CN112081102A - 一种大直径钻孔灌注桩及其施工方法 - Google Patents

一种大直径钻孔灌注桩及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大直径钻孔灌注桩，包括柱体和底部，底部的地面还包括两条同心设置的环形凸条；其整体由柱形笼和环形笼连接成一体之后，灌注混凝土后凝结成型；所述柱形笼的外侧连接有五根注浆管，所述注浆管连接有注浆机械。本发明一种大直径钻孔灌注桩及其施工方法，该方法适用性广、施工速度快、质量可靠，能消除孔底沉渣的不良影响，通过该方法制作的大直径钻孔灌注桩，提高了桩端的承压面积，提高了钻孔灌注桩的桩端承载力。

Description

一种大直径钻孔灌注桩及其施工方法
技术领域
本发明涉及钻孔灌注桩技术领域，尤其涉及一种大直径钻孔灌注桩及其施工方法。
背景技术
工程中一般把桩径大于或等于0.8m的钻孔灌注桩定义为大直径钻孔灌注桩。大直径基桩以其适用性广、施工速度快、质量可靠、承载能力强等优点成为城市高层建筑、地下工程、公路与铁路桥梁、港口码头工程等领域中越来越重要的一种基础形式。由于大直径桩设计承载大并隐蔽于地下，所以严格控制桩基施工质量、确保单桩极限承载力对建筑物的安全性和经济性至关重要。在实际施工过程中，由于施工队伍的素质、技术水平和施工工艺的限制，对于成孔后就地灌注混凝土的灌注桩来说，由于清孔不彻底或孔底沉渣不易清理干净，桩底极易形成沉渣。桩底沉渣对单桩的竖向承载力影响较大，桩底沉渣厚度越大，桩端持力层的承载力越小，单桩的竖向承载力亦越小。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种大直径钻孔灌注桩及其施工方法，该方法适用性广、施工速度快、质量可靠，能消除孔底沉渣的不良影响，通过该方法制作的大直径钻孔灌注桩，提高了桩端的承压面积，提高了钻孔灌注桩的桩端承载力。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种大直径钻孔灌注桩，包括柱体和底部，底部的地面还包括两条同心设置的环形凸条；其整体由柱形笼和环形笼连接成一体之后，灌注混凝土后凝结成型；所述柱形笼的外侧连接有五根注浆管，所述注浆管连接有注浆机械。
上述技术方案中，所述柱形笼包括至少六根数值的钢柱和若干根水平布置的环梁，所述钢柱围成圆柱体的直径最少为80cm，所述环梁的数量由柱形笼的高度确定，每根环梁的间距不大于50cm；所述钢柱和所述环梁之间通过金属丝进行连接。
上述技术方案中，所述环形笼分为若干个扇形笼，所述扇形笼数量等同于所述钢柱数量；所述环形笼的外径不大于所述柱形笼外径的两倍，所述环形笼的内径不小于柱形笼的外径；所述扇形笼外部的金属支架和内部支撑用的金属杆，所述环形笼和所述柱形笼由金属丝进行连接。
上述技术方案中，所述注浆管通过金属丝进行连接至环梁外侧，所述注浆管的顶部高度高于所述钢柱，其中四根注浆管的端部设置有注浆阀。
一种上述的大直径钻孔灌注桩的施工方法，包括：步骤一，确定施工地点和完成方案设计；步骤二，定点钻孔，转孔完成后，扩大孔底直径，扩孔后，开挖两道环槽；步骤三，吊机将扇形笼吊入钻孔内，并放入扩孔部；步骤四，安排工人下钻孔内，将各个扇形笼用金属丝绑扎成一体，形成环形笼，完工后，工人出孔；步骤五，吊入柱形笼；步骤六，安排工人下钻孔内，将柱形笼和环形笼用金属丝绑扎成一体；步骤七，吊入注浆管，工人将注浆管连接至柱形笼钢柱的外侧壁上，每拉升工人上移一段距离，工人都进行一次注浆管和钢柱的连接工作，在注浆管突出钻孔的顶端设置注浆阀；步骤八，对钻孔进行灌注混凝土，形成大直径灌装柱；步骤九，在混凝土凝结后，对注浆管进行清水清洗，同步进行水泥浆的配置工作；步骤十，将水泥浆从注浆管顶部灌入，灌注的同时，对注浆管内部进行增压；步骤十一，水泥浆灌注完成后，拆下注浆阀，待水泥浆凝结，成桩。
在步骤四至步骤七中，下孔工人身着防护服，并且腰部连接拉绳，拉绳另一端连接提拉机械，提拉机械设置有支架，该支架架设于钻孔上方；每完成一个步骤或者定时地将工人拉离钻孔内。
在步骤七中，注浆管和钢柱采用焊接或者丝扣的方式进行连接。
步骤十中，注浆管注浆压力为2MPa。
步骤九中，水泥浆采用P.O42.5级硅酸盐水泥，浆液水灰比为0.6，搅拌时间不少于2min。
成桩后，将注浆管的露出地面端部采用堵头进行密封封堵。
本发明提供了一种大直径钻孔灌注桩及其施工方法，该方法适用性广、施工速度快、质量可靠，能消除孔底沉渣的不良影响，通过该方法制作的大直径钻孔灌注桩，提高了桩端的承压面积，提高了钻孔灌注桩的桩端承载力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行 描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而 言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它 的实施例及其附图。
图1是本发明的施工流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的 前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。
如图1所示，一种大直径钻孔灌注桩的施工方法，包括：步骤一，确定施工地点和完成方案设计；步骤二，定点钻孔，转孔完成后，扩大孔底直径，扩孔后，开挖两道环槽；步骤三，吊机将扇形笼吊入钻孔内，并放入扩孔部；步骤四，安排工人下钻孔内，将各个扇形笼用金属丝绑扎成一体，形成环形笼，完工后，工人出孔；步骤五，吊入柱形笼；步骤六，安排工人下钻孔内，将柱形笼和环形笼用金属丝绑扎成一体；步骤七，吊入注浆管，工人将注浆管连接至柱形笼钢柱的外侧壁上，每拉升工人上移一段距离，工人都进行一次注浆管和钢柱的连接工作，在注浆管突出钻孔的顶端设置注浆阀；步骤八，对钻孔进行灌注混凝土，形成大直径灌装柱；步骤九，在混凝土凝结后，对注浆管进行清水清洗，同步进行水泥浆的配置工作；步骤十，将水泥浆从注浆管顶部灌入，灌注的同时，对注浆管内部进行增压；步骤十一，水泥浆灌注完成后，拆下注浆阀，待水泥浆凝结，成桩。
在步骤四至步骤七中，下孔工人身着防护服，并且腰部连接拉绳，拉绳另一端连接提拉机械，提拉机械设置有支架，该支架架设于钻孔上方；每完成一个步骤或者定时地将工人拉离钻孔内。
在步骤七中，注浆管和钢柱采用焊接或者丝扣的方式进行连接。
步骤十中，注浆管注浆压力为2MPa。
步骤九中，水泥浆采用P.O42.5级硅酸盐水泥，浆液水灰比为0.6，搅拌时间不少于2min。
成桩后，将注浆管的露出地面端部采用堵头进行密封封堵。
本发明还包括一种大直径钻孔灌注桩的技术方案，该大直径钻孔灌注桩包括柱体和底部，底部的地面还包括两条同心设置的环形凸条；其整体由柱形笼和环形笼连接成一体之后，灌注混凝土后凝结成型；所述柱形笼的外侧连接有五根注浆管，所述注浆管连接有注浆机械。
所述柱形笼包括至少六根数值的钢柱和若干根水平布置的环梁，所述钢柱围成圆柱体的直径最少为80cm，所述环梁的数量由柱形笼的高度确定，每根环梁的间距不大于50cm；所述钢柱和所述环梁之间通过金属丝进行连接。
所述环形笼分为若干个扇形笼，所述扇形笼数量等同于所述钢柱数量；所述环形笼的外径不大于所述柱形笼外径的两倍，所述环形笼的内径不小于柱形笼的外径；所述扇形笼外部的金属支架和内部支撑用的金属杆，所述环形笼和所述柱形笼由金属丝进行连接。
所述注浆管通过金属丝进行连接至环梁外侧，所述注浆管的顶部高度高于所述钢柱，其中四根注浆管的端部设置有注浆阀。
本发明在钻孔灌注桩成桩之后，通过预设于钢筋笼的注浆管和注浆阀在一定压力下向桩侧、桩底注入一定量的水泥浆液。桩端注浆阀可适当伸出钢筋笼以防止被混凝土完全包裹，注浆管露出地面部分须用堵头堵好。
钻孔灌注桩的在施工过程中形成的桩端沉渣，会使桩端形成一个软弱层会降低灌注桩承载能力，桩端注浆预制桩的破坏分为桩端持力层承载力不足的刺入破坏和注浆体本身的劈裂破坏。本技术是通过注浆使浆液渗透到最疏松的桩端沉渣间隙中，与沉渣相结合，形成水泥凝结块，能消除孔底沉渣的不良影响。水泥浆液进一步向桩端持力层中渗透，在桩端形成扩大头，扩大头随着注浆的进行不断增大，这样势必对桩端持力层起压密作用，另外还提高了桩端的承压面积，提高了钻孔灌注桩的桩端承载力。
预设在桩身内的注浆导管以及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体，包括沉渣和泥皮得到加固，从而提高单桩承载力，减小桩基沉降。
从注浆加固机理出发，在孔底含有沉渣的情况下，分析沉渣注浆加固技术提高钻孔灌注桩承载性能机理，包括注浆管的设置、浆液配合比、注浆压力和注浆量、注浆工艺流程及技术控制指标等。利用原位足尺基桩的静载荷试验，研究对比桩端注浆前后桩的沉降、承载力的变化，分析沉渣注浆加固技术对钻孔灌注桩不利因素的改善效果，总结采用沉渣注浆加固技术的钻孔灌注桩竖向承载力的提高机制。
采用本发明的施工方法，单桩承载力比设计值提升10～15%，从而提升桩基工程经济效益。利用孔底沉渣进行注浆，无需清底，减少成孔清底的工艺时间，提升了成孔效率。利用沉渣进行注浆，提升单桩承载力，减少了沉渣外运和处理的过程，减少环境污染。
采用本发明的施工方法，提高了单桩承载力，从而减少混凝土方量，从造价上将降低1%。不清底，减少了成孔时间，从工艺上将极大提升成孔效率，从而降低成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明提供了一种大直径钻孔灌注桩及其施工方法，该方法适用性广、施工速度快、质量可靠，能消除孔底沉渣的不良影响，通过该方法制作的大直径钻孔灌注桩，提高了桩端的承压面积，提高了钻孔灌注桩的桩端承载力。

Claims (10)

1.一种大直径钻孔灌注桩，其特征在于，包括柱体和底部，底部的地面还包括两条同心设置的环形凸条；其整体由柱形笼和环形笼连接成一体之后，灌注混凝土后凝结成型；所述柱形笼的外侧连接有五根注浆管，所述注浆管连接有注浆机械。
2.根据权利要求1所述的大直径钻孔灌注桩，其特征在于，所述柱形笼包括至少六根数值的钢柱和若干根水平布置的环梁，所述钢柱围成圆柱体的直径最少为80cm，所述环梁的数量由柱形笼的高度确定，每根环梁的间距不大于50cm；所述钢柱和所述环梁之间通过金属丝进行连接。
3.根据权利要求2所述的大直径钻孔灌注桩，其特征在于，所述环形笼分为若干个扇形笼，所述扇形笼数量等同于所述钢柱数量；所述环形笼的外径不大于所述柱形笼外径的两倍，所述环形笼的内径不小于柱形笼的外径；所述扇形笼外部的金属支架和内部支撑用的金属杆，所述环形笼和所述柱形笼由金属丝进行连接。
4.根据权利要求3所述的大直径钻孔灌注桩，其特征在于，所述注浆管通过金属丝进行连接至环梁外侧，所述注浆管的顶部高度高于所述钢柱，其中四根注浆管的端部设置有注浆阀。
5.一种大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，包括：步骤一，确定施工地点和完成方案设计；步骤二，定点钻孔，转孔完成后，扩大孔底直径，扩孔后，开挖两道环槽；步骤三，吊机将扇形笼吊入钻孔内，并放入扩孔部；步骤四，安排工人下钻孔内，将各个扇形笼用金属丝绑扎成一体，形成环形笼，完工后，工人出孔；步骤五，吊入柱形笼；步骤六，安排工人下钻孔内，将柱形笼和环形笼用金属丝绑扎成一体；步骤七，吊入注浆管，工人将注浆管连接至柱形笼钢柱的外侧壁上，每拉升工人上移一段距离，工人都进行一次注浆管和钢柱的连接工作，在注浆管突出钻孔的顶端设置注浆阀；步骤八，对钻孔进行灌注混凝土，形成大直径灌装柱；步骤九，在混凝土凝结后，对注浆管进行清水清洗，同步进行水泥浆的配置工作；步骤十，将水泥浆从注浆管顶部灌入，灌注的同时，对注浆管内部进行增压；步骤十一，水泥浆灌注完成后，拆下注浆阀，待水泥浆凝结，成桩。
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，在步骤四至步骤七中，下孔工人身着防护服，并且腰部连接拉绳，拉绳另一端连接提拉机械，提拉机械设置有支架，该支架架设于钻孔上方；每完成一个步骤或者定时地将工人拉离钻孔内。
7.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，在步骤七中，注浆管和钢柱采用焊接或者丝扣的方式进行连接。
8.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，步骤十中，注浆管注浆压力为2MPa。
9.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，步骤九中，水泥浆采用P.O42.5级硅酸盐水泥，浆液水灰比为0.6，搅拌时间不少于2min。
10.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，成桩后，将注浆管的露出地面端部采用堵头进行密封封堵。
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