CN113152420B - 一种采用sddc对湿陷性地基的桩施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用SDDC对湿陷性地基的桩施工方法，其特征在于包括场地平整、桩位放线、桩位成孔、桩体成桩等具体施工步骤。其中，在桩位成孔步骤中，包括旋挖成孔及重锤冲击成孔两种不同的成孔方式。填料时，在桩孔顶端放置填料辅助成型装置，将每次填料在桩孔内形成规整、且用于夯锤机具垂直击打的填充状态。以及包括击打锤头的结构设计，用于对填料进行各个方向充分的击打挤压作用。因此，该施工工艺在对湿陷性地基的施工中，在上述步骤的设计，均有效提高各个施工步骤的施工效果，进而整体提高成桩效率及成桩质量，并同时能有效的消除地基的湿陷性特性，大幅度提高地基的承载力、降低地基的压缩性。
Description
技术领域
本发明涉及采用SDDC成桩技术领域，尤其涉及一种采用SDDC对湿陷性地基的桩施工方法。
背景技术
SDDC是孔内深层超强夯法的缩写，其步骤是：在开好的桩孔内进行填料，接着将特异的重锤提至空中，对准桩孔夯点，瞬间以自由落体对填料进行超动能、高压强的冲击挤压，并进行桩孔内多次分层填料及超强夯击打，以至达到设计标高，从而既达到处理地基，又消纳无机固体垃圾的目的。而目前采用该方法在开孔、填料及击打等施工步骤中，均存在一些施工缺陷，如：由于桩孔开孔方式、填料落入桩孔内堆积状态不均匀、以及重锤击打效果较低等工艺缺陷，因此在实际采用该工艺施工时，存在工艺控制上的难度，进而影响整体成孔效率及质量。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种采用SDDC对湿陷性地基的桩施工方法，包括场地平整、桩位放线、桩位成孔及桩体成桩步骤。该施工工艺在成孔、填料及成桩击打方式上均有效提高各个施工步骤的施工效果，进而整体提高通过该成桩工艺施工时的成桩效率及成桩质量，并能有效的消除地基的湿陷性特性，大幅度提高地基的承载力、降低地基的压缩性。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种采用SDDC对湿陷性地基的桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、场地平整
对整个地基表面进行平整清理，确保整个地基表面光整、且具有较高的水平平面度；
S2、桩位放线
以测量控制基准点为控制点，建立闭合导线控制网，测定桩中心点后开始放桩位，桩位用钢筋或竹片扎入，并加以保护，以便施工桩位定位，并在每个桩位上注明桩位编号；
S3、桩位成孔
采用旋挖成孔或重锤冲击成孔方式，对每个桩位进行设计深度的钻孔操作，并对每个桩孔的孔深、孔径进行测量，使其达到设计尺寸要求；
S4、桩体成桩
在桩孔内按额定填料容量进行多次填料操作，并在每次填料后通过夯锤机具对填料进行多次击打夯锤，直至每次填料夯锤牢固，并循环填料、夯锤至桩孔顶端，桩施工完成。
优选的，在步骤S3中，所述旋挖成孔方式使用旋挖钻孔机进行钻孔操作，且每个桩位均需进行多遍次成孔操作，并且横向相邻桩位在均未达到最终成孔前其成孔遍次数为间隔数值、纵向相邻桩位在均未达到最终成孔前其成孔遍次数为相邻数值。
优选的，在步骤S3中，所述重锤冲击成孔方式对横向相邻及纵向相邻的桩位成孔时，采用不隔行、不隔列、间隔跳打的方式依次施工。
优选的，步骤S4中的每次填料前，在所述桩孔顶端放置填料辅助成型装置，将每次填料在桩孔内形成规整、且用于所述夯锤机具垂直击打的填充状态。
优选的，所述填料辅助成型装置包括套设在所述桩孔内的筒体，并在筒体顶端外侧设置有限位圆环，所述筒体内设置有沿其顶端向下口径逐渐减小的锥型筒。
优选的，在所述锥型筒的底端垂直朝向其内部、并与锥型筒的中心线对应设置有锥型分散盖，所述锥型分散盖的宽度小于所述筒体的内径，并在所述锥型分散盖底部设置有连接到所述筒体内壁上、且用于对锥型分散盖固定的连杆。
优选的，所述夯锤机具具有作用于填料上的击打锤头，所述击打锤头依次包括锥台段及锥体段，所述锥台段的底面边沿均延伸至所述锥体段的顶面边缘外侧、并构成台肩。
优选的，所述锥体段上沿水平周向间距设置有挤压凸棱，并在所述锥台段顶部设置有悬挂转盘。
本发明的有益效果是：该SDDC桩施工工艺在对湿陷性地基的施工中，能有效的消除地基的湿陷性特性，大幅度提高地基的承载力、降低地基的压缩性。其在成孔、填料及成桩击打方式上均有效提高各个施工步骤的施工效果，进而整体提高通过该成桩工艺施工时的成桩效率及成桩质量。
附图说明
图1为本发明旋挖成孔方式示意图。
图2为本发明填料用的筒体整体结构示意图。
图3为本发明图2俯视图。
图4为本发明图2A向剖视图。
图5为本发明使用筒体填料施工示意图。
图6为本发明未使用筒体填料施工示意图。
图7为本发明击打锤头整体结构示意图。
图8为本发明击打锤头的锥体段俯视结构图。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
参照附图1～8所示的一种采用SDDC对湿陷性地基的桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、场地平整
对整个地基表面进行平整清理，确保整个地基表面光整、且具有较高的水平平面度，以便于后续的桩位放线、桩位成孔及桩体成桩步骤均具有较高的精准度，尽可能的减少每个步骤之间的累计误差，以提高最终成桩后的施工精度。
S2、桩位放线
以测量控制基准点为控制点，建立闭合导线控制网，测定桩中心点后开始放桩位，桩位用钢筋或竹片扎入(较佳的，其扎入深度不小于500mm)，并加以保护，以便施工桩位定位，并在每个桩位上注明桩位编号。具体操作按施工图用全站仪或GPS、钢尺放桩位，并作好记录、校验、复检及现场验收。若桩位较多，较佳的，每隔十个桩位施放一个基准桩位，此基准桩位采用木桩及钢钉施放，并在基准桩上标明桩位编号，施工时可用此基准桩对相邻桩位进行复核。
S3、桩位成孔
采用旋挖成孔或重锤冲击成孔方式，对每个桩位进行设计深度的钻孔操作，并对每个桩孔的孔深、孔径进行测量，使其达到设计尺寸要求。
其中，所述旋挖成孔方式使用旋挖钻孔机进行钻孔操作，且每个桩位均需进行多遍次成孔操作，并且横向相邻桩位在均未达到最终成孔前其成孔遍次数为间隔数值、纵向相邻桩位在均未达到最终成孔前其成孔遍次数为相邻数值。该方式的成孔示意图如图1所示，图中○为第一遍成孔，⊙为第二遍成孔，◎为第三遍成孔，●为第四遍成孔。由于旋挖成孔是将地基旋挖采出，致使整体地基容量减少，若一次将单个桩孔旋挖到设计深度后，在进行相邻的桩孔旋挖成型时，较大的旋挖外力及较短的孔距，使得已成型的前个桩孔在后个桩孔的旋挖外力的作用下，使得地基发生位移或塌陷，将已经成型的前个桩孔填充，需要返工再次对前个成型的桩孔再次旋挖清理。因此采用上述成孔方式，对每个桩孔均进行多次旋挖成型，以保证在后个桩孔旋挖成孔时，前个桩孔具有坚实的孔壁强度，以解决造成地基位移或塌陷的施工缺陷。
所述重锤冲击成孔方式对横向相邻及纵向相邻的桩位成孔时，采用不隔行、不隔列、间隔跳打的方式依次施工。该方式在成孔时，由于地基不被采出，因此每个桩孔在重锤冲击的作用下，具有坚实的孔壁结构，因此每个桩孔可一次成型到设计深度。而为了尽可能的避免上述旋挖成孔的施工缺陷，该重锤冲击成孔只需采用间隔跳打的方式依次施工，拉开相邻两次施工的桩孔孔距，并且在成型中间桩孔时，两侧已经成型的桩孔受力被均等分散。
因此，通过上述两种不同的成孔方式，并采用合适的成孔工艺，均可成型坚固的桩孔，且不需返工。
S4、桩体成桩
在桩孔内按额定填料容量进行多次填料操作，每次填料容量优选为1.2m3，并在每次填料后通过夯锤机具对填料进行多次击打夯锤(优选为6-8击、落距为10m)，直至每次填料夯锤牢固，并循环填料、夯锤至桩孔顶端，桩施工完成。
由于桩孔具有较深的深度，在每次填料后(尤其是在前几次填料时)，填料从桩孔顶端开口以自由落体方式落入到桩孔底部，在该过程中，由于填料不会精确的从桩孔中心落入，其落入轨迹与桩孔中心存在偏差，因此填料全部落入桩孔后不能形成平整面结构，填料会靠近桩孔内壁一侧，并形成倾斜表面(如图7中下落填料所示)，并且夯锤机具在击打时也同样采用自由落体的方式下落击打，因此在遇到倾斜表面的填料时，夯锤机具会发生偏斜，导致不能有效的对填料进行垂直击打，并同时造成夯锤机具偏斜后接触到桩孔侧壁，形成坑洞，对桩孔侧壁造成破损的问题。因此为了解决该问题，在每次填料前，在所述桩孔顶端放置填料辅助成型装置，将每次填料在桩孔内形成规整、且用于所述夯锤机具垂直击打的填充状态。也就是通过该填料辅助成型装置解决填料时存在的偏斜问题，实现填料在落入到桩孔底部时形成平整的表面结构，进而有利于夯锤机具的垂直击打，提高击打效果，并避免对桩孔内壁的破损。
具体的，所述填料辅助成型装置包括套设在所述桩孔内的筒体1，并在筒体1顶端外侧设置有限位圆环11，所述筒体1内设置有沿其顶端向下口径逐渐减小的锥型筒12。在每次填料前，将筒体1放置在桩孔顶端，并通过限位圆环11与地表接触，对筒体1进行限位。较佳的，筒体1的外壁与桩孔的内壁贴合，以实现筒体1的水平移动。而锥型筒12的作用时，当填料以任意位置进入到筒体1中时，沿锥型筒12的侧壁汇聚到筒体1的中心后，下落至桩孔底部的中心位置，并均匀散落，以保证填料在桩孔底部形成规格的状态以及处于中心位置。一次填料填充完后，取出筒体1，使用夯锤机具对桩孔底部的填料进行垂直击打，有效的避免了夯锤机具击打偏斜的问题。
进一步为了有利于提高夯锤机具击打的垂直度，在所述锥型筒12的底端垂直朝向其内部、并与锥型筒12的中心线对应设置有锥型分散盖13，所述锥型分散盖13的宽度小于所述筒体1的内径，并在所述锥型分散盖13底部设置有连接到所述筒体1内壁上、且用于对锥型分散盖13固定的连杆14。其中栏杆14用于对锥型分散盖13进行定位支撑，用于锥型分散盖13的顶尖与锥型筒12中心线对应重合。当锥型筒12汇聚的填料下落后，通过锥型分散盖13将下落的填料均匀的分散至靠近桩孔侧壁位置，并在最终下落至桩孔底部时形成具有顶部凹坑的填料结构(如图5中的下落填料所示)。而当夯锤机具下落击打时落入到该凹坑中心，下落填料两侧位置高于凹坑中心，其能对夯锤机具侧壁起到支撑的作用，有效的避免夯锤机具的偏斜，以实现更好的垂直击打效果，进而提高击打效率，减少偏斜的能量损失。
具体的，所述夯锤机具具有作用于填料上的击打锤头2，所述击打锤头2依次包括锥台段21及锥体段22，所述锥台段21的底面边沿均延伸至所述锥体段22的顶面边缘外侧、并构成台肩2a。由于击打锤头2在下落击打填料时，锥体段22对填料形成较大外力的挤压作用，使得两者形成上下方向的相对滑动，而填料则在锥体段22的作用下，部分填料向两侧桩孔侧壁及向上移动，而为了避免部分填料向上移动，通过台肩2a对该部分的填料进行限制，以实现对填料整体进行横向和竖向的充分挤压击打作用，使得桩基基础更加坚实可靠。
为了进一步避免部分填料沿锥体段22侧壁向上的相对滑动，以实现锥体段22本体较高的击打效果，所述锥体段22上沿水平周向间距设置有挤压凸棱22a，并在所述锥台段21顶部设置有悬挂转盘23。其中，挤压凸棱22a设为作用是在锥体段22接触到填料时，相邻的挤压凸棱22a将填料分割，增大与填料的接触摩擦，并增大锥体段22的体量，减少填料的容纳空间，以实现较好的挤压击打效果。由于填料表面不光滑(其来源于建筑及工业垃圾及各种无机固体废料)，因此会造成锥体段22击打后其受到填料的反作用力不均衡，进而通过悬挂转盘23转动，避免击打锤头2被扭转的问题，同时在该旋转作用下，挤压凸棱22a的位置发生改变实现旋转击打，进而使得填料击打后更加坚实、表面更为平整。为了进一步减少填料与挤压凸棱22a的相对滑动，进而实现更好作用的挤压击打效果，较佳的，所述挤压凸棱22a与水平面成一定夹角设置，也就是挤压凸棱22a在锥体段22表面倾斜设置，其能在接触到填料时，有较大的接触宽度，进而实现对填料的竖向向下挤压作用，以获得更为坚实紧密的击打效果。同时该倾斜设置的挤压凸棱22a，因具有一定长度的水平宽度，使得填料击打后的表面更为平整光滑，并且有利于击打锤头2整体旋转。而同时为了降低击打锤头2的整体重心，提高垂直击打的效果，在所述锥台段21中开设有穿孔21a，其能有效减轻锥台段21的本体质量，进而使得整个击打锤头2的重心整体下移至锥体段22上，较低的重心实现较高的垂直击打作用。
本发明的原理是：该SDDC桩施工工艺在对湿陷性地基的施工中，能有效的消除地基的湿陷性特性，大幅度提高地基的承载力、降低地基的压缩性。其在成孔、填料及成桩击打方式上均有效提高各个施工步骤的施工效果，进而整体提高通过该成桩工艺施工时的成桩效率及成桩质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种采用SDDC对湿陷性地基的桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、场地平整
对整个地基表面进行平整清理，确保整个地基表面光整、且具有较高的水平平面度；
S2、桩位放线
以测量控制基准点为控制点，建立闭合导线控制网，测定桩中心点后开始放桩位，桩位用钢筋或竹片扎入，并加以保护，以便施工桩位定位，并在每个桩位上注明桩位编号；
S3、桩位成孔
采用旋挖成孔或重锤冲击成孔方式，对每个桩位进行设计深度的钻孔操作，并对每个桩孔的孔深、孔径进行测量，使其达到设计尺寸要求；
所述旋挖成孔方式使用旋挖钻孔机进行钻孔操作，且每个桩位均需进行多遍次成孔操作，并且横向相邻桩位在均未达到最终成孔前其成孔遍次数为间隔数值、纵向相邻桩位在均未达到最终成孔前其成孔遍次数为相邻数值；所述重锤冲击成孔方式对横向相邻及纵向相邻的桩位成孔时，采用不隔行、不隔列、间隔跳打的方式依次施工；
S4、桩体成桩
在桩孔内按额定填料容量进行多次填料操作，每次填料前，在所述桩孔顶端放置填料辅助成型装置，将每次填料在桩孔内形成规整、且用于所述夯锤机具垂直击打的填充状态，在每次填料后通过夯锤机具对填料进行多次击打夯锤，直至每次填料夯锤牢固，并循环填料、夯锤至桩孔顶端，桩施工完成；
所述填料辅助成型装置包括套设在所述桩孔内的筒体(1)，并在筒体(1)顶端外侧设置有限位圆环(11)，所述筒体(1)内设置有沿其顶端向下口径逐渐减小的锥型筒(12)；
在所述锥型筒(12)的底端垂直朝向其内部、并与锥型筒(12)的中心线对应设置有锥型分散盖(13)，所述锥型分散盖(13)的宽度小于所述筒体(1)的内径，并在所述锥型分散盖(13)底部设置有连接到所述筒体(1)内壁上、且用于对锥型分散盖(13)固定的连杆(14)；
所述夯锤机具具有作用于填料上的击打锤头(2)，所述击打锤头(2)依次包括锥台段(21)及锥体段(22)，所述锥台段(21)的底面边沿均延伸至所述锥体段(22)的顶面边缘外侧、并构成台肩(2a)，在所述锥台段(21)中开设有穿孔(21a)；
所述锥体段(22)上沿水平周向间距设置有挤压凸棱(22a)，该挤压凸棱(22a)在锥体段(22)表面倾斜设置，并在所述锥台段(21)顶部设置有悬挂转盘(23)。
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- 2021-04-07 CN CN202110373857.8A patent/CN113152420B/zh active Active
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|---|
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