷浆管、搅拌。

进一步的，所述旋喷桩护筒施工步骤中，为保证连续施工顺利进行，避免前一根旋喷桩在强度不足时因后一根旋喷桩施工而被破坏，桩位采用间隔方式分批次进行施工，每次顺时针间隔施工4根旋喷桩，下一次从前面未施工的孔位处再次间隔施工4根，如此循环至形成密闭的环状空间。

进一步的，所述施工平台平整步骤中，加强测量控制，如发现高低不平，及时用人工找平，然后再压实，直到达到设计所要求的质量为止。

进一步的，所述钻机定位的施工步骤包括，移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1％～1.5％；就位后，进行0.5MPa的低压射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

进一步的，所述制备水泥浆的施工步骤包括，高压旋喷桩的水泥浆液配制严格按设计要求控制，水灰比为1∶1，水泥浆比重1.30～1.49；首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入孔径为0.8mm的第一道筛网，过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进孔径为0.8mm的第二道过滤网，第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用；喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，先通过过滤筛过滤，把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。

进一步的，所述钻孔的施工步骤包括，钻头在预定桩位钻孔至设计标高，贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入；其过程包括，启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。

进一步的，所述提升喷浆管、搅拌的施工步骤包括，喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值25MPa，坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆，直至达到预期的加固高度后停止。

进一步的，当所述提升喷浆管、搅拌的施工步骤中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查，排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。

进一步的，所述旋喷桩护筒施工的施工项目还包括桩头部分处理。

进一步的，桩头部分处理的施工步骤包括，所述当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。

在本发明申请实施例中，采用旋喷桩闭环替代桩基护筒施工的方式，通过旋喷桩防护施工，利用多个旋喷桩围合形成密闭的互通结构，达到了替代常规的桩基护筒的目的，从而实现了避免了在风积沙地层陡坡上因振锤设置桩基护筒而致使地基结构被破坏的技术效果，进而解决了由于在风积沙地层陡坡上砂层较为密实导致钢护筒振设困难，设钢护筒的大型机械及振锤难以到达桩位处，导致的在振设钢护筒过程中对周边土体扰动极易造成滑坡，平台坍塌等事故的技术问题。

附图说明

构成本发明申请的一部分的附图用来提供对本发明申请的进一步理解，使得本发明申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本发明申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本发明申请，并不构成对本发明申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明申请实施例的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法的护筒旋喷桩施工顺序示意图；

图2是根据本发明申请实施例的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法的旋喷桩护筒施工布局示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明申请方案，下面将结合本发明申请实施例中的附图，对本发明申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明申请中的实施例，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，都应当属于本发明申请保护的范围。

需要说明的是，本发明申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明申请。

本发明申请涉及一种风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，采用的具体施工原理及应用情景为，桩基护筒施工位于风积砂地层陡坡上时，为减小护筒施工对边坡的影响，采用高压旋喷桩做护筒，施工荷载小，操作方便、简单，降低了滑坡风险，保证了桩基的施工安全。

该风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法的具体施工步骤包括：

1、施工平台平整

施工平台采用水沉法平整，先采用挖掘机粗平，在粗平过程中，同时进行浇水湿润。加强测量控制，如发现高低不平，及时用人工找平，然后再压实，直到达到设计所要求的质量为止。

2、旋喷桩护筒施工

旋喷桩护筒施工采用高压旋喷桩连续施工，相互紧密结合，最终形成密闭的环形空间，需保证相邻旋喷桩之间部分重合，形成的护筒密闭且内径比桩基直径大30cm。

为保证连续施工顺利进行，避免前一根旋喷桩在强度不足时因后一根旋喷桩施工而被破坏，桩位采用间隔方式分批次进行施工，每次顺时针间隔施工4根旋喷桩，下一次从前面未施工的孔位处再次间隔施工4根，如此循环至形成密闭的环状空间。旋喷桩围合成的环形空间的设置等同于常规的钢护筒的具体位置的布局，具体的可参考图2。

具体的旋喷桩施工，如图1所示，可先进行标号为1-4的旋喷桩的设置，等成型后，再在所述编号为1-4的旋喷桩的间隔位置中设置标号为5-8的旋喷桩，同理先设置编号为9-13的旋喷桩，再在所述编号为9-13的旋喷桩的间隔位置中设置标号为14-17的旋喷桩。直至设置的旋喷桩收尾连接拼合成密闭的环形空间。所述

(1)主要施工技术参数

浆液压力25MPa，浆液比重1.30～1.49，旋喷速度20r/min，提升速度0.25m/min，喷嘴直径2.8mm，浆液流量43.6L/min(视桩径流量可加大)。

(2)钻机定位

移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1％～1.5％。就位后，首先进行低压(0.5MPa)射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

(3)制备水泥浆

桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。

高压旋喷桩的水泥浆液配制严格按设计要求控制，水灰比为1∶1，水泥浆比重1.30～1.49。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网(孔径为0.8mm)，过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0.8mm)，第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，先通过过滤筛过滤，把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。

(4)钻孔

当采用钻机钻孔时，钻头在预定桩位钻孔至设计标高，贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。

(5)提升喷浆管、搅拌

喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值25MPa，坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆，直至达到预期的加固高度后停止。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查，排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。

(6)桩头部分处理

当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。

(7)冲洗

喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

重复以上操作，进行下一根桩的施工。

高压旋喷桩检查项目如下所示：

项次	项目	规定值或允许偏差	检查方法
				1	桩距(mm)	±100	尺量
2	桩径(mm)	不小于设计	尺量
				3	桩长(m)	不小于设计	查施工记录
4	垂直度(％)	1.5	查施工记录
				5	单桩注浆量	不小于设计	查施工记录
6	桩体28天强度(Mpa)	≥2.0	钻芯取样

3、桩基施工

开挖风积砂边坡分级平整硬化场地，RC-300型气举反循环回旋钻机成孔，基桩钻机钻孔按照隔孔施工的原则进行，不允许出现相邻孔同时进行钻孔的情况，优先施工有勘探资料的桩位。基桩钢筋笼在钢筋加工场集中制作，分节段运输，采用机械接头接长下放。混凝土由拌合站集中供应，混凝土运输车运至现场。

本发明申请的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，至少包括以下有益效果：

1、本发明申请的技术方案采用旋喷桩做护筒进行桩基施工，避免了对施工区域的振动破坏，保证了施工平台和边坡的稳定。

2、本发明申请的技术方案进行桩基护筒施工有效可行，保证了桩基施工的顺利进行。相较于钢护筒有效的缩减了工期，加快了进度计划目标，大大提高了施工效率。

3、本发明申请的技术方案保证了风积沙陡坡上桩基施工的安全。避免了发生边坡滑坡、塌孔等事故发生。

在本发明申请实施例中，采用旋喷桩闭环替代桩基护筒施工的方式，通过旋喷桩防护施工，利用多个旋喷桩围合形成密闭的互通结构，达到了替代常规的桩基护筒的目的，从而实现了避免了在风积沙地层陡坡上因振锤设置桩基护筒而致使地基结构被破坏的技术效果，进而解决了由于在风积沙地层陡坡上砂层较为密实导致钢护筒振设困难，设钢护筒的大型机械及振锤难以到达桩位处，导致的在振设钢护筒过程中对周边土体扰动极易造成滑坡，平台坍塌等事故的技术问题。

以上所述仅为本发明申请的优选实施例而已，并不用于限制本发明申请，对于本领域的技术人员来说，本发明申请可以有各种更改和变化。凡在本发明申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，施工平台平整，采用水沉法平整，先采用挖掘机粗平，在粗平过程中，同时进行浇水湿润；

第二步，旋喷桩护筒施工，采用高压旋喷桩连续施工，相互紧密结合，最终形成密闭的环形空间，需保证相邻旋喷桩之间部分重合，形成的护筒密闭且内径比桩基直径大30cm；

其中，所述旋喷桩护筒施工的施工项目包括钻机定位、制备水泥浆、钻孔和提升喷浆管、搅拌。

2.根据权利权利要求1所述的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，所述旋喷桩护筒施工步骤中，为保证连续施工顺利进行，避免前一根旋喷桩在强度不足时因后一根旋喷桩施工而被破坏，桩位采用间隔方式分批次进行施工，每次顺时针间隔施工4根旋喷桩，下一次从前面未施工的孔位处再次间隔施工4根，如此循环至形成密闭的环状空间。

3.根据权利权利要求1所述的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，所述施工平台平整步骤中，加强测量控制，如发现高低不平，及时用人工找平，然后再压实，直到达到设计所要求的质量为止。

4.根据权利权利要求1至3任一项所述的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，所述钻机定位的施工步骤包括，移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1％～1.5％；就位后，进行0.5MPa的低压射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

5.根据权利权利要求1至3任一项所述的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，所述制备水泥浆的施工步骤包括，高压旋喷桩的水泥浆液配制严格按设计要求控制，水灰比为1∶1，水泥浆比重1.30～1.49；首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入孔径为0.8mm的第一道筛网，过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进孔径为0.8mm的第二道过滤网，第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用；喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，先通过过滤筛过滤，把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。

6.根据权利权利要求1至3任一项所述的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，所述钻孔的施工步骤包括，钻头在预定桩位钻孔至设计标高，贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入；其过程包括，启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。

7.根据权利权利要求1至3任一项所述的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，所述提升喷浆管、搅拌的施工步骤包括，喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值25MPa，坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆，直至达到预期的加固高度后停止。

8.根据权利权利要求7所述的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，当所述提升喷浆管、搅拌的施工步骤中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查，排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。

9.根据权利权利要求1至3任一项所述的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，所述旋喷桩护筒施工的施工项目还包括桩头部分处理。

10.根据权利权利要求9所述的风积沙丘陡坡基桩无护筒成孔方法，其特征在于，桩头部分处理的施工步骤包括，所述当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。

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