CN112942299A - 一种溶洞地质复合地基施工方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及土建施工的技术领域，尤其是涉及一种溶洞地质复合地基施工方法，其包括以下步骤：a.根据设计测绘桩体位置，对桩体位置进行地质勘探；b.在包含溶洞的桩体位置进行钻孔并同步安放钢护筒，直至钻孔机钻穿溶洞顶部；c.用碎石土填充溶洞至岩溶顶板位置处，并利用冲孔锤反复冲挤碎石土直至溶洞填充密实；d.采用钻孔机在溶洞回填物处钻孔，采用吊机吊入挤扩支盘机，在预定位置挤扩旋转，形成挤扩支盘空间；e.继续钻孔并同步安放钢护筒，直至遇到下一个溶洞或钻孔深度达到设计标高，若遇到下一个溶洞，则重复步骤b、c、d进行钻孔施工；f.安放钢筋笼；g.采用导管法灌注混凝土形成桩身以及支盘。本申请具提高了地基整体结构的承载能力。

Description

一种溶洞地质复合地基施工方法
技术领域
本申请涉及土建施工的技术领域，尤其是涉及一种溶洞地质复合地基施工方法。
背景技术
岩溶作为一种不良地质灾害，在石灰岩地区存在普遍，在我国西南山区的建筑施工过程中更是经常遇到。串珠型岩溶属于岩溶类型中的一种，是指由于喀斯特作用形成的一系列连串如串珠状的溶洞。
常见处理溶洞的方法是，通常采用灌水泥浆、混凝土或其他废渣来充填溶洞，或者采用桩基穿过溶洞的方法以加固地基。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下技术缺陷：直接通过混凝土等对溶洞进行填充，导致岩溶地区的承载能力较差，不利于保证工程的质量，存在较大的安全隐患。对此，有待进一步改进。
发明内容
为了提高岩溶地区的承载能力，本申请提供一种溶洞地质复合地基施工方法。
本申请提供的一种溶洞地质复合地基施工方法采用如下的技术方案：
一种溶洞地质复合地基施工方法，包括以下步骤：
a.根据设计测绘桩体位置，对桩体位置进行地质勘探，确定溶洞的分布范围以及溶洞的类型，其中，根据桩体位置是否落入溶洞的分布范围，将桩体位置分为包括溶洞的桩体位置和不包含溶洞的桩体位置；
b.在包含溶洞的桩体位置布设钻孔、冲孔工作台，采用钻孔机在该桩体位置进行钻孔并同步安放钢护筒，直至钻孔机钻穿溶洞顶部；
c.用碎石土填充溶洞至岩溶顶板位置处，然后利用冲孔锤反复冲挤碎石土直至溶洞填充密实；
d.采用钻孔机在溶洞回填物处钻孔，采用吊机吊入挤扩支盘机，在预定位置挤扩旋转，形成挤扩支盘空间；
e.继续钻孔并同步安放钢护筒，直至遇到下一个溶洞或钻孔深度达到设计标高，若遇到下一个溶洞，则重复步骤b、c、d进行钻孔施工；
f.安放钢筋笼；
g.采用导管法灌注混凝土形成桩身以及支盘；
通过采用上述技术方案，整体施工过程简单，尤其是形成的桩身与支盘扩大了基桩与原土层的接触面积，提高了地基整体结构的稳定性，设置的钢筋笼则有利于提高基桩与灌注混凝土之间的连接性，有利于保证地基整体结构的承载能力。
可选的，所述钢筋笼包括主钢筋笼与挤扩钢筋笼，所述挤扩钢筋笼位于所述主钢筋笼上的预定位置，所述挤扩钢筋笼布置于整个挤扩支盘空间。
通过采用上述技术方案，在主钢筋笼与挤扩钢筋笼的共同作用下，提高了桩身与支盘之间的连接性，有利于保证地基整体结构的承载能力。
可选的，所述主钢筋笼包括多根呈圆周布置的钢筋条以及沿所述钢筋条的长度方向间隔设置的多个钢筋圈。
通过采用上述技术方案，在设置的钢筋条与钢筋圈的共同作用下，保证了主钢筋笼整体结构的紧凑性，有利于提高桩身与灌注混凝土之间的粘结性，从而保证地基整体结构的承载能力。
可选的，所述挤扩钢筋笼包括轴向滑移设置于所述主钢筋笼上的两个调节架以及一端铰接于所述调节架上的挤扩钢筋，位于不同所述调节架上的所述挤扩钢筋远离所述调节架的端部相互铰接，所述主钢筋笼上设置有驱动所述调节架轴向相向靠近或者反向远离的驱动件。
采用上述技术方案，通过设置调节架与驱动件，便于工作人员根据实际需要调节挤扩钢筋的位置并将挤扩钢筋锁定在预定位置，整体结构简单实用，有利于保证地基整体结构的承载能力。
可选的，所述调节架包括架体以及设置于所述架体上的导向套，所述导向套滑移连接于所述钢筋条上。
通过采用上述技术方案，设置的导向套提高了调节架在钢筋条上滑移时的稳定性，有利于保证挤扩钢筋笼的工作可靠性。
可选的，所述驱动件包括同轴固定于所述主钢筋笼内的螺杆，所述调节架的中心设置有与所螺杆相适配的螺纹套，且沿钢筋条的长度方向相邻的两个所述调节架上的螺纹套对应螺纹段的旋向相反。
通过采用上述技术方案，转动螺杆时，调节架在导向套的导向与限位的作用下，受螺纹传动，相向靠近或者反向远离，从而带动挤扩钢筋外扩或者内收，便于工作人员调节钢筋笼的外径以将钢筋笼吊入桩孔中的预定位置，或者使挤扩钢筋外张并完全位于对应的挤扩支盘空间内。
可选的，所述主钢筋笼上固定有滚动轴承，所述螺杆的两端分别通过滚动轴承固定于所述钢筋笼上的预定位置。
通过采用上述技术方案，便于工作人员拧转螺杆。
可选的，还包括：步骤h.在桩身桩周钻孔，并使钻孔穿过溶洞，钻孔形成后安装预应力锚索，并在所述预应力锚索周围孔洞内灌注混凝土。
可选的，所述预应力锚索沿桩身桩周阵列设置有四根。
通过采用上述技术方案，在桩身周围设置预应力锚索，预应力锚索贯穿溶洞，加强了溶洞处回填的碎石土混凝土与原土层的粘结强度，有利于增加桩身周围土体的强度，从而保证地基整体结构的承载能力。
可选的，还包括：步骤i.在不包含溶洞的桩体位置形成灌注桩孔，并向桩孔内灌注混凝土形成灌注桩。
通过采用上述技术方案，进一步提高地基整体结构的承载能力。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.形成的桩身与支盘扩大了基桩与原土层的接触面积，提高了地基整体结构的稳定性，设置的钢筋笼则有利于提高基桩与灌注混凝土之间的连接性，有利于保证地基整体结构的承载能力；
2.在螺杆与调节架的共同作用下，将挤扩钢筋锁定在预定位置，减少挤扩钢筋出现自行移动的可能性，有利于保证地基整体结构的承载能力。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图；
图2是本申请实施例中钢筋笼的结构示意图；
图3是图2中A部的放大图；
图4是图2中B部的放大图。
附图标记说明：1、桩孔；2、溶洞；3、碎石土；4、挤扩支盘空间；5、钢筋笼；51、主钢筋笼；511、钢筋条；512、钢筋圈；52、挤扩钢筋笼；521、调节架；5211、导向套；5212、螺纹套；522、挤扩钢筋；6、螺杆；7、滚动轴承；8、预应力锚索；9、桩顶。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案以及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1-4以及实施例，对本申请作进一步详细说明。
参照图1，本申请实施例公开一种溶洞地质复合地基，溶洞地质复合地基包括原土层、位于原土层中的溶洞2、竖向贯穿溶洞2开设于原土层中的桩孔1、填充于溶洞2中的碎石土3、挤扩于桩孔1中对应于溶洞2所在位置的挤扩支盘空间4以及设置于桩孔1中的钢筋笼5。
参照图1和图2，本申请实施例中的钢筋笼5包括主钢筋笼51与挤扩钢筋笼52。具体的，本申请实施例中的主钢筋笼51包括钢筋条511与设置于钢筋条511上的钢筋圈512，钢筋条511设置有多根，多根钢筋条511相互平行且沿钢筋圈512的圆心阵列排布，钢筋圈512设置有多个，多个钢筋圈512沿钢筋条511的长度方向间隔设置。
参照图1和图3，本申请实施例中的挤扩钢筋笼52包括调节架521与挤扩钢筋522。其中，调节架521包括架体以及导向套5211，具体的，架体包括螺纹套5212与连接条，螺纹套5212为横截面呈圆形的中空套体，连接条的横截面呈圆形，连接条设置有三根，三根连接条阵列设置于螺纹套5212的外圆周，且连接条的延伸方向与螺纹套5212横截面的径向方向相一致。
导向套5211的数量与连接条的数量相一致，导向套5211固定于连接条远离螺纹套5212的端部，导向套5211为横截面呈圆形的中空套筒，导向套5211的轴向方向平行于螺纹套5212的轴向方向，导向套5211同轴滑移连接于钢筋条511上，调节架521通过导向套5211轴向滑移连接于主钢筋笼515上。
参照图4，每个挤扩钢筋笼52对应两个调节架521，挤扩钢筋522的其中一端部铰接于调节架521上的预定位置，其中，每个调节架521上设置有三根挤扩钢筋522，三根挤扩钢筋522沿螺纹套5212的轴线圆周阵列设置，位于不同调节架521上挤扩钢筋522的位置一一对应，且挤扩钢筋522远离其所在调节架521的端部一一对应铰接，主钢筋笼51上设置有能够驱动两个调节架521轴向相向靠近或者反向远离的驱动件。
参照图4，本申请实施例中的驱动件包括与螺纹套5212相适配螺杆6，主钢筋笼515上固定有滚动轴承7，滚动轴承7与主钢筋笼51同轴线设置，滚动轴承7设置有两个，两个滚动轴承7分别位于每个挤扩钢筋笼52对应两个调节架521相互远离的两侧，螺杆6螺纹穿过调节架521上的螺纹套5212，且螺杆6的两端分别同轴插设于对应滚动轴承7的内圈。位于同一个挤扩钢筋笼52上的螺纹套5212所对应螺杆6的螺纹段的旋向相反。转动螺杆6时，调节架521在导向套5211的导向与限位的作用下，受螺纹传动，相向靠近或者反向远离，从而带动挤扩钢筋522外扩或者内收。
本申请实施例还公开一种溶洞地质复合地基施工方法，参照图1，溶洞地质复合地基施工方法包括以下步骤：
a.根据设计测绘桩体位置，对桩体位置进行地质勘探，确定溶洞2的分布范围以及溶洞2的类型，其中，根据桩体位置是否落入溶洞2的分布范围，将桩体位置分为包括溶洞2的桩体位置和不包含溶洞2的桩体位置，根据溶洞2的类型分为单个溶洞2以及串珠型溶洞2。
其中，对于包含溶洞2的桩体位置与不包含溶洞2的桩体位置以及包含单个溶洞2的桩体位置与包含串珠型溶洞2的桩体位置采取不同的施工方式，保证了地基整体结构的承载能力的同时，一定程度上也有利于降低施工量、减少施工耗材。
b.在包含溶洞2的桩体位置布设钻孔、冲孔工作台，采用钻孔机在该桩体位置进行钻孔并同步安放钢护筒，直至钻孔机钻穿溶洞2顶部。
c.用碎石土3填充溶洞2至岩溶顶板位置处，然后利用冲孔锤反复冲挤碎石土3直至溶洞2填充密实；利用碎土石填筑密实溶洞2，使地基整体结构具有更好的稳定性与承载能力，并且碎土石取材方便，绿色环保，经济实用，有利于降低工程成本。
d.采用钻孔机在溶洞2回填物处钻孔，采用吊机吊入挤扩支盘机，在预定位置挤扩旋转，形成挤扩支盘空间4。
e.继续钻孔并同步安放钢护筒，直至遇到下一个溶洞2或钻孔深度达到设计标高，若遇到下一个溶洞2，则重复步骤b、c、d进行钻孔施工。
f.安放钢筋笼5；通过吊机将主钢筋笼51吊入桩孔1内，并且使挤扩钢筋笼52位于桩孔1内对应于挤扩支盘空间4的位置，拧动螺杆6，带动调节架521相向靠近并使挤扩钢筋522径向向外扩张，使挤扩钢筋522位于挤扩支盘空间4内。
g.采用导管法灌注混凝土形成桩身以及支盘，并且制作桩顶9扩大桩身；形成的桩身与支盘扩大了基桩与原土层的接触面积，提高了地基整体结构的稳定性，有利于保证地基整体结构的承载能力。
h．在桩身桩周钻孔，并使钻孔穿过溶洞2，钻孔形成后安装预应力锚索8，其中，本申请实施例中预应力锚索8沿桩身桩周阵列设置有四根，每根预应力锚索8由上至下贯穿桩顶9以及溶洞2，然后在预应力锚索8周围孔洞内灌注混凝土，增大了预应力锚索8与原土层之间的粘结强度。
i．在不包含溶洞2的桩体位置形成灌注桩孔（图中未示出），并向灌装桩孔内灌注混凝土形成灌注桩，从而保证了地基整体结构的承载能力。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.根据设计测绘桩体位置，对桩体位置进行地质勘探，确定溶洞（2）的分布范围以及溶洞（2）的类型，其中，根据桩体位置是否落入溶洞（2）的分布范围，将桩体位置分为包括溶洞（2）的桩体位置和不包含溶洞（2）的桩体位置；
b.在包含溶洞（2）的桩体位置布设钻孔、冲孔工作台，采用钻孔机在该桩体位置进行钻孔并同步安放钢护筒，直至钻孔机钻穿溶洞（2）顶部；
c.用碎石土（3）填充溶洞（2）至岩溶顶板位置处，然后利用冲孔锤反复冲挤碎石土（3）直至将溶洞（2）填充密实；
d.采用钻孔机在溶洞（2）回填物处钻孔，采用吊机吊入挤扩支盘机，在预定位置挤扩旋转，形成挤扩支盘空间（4）；
e.继续钻孔并同步安放钢护筒，直至遇到下一个溶洞（2）或钻孔深度达到设计标高，若遇到下一个溶洞（2），则重复步骤b、c、d进行钻孔施工；
f.安放钢筋笼（5）；
g.采用导管法灌注混凝土形成桩身以及支盘。
2.根据权利要求1所述的一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于：所述钢筋笼（5）包括主钢筋笼（51）与挤扩钢筋笼（52），所述挤扩钢筋笼（52）位于所述主钢筋笼（51）上的预定位置，所述挤扩钢筋笼（52）布置于整个挤扩支盘空间（4）。
3.根据权利要求2所述的一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于：所述主钢筋笼（51）包括多根呈圆周布置的钢筋条（511）以及沿所述钢筋条（511）的长度方向间隔设置的多个钢筋圈（512）。
4.根据权利要求3所述的一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于：所述挤扩钢筋笼（52）包括轴向滑移设置于所述主钢筋笼（51）上的两个调节架（521）以及一端铰接于所述调节架（521）上的挤扩钢筋（522），位于不同所述调节架（521）上的所述挤扩钢筋（522）远离所述调节架（521）的端部相互铰接，所述主钢筋笼（51）上设置有驱动所述调节架（521）轴向相向靠近或者反向远离的驱动件。
5.根据权利要求4所述的一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于：所述调节架（521）包括架体以及设置于所述架体上的导向套（5211），所述导向套（5211）滑移连接于所述钢筋条（511）上。
6.根据权利要求5所述的一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于：所述驱动件包括同轴固定于所述主钢筋笼（51）内的螺杆（6），所述调节架（521）的中心设置有与所螺杆（6）相适配的螺纹套（5212），且沿钢筋条（511）的长度方向相邻的两个所述调节架（521）上的所述螺纹套（5212）对应螺纹段的旋向相反。
7.根据权利要求6所述的一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于：所述主钢筋笼（51）上固定有滚动轴承（7），所述螺杆（6）的两端分别通过所述滚动轴承（7）固定于所述钢筋笼（5）上的预定位置。
8.根据权利要求7所述的一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于，还包括：步骤h.在桩身桩周钻孔，并使钻孔穿过溶洞（2），钻孔形成后安装预应力锚索（8），并在所述预应力锚索（8）周围孔洞内灌注混凝土。
9.根据权利要求8所述的一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于：所述预应力锚索（8）沿桩身桩周阵列设置有四根。
10.根据权利要求9所述的一种溶洞地质复合地基施工方法，其特征在于，还包括：步骤i.在不包含溶洞（2）的桩体位置形成灌注桩孔，并向桩孔内灌注混凝土形成灌注桩。
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