CN113373908A - 灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种灌注桩施工方法。灌注桩施工方法包括以下步骤：确定开孔位置；利用脉冲放电钻具的钻体上的钻齿在开孔位置处进行钻孔，以形成钻孔段；利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件在扩孔位置处进行扩孔，以形成扩孔段；吊装钢筋笼并灌注混凝土，以形成灌注桩。本发明使用钻体的钻齿进行钻孔，然后在需要扩孔的位置处通过脉冲放电部件进行扩孔，通过一个脉冲放电钻具实现钻孔和扩孔，无需提钻具下脉冲设备，提高施工效率。

Description

灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种灌注桩施工方法。

背景技术

目前，在桩工领域中，钻孔灌注桩常用的设备是旋挖钻机、循环钻机或冲击钻等。在软土地层，主要使用挤土桩、搅拌桩、静压桩等，其容易出现承载力不足，地面沉降滑移桩基不稳等现象。随着城市发展，特别一些风力发电地基上，对地基抗拔、抗震、稳定性等方面提出更高的要求。

现有技术中，脉冲桩基扩底施工方法是利用机械设备(如旋挖钻机、循环钻机)成孔后，在利用专门脉冲设备进行在桩底冲击扩孔，需要提钻下脉冲设备，施工效率低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种灌注桩施工方法，以解决现有技术中扩底时需要提钻下脉冲设备造成施工效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种灌注桩施工方法，包括以下步骤：确定开孔位置；利用脉冲放电钻具的钻体上的钻齿在开孔位置处进行钻孔，以形成钻孔段；利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件在扩孔位置处进行扩孔，以形成扩孔段；吊装钢筋笼并灌注混凝土，以形成灌注桩。

可选地，利用脉冲放电钻具的钻体上的钻齿在开孔位置处进行钻孔的步骤和利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件在扩孔位置处进行扩孔的步骤交替反复进行，以形成异形孔。

可选地，利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件在扩孔位置处进行扩孔的步骤中，在钻孔段内利用脉冲放电部件从上至下依次进行扩孔，以形成异形孔。

可选地，在利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件在扩孔位置处进行扩孔的步骤和吊装钢筋笼并灌注混凝土的步骤之间还包括以下步骤：将脉冲放电钻具从异形孔中提上来；将成孔质量检测设备的检测探头放入异形孔中；利用成孔质量检测设备对异形孔进行检测。

可选地，在吊装钢筋笼并灌注混凝土的步骤之前还包括以下步骤：利用脉冲放电钻具上的检测探头对异形孔进行检测。

可选地，在利用脉冲放电钻具的钻体上的钻齿在开孔位置处进行钻孔的步骤之后还包括以下步骤：利用脉冲放电钻具上的检测探头对钻孔段进行检测。

可选地，在利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件在扩孔位置处进行扩孔的步骤之后还包括以下步骤：利用脉冲放电钻具上的检测探头对扩孔段进行检测。

可选地，在吊装钢筋笼并灌注混凝土的步骤之后还包括以下步骤：对灌注桩进行承载力检测。

可选地，在确定开孔位置的步骤和在利用脉冲放电钻具的钻体上的钻齿在开孔位置处进行钻孔的步骤之间还包括以下步骤：在开孔位置处放置护筒。

可选地，在确定开孔位置的步骤和开孔位置处放置护筒的步骤之间还包括以下步骤：根据开孔位置进行测量放线，以确定开孔位置的中心点和护筒的位置。

本发明技术方案，具有如下优点：使用钻体进行钻孔，然后在需要扩孔的位置处通过脉冲放电部件进行扩孔，通过一个脉冲放电钻具实现钻孔和扩孔，无需提钻具下脉冲设备，提高施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的脉冲放电钻具的主视示意图；

图2示出了图1的脉冲放电钻具的脉冲放电部件的主视示意图；

图3示出了图2的脉冲放电部件的侧视示意图；

图4示出了本发明的异形孔的剖开示意图。

附图标记说明：

10、钻体；11、钻筒；12、底板；13、固定管；14、钻齿；20、脉冲放电部件；21、固定外壳；211、通孔；212、固定孔；22、正电极；23、负电极；24、绝缘体；25、连接件；30、连接头；41、第一孔段；42、第一扩孔段；43、第二孔段；44、第二扩孔段；45、第三孔段；46、第三扩孔段。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实施例的灌注桩施工方法包括以下步骤：

确定开孔位置；

利用脉冲放电钻具的钻体10上的钻齿14在开孔位置处进行钻孔，以形成钻孔段；

利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件20在扩孔位置处进行扩孔，以形成扩孔段；

吊装钢筋笼并灌注混凝土，以形成灌注桩。

应用本实施例的灌注桩施工方法，使用钻体10进行钻孔，然后在需要扩孔的位置处通过脉冲放电部件20进行扩孔，通过一个脉冲放电钻具实现钻孔和扩孔，无需提钻具下脉冲设备，提高施工效率。

在本实施例中，脉冲放电钻具包括：钻体10和脉冲放电部件20，钻体10具有钻齿14，钻齿14用于钻孔；脉冲放电部件20设置在钻体10上，脉冲放电部件20用于扩孔。在需要扩孔的位置处通过脉冲放电部件20进行扩孔，通过一个脉冲放电钻具实现钻孔和扩孔，有效地提高施工效率。

在本实施例中，如图1至图3所示，脉冲放电部件20包括固定外壳21、正电极22、负电极23及绝缘体24，固定外壳21固定在钻体10上，正电极22和负电极23上下间隔设置且形成放电通道，绝缘体24固定在固定外壳21内并套设在正电极22上，负电极23设置在固定外壳21上。正电极22与脉冲发生器通过电缆连接，在正电极22上施加高电压，在高电压的作用下，正电极22和负电极23之间形成的放电通道中形成冲击波，冲击波冲击孔壁并挤密增大，进而扩大孔径，实现扩孔。脉冲发生器包括高压恒流电源、脉冲储能器和开关等，脉冲发生器采用现有技术中的结构即可，在此不再详细赘述。

在本实施例中，脉冲放电部件20还包括连接件25，连接件25套设在正电极22上且与绝缘体24连接。连接件25便于固定正电极22和绝缘体24，由于在正电极22上施加高电压，连接件25还起到保护的作用，提高安全性。优选地，连接件25与绝缘体24螺纹连接，连接件25与正电极22螺纹连接，螺纹连接简便。绝缘体24为绝缘电极。

在本实施例中，固定外壳21上设有对应放电通道的通孔211，通孔211处设有金属丝，金属丝的设置可以增加负载和电压，可实现高效负载放电。作为可替换的实施方式，取消通孔211和金属丝的设置。

在本实施例中，放电通道位于钻体10的内部。作为可替换的实施方式，放电通道位于钻体10的外部。

在本实施例中，脉冲放电部件20设置在钻体10的内部上，固定简便，提高组装效率。优选地，钻体10包括钻筒11和设置在钻筒11的下端的底板12，脉冲放电部件20设置在底板12的内侧上，钻齿14设置在底板12的外侧上。作为可替换的实施方式，脉冲放电部件20设置在钻体10的外壁上，此时脉冲放电部件20固定在钻筒上。

在本实施例中，底板12的内侧上设有固定管13，脉冲放电部件20固定在固定管13内，固定简便，降低组装难度。当然，也可以不设置固定管13，直接将脉冲放电部件20固定在底板12上。

具体地，固定外壳21与固定管13通过螺栓或销轴等紧固件连接。固定外壳21设有与螺栓或销轴配合的固定孔212。当然，固定外壳21与固定管13也可以采用焊接等固定方式连接在一起。

在本实施例中，利用脉冲放电钻具的钻体10上的钻齿14在开孔位置处进行钻孔的步骤和利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件20在扩孔位置处进行扩孔的步骤交替反复进行，以形成异形孔，钻孔和扩孔交替进行，通过该异形孔形成的灌注桩具有承载力高、抗拔、抗震、稳定性好等优点，可以满足承载力和抗拔的需求。作为可替换的实施方式，利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件20在扩孔位置处进行扩孔的步骤中，在钻孔段内利用脉冲放电部件20从上至下依次进行扩孔，，以形成异形孔，换言之，钻完孔后再进行扩孔，例如，如果扩孔位置仅在孔底，仅需要扩孔一次，如果扩孔位置为多个，钻完孔后从上至下依次进行扩孔。

在本实施例中，在利用脉冲放电钻具的钻体10上的钻齿14在开孔位置处进行钻孔的步骤之后还包括以下步骤：利用脉冲放电钻具上的检测探头对钻孔段进行检测。钻完一段孔后接着对该钻孔段进行检测，提高施工效率。成孔质量检测设备中仅有检测探头设置在钻体上。桩基或地下连续墙的成孔质量直接影响到成桩质量，施工阶段的成孔检测不仅可以指导施工过程，而且可以为成桩检测提供重要参数，因此成孔质量检测是基桩检测中重要的组成部分，其重要性是成桩验收检测无法取代的。当然，也可以取消成孔质量检测。

在利用脉冲放电钻具的脉冲放电部件20在扩孔位置处进行扩孔的步骤之后还包括以下步骤：利用脉冲放电钻具上的检测探头对扩孔段进行检测。在一个扩孔位置扩完孔后接着对该扩孔段进行检测，提高施工效率。

在本实施例中，成孔质量检测设备还包括活动绞车和仪器主机，仪器主机使用的是工业平板电脑，仪器主体与检测探头、活动绞车的电机相连。检测探头为超声波探头，此时成孔质量检测设备为超声波成孔质量检测设备，超声波成孔质量检测设备采用超声波反射技术，通过获得超声波孔壁反射回波在钻孔中的传播时间，由超声波测距原理可计算出超声波探头到孔壁的距离，进而可以通过这个距离确定孔心位置、孔径大小、垂直度情况，指导我们判断钻孔是否合乎规范要求。

需要说明的是，超声波测距原理为：检测超声波从超声波发射器发出经空气介质的传播到孔壁后反射回来到达接收器的时间，即为往返时间，所测超声波往返时间与空气介质中的超声波速度相乘就是超声波传输的距离。

在本实施例中，在吊装钢筋笼并灌注混凝土的步骤之后还包括以下步骤：对灌注桩进行承载力检测，可以使得异形桩满足承载力要求。

在本实施例中，在确定开孔位置的步骤和在利用脉冲放电钻具的钻体10上的钻齿14在开孔位置处进行钻孔的步骤之间还包括以下步骤：在开孔位置处放置护筒。护筒可以用于定位需要钻的桩位，保护孔口，防止地面石块掉入孔内，防止坍孔。护筒定位时，先以桩位的中心为圆心，根据护筒半径在土上定出护筒位置，护筒就位后，施加压力将护筒埋入，如下压困难，可先将孔位处的土体挖出一部分，然后安放护筒埋入地下，在埋入过程中应检查护筒是否垂直，若发现偏斜，应及时纠正。陆上护筒埋放就位后，将护筒外侧用粘土回填压实，以防止护筒四周出现漏水现象。

在本实施例中，在确定开孔位置的步骤和开孔位置处放置护筒的步骤之间还包括以下步骤：根据开孔位置进行测量放线，以确定开孔位置的中心点和护筒的位置，然后根据放线位置放置护筒，便于护筒的安装，提高钻孔精度。

下面对灌注桩的施工步骤进行说明：

根据成孔位置进行测量放线，对钻机进行定位；

根据放线位置放置护筒；

利用钻机的脉冲放电钻具在开孔位置进行冲击成孔，在异型位置处可多次放电，通过冲击波挤密增大，可通过电极大小和次数控制桩孔的直径；

对异形孔进行成孔检测；

吊装钢筋笼并进行混凝土灌注成桩；

对异形桩进行承载力检测，以使异形桩满足设计要求。

需要说明的是，钻机为旋挖钻机、循环钻机或冲击钻等，使用钻机钻异形孔，如图4所示，钻好的异形孔包括从上至下依次连接的第一孔段41、第一扩孔段42、第二孔段43、第二扩孔段44、第三孔段45及第三扩孔段46，先使用钻体10的钻齿14钻第一孔段41，再使用脉冲放电部件进行扩孔，进而形成第一扩孔段42；使用钻齿14继续钻第二孔段43，再使用脉冲放电部件进行扩孔，进而形成第二扩孔段44；使用钻齿14继续钻第三孔段45，再使用脉冲放电部件进行扩孔，进而形成第三扩孔段46。钻机还包括连接头30和钻杆，连接头30设置在钻体的顶部且与钻杆连接。优选地，连接头30为方头等。

作为可替换的实施方式，利用脉冲放电钻具上的检测探头对异形孔进行检测，换言之，将异形孔加工好之后再用检测探头进行检测。

作为可替换的实施方式，在吊装钢筋笼并灌注混凝土的步骤之前还包括以下步骤：将脉冲放电钻具从异形孔中提上来；将成孔质量检测设备的检测探头放入异形孔中；利用成孔质量检测设备对异形孔进行检测，换言之，将异形孔加工好之后将钻具提上来，然后再用成孔检测设备对异形孔进行检测，成孔质量检测设备的检测探头不设置在钻具上。

从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：

1、利用钻机的脉冲放电钻具进行钻孔和扩孔，成孔质量好，承载力高，成本低，无需提钻具下脉冲设备，实现钻进和扩孔，在各个位置实现扩桩。

2、利用脉冲放电部件可以增大挤土速率，提高施工效率，一次成桩，且提高承载力。

3、通过在正电极和负电极之间增加金属丝，可以增加负载，可以数十倍提高扩孔效率。

4、根据工程设计要求及承载力、抗拔的需求，利用钻机进行冲击成孔，在需要处理位置进行多次放电进行扩大处理，通过控制电极大小控制成孔的直径。

5、钻体上设有脉冲放电部件和检测探头，工法简单高效，可以根据设计需求利用脉冲放电部件冲击形成异形桩，钻具具有钻孔、扩孔及成孔检测功能，机械设备结合度高，工作效率高，可满足不同桩型的需求，特别是在桩基施工需求大承载力、抗拔等方面具有独特的优势。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种灌注桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定开孔位置；

利用脉冲放电钻具的钻体(10)上的钻齿(14)在所述开孔位置处进行钻孔，以形成钻孔段；

利用所述脉冲放电钻具的脉冲放电部件(20)在扩孔位置处进行扩孔，以形成扩孔段；

吊装钢筋笼并灌注混凝土，以形成灌注桩。

2.根据权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，利用脉冲放电钻具的钻体(10)上的钻齿(14)在所述开孔位置处进行钻孔的步骤和利用所述脉冲放电钻具的脉冲放电部件(20)在扩孔位置处进行扩孔的步骤交替反复进行，以形成异形孔。

3.根据权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，利用所述脉冲放电钻具的脉冲放电部件(20)在扩孔位置处进行扩孔的步骤中，在所述钻孔段内利用所述脉冲放电部件(20)从上至下依次进行扩孔，以形成异形孔。

4.根据权利要求2或3所述的灌注桩施工方法，其特征在于，在利用所述脉冲放电钻具的脉冲放电部件(20)在扩孔位置处进行扩孔的步骤和吊装钢筋笼并灌注混凝土的步骤之间还包括以下步骤：

将所述脉冲放电钻具从所述异形孔中提上来；

将成孔质量检测设备的检测探头放入所述异形孔中；

利用所述成孔质量检测设备对所述异形孔进行检测。

5.根据权利要求2或3所述的灌注桩施工方法，其特征在于，在吊装钢筋笼并灌注混凝土的步骤之前还包括以下步骤：

利用脉冲放电钻具上的检测探头对所述异形孔进行检测。

6.根据权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，在利用脉冲放电钻具的钻体(10)上的钻齿(14)在所述开孔位置处进行钻孔的步骤之后还包括以下步骤：

利用脉冲放电钻具上的检测探头对所述钻孔段进行检测。

7.根据权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，在利用所述脉冲放电钻具的脉冲放电部件(20)在扩孔位置处进行扩孔的步骤之后还包括以下步骤：

利用脉冲放电钻具上的检测探头对所述扩孔段进行检测。

8.根据权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，在吊装钢筋笼并灌注混凝土的步骤之后还包括以下步骤：

对所述灌注桩进行承载力检测。

9.根据权利要求1所述的灌注桩施工方法，其特征在于，在确定开孔位置的步骤和在利用脉冲放电钻具的钻体(10)上的钻齿(14)在所述开孔位置处进行钻孔的步骤之间还包括以下步骤：

在所述开孔位置处放置护筒。

10.根据权利要求9所述的灌注桩施工方法，其特征在于，在确定开孔位置的步骤和所述开孔位置处放置护筒的步骤之间还包括以下步骤：

根据所述开孔位置进行测量放线，以确定开孔位置的中心点和护筒的位置。

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