CN113529684A - 用于填海软弱地层的支盘桩及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于填海软弱地层的支盘桩及其施工方法，施工方法包括场地平整、测量放样；埋设钢护筒、钻机就位、钻进施工；终孔检查；第一次清孔及测孔；挤扩支盘成型；扫孔；第二次清孔及测孔；安放钢筋笼、吊放导管；第三次清孔；灌注水下砼；高压注浆；本施工方法通过三次清孔及超声波成孔检测仪与井径仪双重检测的方式，并在施工过程中选用优质泥浆，确保了支盘桩成桩质量，解决了复杂填海软弱地层，尤其是上覆深厚软土地区的支盘桩施工难题，施工成本低、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及支盘桩技术领域，尤其涉及一种用于填海软弱地层的支盘桩及 其施工方法。
背景技术
近海填土地层较之一般的岩土体土层分布更为复杂，物理力学性状较差， 且受海域环境影响，其物理力学特性可能变得更为恶劣，因此填海地层地基加 固手段显得尤为重要。
挤扩支盘桩依据树根的抗压抗拔机理，是结合变截面钻孔灌注桩的形状进 行设计研发的一种异形桩，其支盘不仅增大了桩的侧表面积，而且能够充分利 用各土层的端承力从而大大提高单桩承载力，成桩后沉降较小，故而采用支盘 桩手段进行地基加固成为热门选择。但填海地层具有较厚的软土层，桩基成孔 困难且沉渣厚，成桩后桩基承载能力时常无法满足要求。故如何在填海地层应 用新型支盘桩，并保证其施工质量是一项亟待解决的难题。
因此需要研发出一种用于填海软弱地层的支盘桩及其施工方法来解决上述 问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种用于填海软弱地层的支 盘桩及其施工方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
用于填海软弱地层的支盘桩，包括：
钻孔灌注桩桩体；
多个挤扩支盘结构；多个挤扩支盘结构分别环绕钻孔灌注桩桩体的多个轴 向位置设置；
土体加固盘结构；土体加固盘结构置于淤泥层，土体加固盘结构环绕钻孔 灌注桩桩体设置，土体加固盘结构由软土和水泥砂浆形成。
用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，包括以下步骤：
S01；场地平整、测量放样；定位桩位中心；
S02；埋设钢护筒、钻机就位、钻进施工；使钻机钻头中心与护筒中心位于 同一铅垂线，而后从定位桩位中心开始钻进，直至达到目标孔深；
S03；终孔检查；测量孔深；
S04；第一次清孔及测孔；将护筒壁泥浆、孔底钻渣、泥砂类沉淀物清除； 并对孔内泥浆性能、孔垂直度、孔深、孔径进行检测；
S05；挤扩支盘成型；提起钻机钻头，将挤扩设备下放入孔，对桩支盘部位 进行挤扩成型；
S06；扫孔；挤扩完成后，提起挤扩设备，下放钻机钻头进行扫孔，达到设 计孔深后停止；
S07；第二次清孔及测孔；将护筒壁泥浆、孔底钻渣、泥砂类沉淀物清除；
S08；安放钢筋笼、吊放导管；吊放钢筋笼与导管至孔底；
S09；第三次清孔；至孔底泥浆质量达到要求；
S10；灌注水下砼；灌注水下混凝土至钻孔灌注桩桩体和多个挤扩支盘结构 成型；
S11；高压注浆；高压注入清水开孔，后注入配置好的水泥砂浆进行软土劈 裂加固成盘。
采用高压劈裂注浆的方式，对软土层进行了加固，充分提高了软土层地基 承载力，为桩基受力提供了有利保障。
具体地，步骤S01包括：确保桩基施工范围5米内无杂物，压路机压实场 地，再用全站仪准确定位桩位中心，测放十字引线。
具体地，步骤S02中，护筒顶部安装高出地面30cm，钢护筒底端位于地面 以下2～3m。
具体地，步骤S02中，开孔时钻机为轻压慢钻，随深度增加逐渐增大压力 及速度；在松散土质采用浓泥浆护壁，且放慢钻进速度。
具体地，步骤S04中，第一次清孔后孔底泥浆比重应在1.15～1.20，含砂率 小于2％，孔底沉渣厚度小于50厘米。
具体地，步骤S07中，第二次清孔后孔底泥浆比重应在1.15～1.20，含砂率 小于2％，孔底沉渣厚度小于15厘米。
具体地，步骤S9中，第三次清孔后孔底泥浆比重应在1.10～1.15，含砂率小 于2％，孔底沉渣厚度小于15厘米。
具体地，步骤S10中，挤扩支盘结构的直径在砂性土内大于0.95倍设计直 径，在黏性土内大于0.9倍设计直径。
具体地，挤扩支盘结构施工选用至少两种泥浆配合比，泥浆比重在一般地 层下控制在1.05～1.2，穿过易塌孔地层时增大至1.2～1.3。
本发明的有益效果在于：
1、本发明采用三次清孔方式，支盘桩成桩质量高，可有效避免沉渣过厚及 支盘径不满足设计要求。
2、本发明利用挤扩支盘结构以及高压劈裂软土形成的土体加固盘结构，充 分增加了桩基的端承作用，承载力高、变形小。
3、本发明选用两种泥浆配合比，解决了填海地层桩基成孔困难，易塌孔的 问题。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本申请的结构示意图；
其中，1-锁定长杆；2-锁定衬套；3-上游连接管法兰；4-锁定短杆；5-检修 密封；6-球阀端盖；7-球阀本体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附 图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要 求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某 一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解 释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、 “左”、“右”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， 或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员 惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指 示或暗示所指的设备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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或 暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设 置”、“连接”等术语应做广义理解，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 直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，本发明提供了用于填海软弱地层的支盘桩，包括钻孔灌注桩 桩体、多个挤扩支盘结构7、土体加固盘结构6；多个挤扩支盘结构7分别环绕 钻孔灌注桩桩体的多个轴向位置设置；土体加固盘结构6置于淤泥层2，土体加 固盘结构6环绕钻孔灌注桩桩体设置，土体加固盘结构6由软土和水泥砂浆形 成。
在此结合工程实际土层对其进行说明：工程填海地层包括人工填土层1、淤 泥层2、砾质粘性土层3、含黏性土砾砂层4以及全风化花岗岩层5，其中淤泥 层为较软弱地层。钻孔灌注桩桩体包括传统钻孔灌注桩桩体混凝土8和位于桩 体内的钢筋笼9，钢筋笼顶部上设置有高压注浆管10，高压注浆管10外接高压 注浆设备。
本发明提供了一种用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，主要用于解决 沿海深厚软土覆盖层地区采用传统钻孔灌注桩，泥皮与沉渣过厚导致桩基承载 力不足的难题。
如图2所示，本施工方法包括如下步骤：
S01：场地平整，测量放样；
清理施工现场，确保桩基施工范围5米内无杂物，压路机压实场地，保证 钻机施工过程平稳。用全站仪准确定位桩位中心，测放十字引线。
S02：埋设钢护筒，钻机就位，钻进施工；
埋设钢护筒，备足泥浆，使钻机钻头中心与护筒中心位于同一铅垂线，确 保与孔位中心间偏差在规范允许范围内后，开始钻进。
开孔时钻机轻压慢转，随着深度增加而适当增加压力和速度，在土质松散 层时采用较浓的泥浆护壁，且放慢钻进速度和转速，轻钻慢进防止塌孔。
支盘桩施工拟定至少两种泥浆配合比。泥浆比重在一般情况下控制在 1.05～1.2，穿过易塌孔地层时增大至1.2～1.3。
S03：终孔检查；
钻进接近桩设计孔深时，用测绳测量孔深，并放慢钻进速度直至桩孔深度， 达到设计孔深时，终止钻进，采用重量不小于5KG测锤检查孔深。
S04：第一次清孔及测孔；
终孔完成后，进行第一次清孔，将附着于护筒壁的泥浆清理干净，并将孔 底钻渣及泥砂等沉淀物清除，清孔后孔底泥浆比重应在1.15～1.20，含砂率小于 2％，孔底沉渣厚度小于50厘米。
采用超声波成孔检测仪进行测孔，孔深及孔径应不小于设计值，钻孔倾斜 度小于1％桩长，且不大于500毫米。
S05：挤扩支盘成型；
提起钻机钻头，将巨臂型挤扩支盘机下放入孔，复测孔深，对设计桩支盘 部位进行挤扩成型，并做好原始记录。挤扩作业完成后，慢提设备，防止塌孔。 每个支盘挤扩成型后，应及时补充泥浆，保持孔内水头高度，防止塌孔。
S06：扫孔；
在填海软弱地层，挤扩支盘时对土体影响交大，有回淤现象发生，挤扩完 成后应利用钻机进行钻进扫孔。扫孔时应严格按照S02的钻机钻进工作要求。
S07：第二次清孔及测孔；
扫孔完成后，进行第二次清孔，将护筒壁泥浆、孔底钻渣、泥砂等沉淀物 清除，清孔后孔底泥浆比重应在1.15～1.20，含砂率小于2％，孔底沉渣厚度小于 15厘米。
采用超声波成孔检测仪与井径仪进行双重检测，精确测出成盘直径及支盘 高度，支盘径在砂性土内应大于0.95倍设计支盘径，在黏性土内应大于0.9倍 设计支盘径。
S08：安放钢筋笼，吊放导管；
采用扁担式方法进行钢筋笼吊装工作，吊装时垂直入孔、徐徐下放，防止 孔壁坍塌。导管底部下放至距离孔底30～50cm，不得随意调整导管悬空高度。
S09：第三次清孔；
钢筋笼及导管下放工序完成后，及时采用导管进行气举或泵吸反循环法配 合泥砂分离器进行清孔，第三次清孔后孔底泥浆比重应在1.10～1.15，含砂率小 于2％，孔底沉渣厚度小于15厘米。
S10：灌注水下砼；
水下砼灌注过程中，频繁测量混凝土面上升高度，逐级快速拆卸导管，控 制导管埋深2～6m。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。
S11：高压注浆；
桩体及支盘混凝土灌注工作结束后，将高压注浆管外接高压注浆设备，首 先注入清水进行清孔工作。而后注入浆液，在高压作用下劈裂软土层，使其形 成土体加固盘。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术 方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.用于填海软弱地层的支盘桩，包括：
钻孔灌注桩桩体；
多个挤扩支盘结构；多个挤扩支盘结构分别环绕钻孔灌注桩桩体的多个轴向位置设置；
其特征在于，用于填海软弱地层的支盘桩还包括：
土体加固盘结构；土体加固盘结构置于淤泥层，土体加固盘结构环绕钻孔灌注桩桩体设置，土体加固盘结构由软土和水泥砂浆形成。
2.用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01；场地平整、测量放样；定位桩位中心；
S02；埋设钢护筒、钻机就位、钻进施工；使钻机钻头中心与护筒中心位于同一铅垂线，而后从定位桩位中心开始钻进，直至达到目标孔深；
S03；终孔检查；测量孔深；
S04；第一次清孔及测孔；将护筒壁泥浆、孔底钻渣、泥砂类沉淀物清除；并对孔内泥浆性能、孔垂直度、孔深、孔径进行检测；
S05；挤扩支盘成型；提起钻机钻头，将挤扩设备下放入孔，对桩支盘部位进行挤扩成型；
S06；扫孔；挤扩完成后，提起挤扩设备，下放钻机钻头进行扫孔，达到设计孔深后停止；
S07；第二次清孔及测孔；将护筒壁泥浆、孔底钻渣、泥砂类沉淀物清除；
S08；安放钢筋笼、吊放导管；吊放钢筋笼与导管至孔底；
S09；第三次清孔；至孔底泥浆质量达到要求；
S10；灌注水下砼；灌注水下混凝土至钻孔灌注桩桩体和多个挤扩支盘结构成型；
S11；高压注浆；高压注入清水开孔，后注入配置好的水泥砂浆进行软土劈裂加固成盘。
3.根据权利要求2所述的用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，其特征在于，步骤S01包括：确保桩基施工范围5米内无杂物，压路机压实场地，再用全站仪准确定位桩位中心，测放十字引线。
4.根据权利要求2所述的用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，其特征在于，步骤S02中，护筒顶部安装高出地面30cm，钢护筒底端位于地面以下2～3m。
5.根据权利要求2所述的用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，其特征在于，步骤S02中，开孔时钻机为轻压慢钻，随深度增加逐渐增大压力及速度；在松散土质采用浓泥浆护壁，且放慢钻进速度。
6.根据权利要求2所述的用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，其特征在于，步骤S04中，第一次清孔后孔底泥浆比重应在1.15～1.20，含砂率小于2％，孔底沉渣厚度小于50厘米。
7.根据权利要求2所述的用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，其特征在于，步骤S07中，第二次清孔后孔底泥浆比重应在1.15～1.20，含砂率小于2％，孔底沉渣厚度小于15厘米。
8.根据权利要求2所述的用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，其特征在于，步骤S9中，第三次清孔后孔底泥浆比重应在1.10～1.15，含砂率小于2％，孔底沉渣厚度小于15厘米。
9.根据权利要求2所述的用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，其特征在于，步骤S10中，挤扩支盘结构的直径在砂性土内大于0.95倍设计直径，在黏性土内大于0.9倍设计直径。
10.根据权利要求2所述的用于填海软弱地层的支盘桩的施工方法，其特征在于，挤扩支盘结构施工选用至少两种泥浆配合比，泥浆比重在一般地层下控制在1.05～1.2，穿过易塌孔地层时增大至1.2～1.3。
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