CN111997046A - 一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，属于混凝土桩技术领域，本发明可以实现创新性采用分段灌注的方式，将双效监测棒安装于钢筋笼上，随分段灌注同步预埋，从而有效改善混凝土管桩在地基环境中出现沉降现象，并伴随着混凝土的浇筑，利用其水化热现象吸收热量并触发锚固动作，与孔壁实现高强度的结合，同时将上下两端的混凝土进行连接，另外预埋至混凝土内可以同时进行弯曲和沉降监测，在灌注桩出现弯曲和沉降时可以触发报警电路，并向外界发送报警信号，技术人员可以及时采取补救措施，有效提高钻孔灌注桩的稳定性和安全性，并降低施工难度控制施工成本。

Description

一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法
技术领域
本发明涉及混凝土桩技术领域，更具体地说，涉及一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法。
背景技术
混凝土桩用混凝土(包括普通钢筋混凝土、预应力混凝土)制成的桩。具有节约木材和钢材、经久耐用、造价低廉等优点，已广泛使用于水工建筑、工业建筑、民用建筑和桥梁的基础工程，还常用于边坡及基坑支护的抗滑或隔水。
钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
混凝土桩在灌注时大多采用一次灌注完成避免中断，否则容易出现断桩现象，严重降低混凝土桩强度和质量，但是在长度较长时，一次灌注完成的工艺难度较高，混凝土压力较大，成型后强度不均匀，且由于混凝土桩重量较重，在成型后存在与地基环境脱轨的可能，从而导致不可控的沉降发生，严重影响施工质量。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，可以实现创新性采用分段灌注的方式，将双效监测棒安装于钢筋笼上，随分段灌注同步预埋，从而有效改善混凝土管桩在地基环境中出现沉降现象，并伴随着混凝土的浇筑，利用其水化热现象吸收热量并触发锚固动作，与孔壁实现高强度的结合，同时将上下两端的混凝土进行连接，另外预埋至混凝土内可以同时进行弯曲和沉降监测，在灌注桩出现弯曲和沉降时可以触发报警电路，并向外界发送报警信号，技术人员可以及时采取补救措施，有效提高钻孔灌注桩的稳定性和安全性，并降低施工难度控制施工成本。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤：
S1、施工人员、材料和设备陆续进场，对施工场地进行平整，确定孔位；
S2、埋设多段式护筒，然后安装钻孔机并进行定位，随后制备好泥浆备用；
S3、钻孔机开始钻孔，过程中实时注入泥浆和抽渣，钻孔结束后进行清孔；
S4、根据灌注桩的长度选择合适数量的双效监测棒均匀焊接于绑扎好的钢筋笼上，再将钢筋笼垂直吊放至孔位内，定位后加以固定；
S5、用导管分段灌注混凝土，灌注高度以到达指定双效监测棒的一半为宜，暂停灌注并吊放振捣棒进行振捣均匀，结束后继续灌注，同时双效监测棒触发锚固动作。
进一步的，所述步骤S2中钻孔机定位必须使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度，且钻机位置的偏差不大于2cm。
进一步的，所述双效监测棒包括竖连管、一对扩面球、横连管和防沉降锚杆，一对所述扩面球分别连接于竖连管两端，所述横连管连接于扩面球靠近护筒的一端并与竖连管保持垂直，且扩面球与横连管相连通，所述防沉降锚杆插设于横连管内，竖连管和扩面球相互配合起到连接上下段混凝土的作用，横连管在辅助提高连接效果时，对防沉降锚杆提供保护和导向作用，进而有利于延伸刺入孔壁内实现锚固。
进一步的，所述扩面球内端连接有驱动磁铁，所述驱动磁铁上连接有传力导球，所述传力导球与防沉降锚杆之间连接有相变杆，所述防沉降锚杆内端镶嵌连接有排斥磁铁，基于相变杆对热量吸收的相变特点，利用驱动磁铁对排斥磁铁之间的排斥作用，从而迫使防沉降锚杆从横连管进行迁移并刺入孔壁内。
进一步的，所述传力导球相互靠近一端均连接有导电杆，所述导电杆远离传力导球一端连接有导电球，下侧的所述导电杆比上侧的所述导电杆靠近护筒，所述传力导球内安装有电源和无线报警器，贴合灌注桩的沉降特点，在灌注桩出现沉降或者是弯曲时，均可以通过导电球之间的相互接触实现电路的连通，从而触发无线报警器的报警信号，及时告知给技术人员。
进一步的，所述导电杆和导电球均采用导电材料制成，且导电杆与传力导球内的电源之间电性连接。
进一步的，所述相变杆为柔性材料制成的管状结构，所述相变杆内填充有热熔性树脂材料，相变杆在初始状态下为弯曲的硬性结构从而可以在横连管内容纳防沉降锚杆，并对驱动磁铁的排斥作用进行抵抗，在吸收热量后内部的热熔性树脂材料熔化，相变杆整体软化呈柔性可伸展状态，从而在防沉降锚杆迁移刺入孔壁后变为直管，不仅对防沉降锚杆的迁移距离进行控制，避免其直接从横连管中脱落，并在冷却后硬化，可以有效的将防沉降锚杆的弯曲力传递至传力导球，从而触发导电杆的倾斜动作。
进一步的，所述横连管上开设有多个均匀分布的注浆孔，所述横连管与扩面球的连接处连接有隔离盘，所述隔离盘上开设有与相变杆相匹配的贯通孔，注浆孔可以供混凝土进入到横连管内进行填充，从而提高横连管的强度，隔离盘起到隔离混凝土的作用，避免进入到扩面球和竖连管干扰到监测。
进一步的，所述步骤S5中的混凝土包括以下重量份数计的原料：硅酸盐水泥360-500份、超细矿粉20-60份、砂700-750份、碎石1000-1200份、水120-150份、减水剂3.5-5.5份和激发剂10-12份。
进一步的，所述步骤S5中在分段灌注混凝土前预先吊起多段式护筒，并拆卸相应长度的护筒，为双效监测棒的锚固动作提供空间。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现创新性采用分段灌注的方式，将双效监测棒安装于钢筋笼上，随分段灌注同步预埋，从而有效改善混凝土管桩在地基环境中出现沉降现象，并伴随着混凝土的浇筑，利用其水化热现象吸收热量并触发锚固动作，与孔壁实现高强度的结合，同时将上下两端的混凝土进行连接，另外预埋至混凝土内可以同时进行弯曲和沉降监测，在灌注桩出现弯曲和沉降时可以触发报警电路，并向外界发送报警信号，技术人员可以及时采取补救措施，有效提高钻孔灌注桩的稳定性和安全性，并降低施工难度控制施工成本。
(2)双效监测棒包括竖连管、一对扩面球、横连管和防沉降锚杆，一对扩面球分别连接于竖连管两端，横连管连接于扩面球靠近护筒的一端并与竖连管保持垂直，且扩面球与横连管相连通，防沉降锚杆插设于横连管内，竖连管和扩面球相互配合起到连接上下段混凝土的作用，横连管在辅助提高连接效果时，对防沉降锚杆提供保护和导向作用，进而有利于延伸刺入孔壁内实现锚固。
(3)扩面球内端连接有驱动磁铁，驱动磁铁上连接有传力导球，传力导球与防沉降锚杆之间连接有相变杆，防沉降锚杆内端镶嵌连接有排斥磁铁，基于相变杆对热量吸收的相变特点，利用驱动磁铁对排斥磁铁之间的排斥作用，从而迫使防沉降锚杆从横连管进行迁移并刺入孔壁内。
(4)传力导球相互靠近一端均连接有导电杆，导电杆远离传力导球一端连接有导电球，下侧的导电杆比上侧的导电杆靠近护筒，传力导球内安装有电源和无线报警器，贴合灌注桩的沉降特点，在灌注桩出现沉降或者是弯曲时，均可以通过导电球之间的相互接触实现电路的连通，从而触发无线报警器的报警信号，及时告知给技术人员。
(5)相变杆为柔性材料制成的管状结构，相变杆内填充有热熔性树脂材料，相变杆在初始状态下为弯曲的硬性结构从而可以在横连管内容纳防沉降锚杆，并对驱动磁铁的排斥作用进行抵抗，在吸收热量后内部的热熔性树脂材料熔化，相变杆整体软化呈柔性可伸展状态，从而在防沉降锚杆迁移刺入孔壁后变为直管，不仅对防沉降锚杆的迁移距离进行控制，避免其直接从横连管中脱落，并在冷却后硬化，可以有效的将防沉降锚杆的弯曲力传递至传力导球，从而触发导电杆的倾斜动作。
(6)横连管上开设有多个均匀分布的注浆孔，横连管与扩面球的连接处连接有隔离盘，隔离盘上开设有与相变杆相匹配的贯通孔，注浆孔可以供混凝土进入到横连管内进行填充，从而提高横连管的强度，隔离盘起到隔离混凝土的作用，避免进入到扩面球和竖连管干扰到监测。
附图说明
图1为本发明浇筑时的流程示意图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为本发明双效监测棒正常状态下的结构示意图；
图4为本发明双效监测棒运行状态下的结构示意图；
图5为本发明浇筑后的流程示意图。
图中标号说明：
1双效监测棒、11竖连管、12扩面球、13横连管、14防沉降锚杆、2注浆孔、3传力导球、4相变杆、5隔离盘、6导电杆、7导电球、8驱动磁铁。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤：
S1、施工人员、材料和设备陆续进场，对施工场地进行平整，确定孔位；
S2、埋设多段式护筒，然后安装钻孔机并进行定位，随后制备好泥浆备用；
S3、钻孔机开始钻孔，过程中实时注入泥浆和抽渣，钻孔结束后进行清孔；
S4、根据灌注桩的长度选择合适数量的双效监测棒1均匀焊接于绑扎好的钢筋笼上，再将钢筋笼垂直吊放至孔位内，定位后加以固定；
S5、用导管分段灌注混凝土，灌注高度以到达指定双效监测棒1的一半为宜，暂停灌注并吊放振捣棒进行振捣均匀，结束后继续灌注，同时双效监测棒1触发锚固动作。
步骤S2中钻孔机定位必须使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度，且钻机位置的偏差不大于2cm。
请参阅图2，双效监测棒1包括竖连管11、一对扩面球12、横连管13和防沉降锚杆14，一对扩面球12分别连接于竖连管11两端，横连管13连接于扩面球12靠近护筒的一端并与竖连管11保持垂直，且扩面球12与横连管13相连通，防沉降锚杆14插设于横连管13内，竖连管11和扩面球12相互配合起到连接上下段混凝土的作用，横连管13在辅助提高连接效果时，对防沉降锚杆14提供保护和导向作用，进而有利于延伸刺入孔壁内实现锚固。
请参阅图3-4，扩面球12内端连接有驱动磁铁8，驱动磁铁8上连接有传力导球3，传力导球3与防沉降锚杆14之间连接有相变杆4，防沉降锚杆14内端镶嵌连接有排斥磁铁，基于相变杆4对热量吸收的相变特点，利用驱动磁铁8对排斥磁铁之间的排斥作用，从而迫使防沉降锚杆14从横连管13进行迁移并刺入孔壁内。
传力导球3相互靠近一端均连接有导电杆6，导电杆6远离传力导球3一端连接有导电球7，下侧的导电杆6比上侧的导电杆6靠近护筒，传力导球3内安装有电源和无线报警器，贴合灌注桩的沉降特点，在灌注桩出现沉降或者是弯曲时，均可以通过导电球7之间的相互接触实现电路的连通，从而触发无线报警器的报警信号，及时告知给技术人员。
导电杆6和导电球7均采用导电材料制成，且导电杆6与传力导球3内的电源之间电性连接。
相变杆4为柔性材料制成的管状结构，相变杆4内填充有热熔性树脂材料，相变杆4在初始状态下为弯曲的硬性结构从而可以在横连管13内容纳防沉降锚杆14，并对驱动磁铁8的排斥作用进行抵抗，在吸收热量后内部的热熔性树脂材料熔化，相变杆4整体软化呈柔性可伸展状态，从而在防沉降锚杆14迁移刺入孔壁后变为直管，不仅对防沉降锚杆14的迁移距离进行控制，避免其直接从横连管13中脱落，并在冷却后硬化，可以有效的将防沉降锚杆14的弯曲力传递至传力导球3，从而触发导电杆6的倾斜动作。
横连管13上开设有多个均匀分布的注浆孔2，横连管13与扩面球12的连接处连接有隔离盘5，隔离盘5上开设有与相变杆4相匹配的贯通孔，注浆孔2可以供混凝土进入到横连管13内进行填充，从而提高横连管13的强度，隔离盘5起到隔离混凝土的作用，避免进入到扩面球12和竖连管11干扰到监测。
步骤S5中的混凝土包括以下重量份数计的原料：硅酸盐水泥360-500份、超细矿粉20-60份、砂700-750份、碎石1000-1200份、水120-150份、减水剂3.5-5.5份和激发剂10-12份。
步骤S5中在分段灌注混凝土前预先吊起多段式护筒，并拆卸相应长度的护筒，为双效监测棒1的锚固动作提供空间。
请参阅图5，本发明可以实现创新性采用分段灌注的方式，将双效监测棒1安装于钢筋笼上，随分段灌注同步预埋，从而有效改善混凝土管桩在地基环境中出现沉降现象，并伴随着混凝土的浇筑，利用其水化热现象吸收热量并触发锚固动作，与孔壁实现高强度的结合，同时将上下两端的混凝土进行连接，另外预埋至混凝土内可以同时进行弯曲和沉降监测，在灌注桩出现弯曲和沉降时可以触发报警电路，并向外界发送报警信号，技术人员可以及时采取补救措施，有效提高钻孔灌注桩的稳定性和安全性，并降低施工难度控制施工成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、施工人员、材料和设备陆续进场，对施工场地进行平整，确定孔位；
S2、埋设多段式护筒，然后安装钻孔机并进行定位，随后制备好泥浆备用；
S3、钻孔机开始钻孔，过程中实时注入泥浆和抽渣，钻孔结束后进行清孔；
S4、根据灌注桩的长度选择合适数量的双效监测棒(1)均匀焊接于绑扎好的钢筋笼上，再将钢筋笼垂直吊放至孔位内，定位后加以固定；
S5、用导管分段灌注混凝土，灌注高度以到达指定双效监测棒(1)的一半为宜，暂停灌注并吊放振捣棒进行振捣均匀，结束后继续灌注，同时双效监测棒(1)触发锚固动作。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述步骤S2中钻孔机定位必须使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度，且钻机位置的偏差不大于2cm。
3.根据权利要求1所述的一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述双效监测棒(1)包括竖连管(11)、一对扩面球(12)、横连管(13)和防沉降锚杆(14)，一对所述扩面球(12)分别连接于竖连管(11)两端，所述横连管(13)连接于扩面球(12)靠近护筒的一端并与竖连管(11)保持垂直，且扩面球(12)与横连管(13)相连通，所述防沉降锚杆(14)插设于横连管(13)内。
4.根据权利要求3所述的一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述扩面球(12)内端连接有驱动磁铁(8)，所述驱动磁铁(8)上连接有传力导球(3)，所述传力导球(3)与防沉降锚杆(14)之间连接有相变杆(4)，所述防沉降锚杆(14)内端镶嵌连接有排斥磁铁。
5.根据权利要求4所述的一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述传力导球(3)相互靠近一端均连接有导电杆(6)，所述导电杆(6)远离传力导球(3)一端连接有导电球(7)，下侧的所述导电杆(6)比上侧的所述导电杆(6)靠近护筒，所述传力导球(3)内安装有电源和无线报警器。
6.根据权利要求5所述的一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述导电杆(6)和导电球(7)均采用导电材料制成，且导电杆(6)与传力导球(3)内的电源之间电性连接。
7.根据权利要求4所述的一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述相变杆(4)为柔性材料制成的管状结构，所述相变杆(4)内填充有热熔性树脂材料。
8.根据权利要求4所述的一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述横连管(13)上开设有多个均匀分布的注浆孔(2)，所述横连管(13)与扩面球(12)的连接处连接有隔离盘(5)，所述隔离盘(5)上开设有与相变杆(4)相匹配的贯通孔。
9.根据权利要求1所述的一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述步骤S5中的混凝土包括以下重量份数计的原料：硅酸盐水泥360-500份、超细矿粉20-60份、砂700-750份、碎石1000-1200份、水120-150份、减水剂3.5-5.5份和激发剂10-12份。
10.根据权利要求1所述的一种高稳定性分段式钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：所述步骤S5中在分段灌注混凝土前预先吊起多段式护筒，并拆卸相应长度的护筒，为双效监测棒(1)的锚固动作提供空间。
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