CN113585254A - 一种上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法。本发明包括以下步骤：S1、施工准备；S2、钢护筒定位下沉；S3、钻机就位钻孔；S4、回填片石继续钻进；S5、多功能井型支架安放；S6、钢筋笼制作与安放；S7、灌注水下混凝土；S8、桩基成型检测。本发明的有益效果是：本发明解决了在上软下硬倾斜地层钻孔过程中，钻头出现打滑无法进行钻进的问题，同时采用多功能井型支架作为钢筋笼安放过程中的承重结构，有效提高了钻进成孔的施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及土木施工技术领域，尤其涉及一种上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法。
背景技术
钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械或人工钻孔手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。是桥梁建设上常用的一种深基础形式。近年来我国桥梁事业发展迅速，新建桥梁的跨径越来越大，遇见复杂的地质环境，钻孔灌注桩的长度也就越来越长、直径也就越来越大，一般将直径不小于2.5m的桩称为大直径桩基础。
大直径钻孔灌注桩在复杂地质大角度倾斜岩面条件下钻孔施工时，由于其钻孔深度大、桩径大、工程地质复杂等情况，往往导致钻孔难度大、施工工艺要求高等问题，采用传统的钻孔工艺难以实现在如此复杂的地质条件下施工，且钻孔施工质量的好坏直接决定了该工程的施工质量。尽管钻孔灌注桩已在工程建设中得到广泛的应用，但是在上软下硬的倾斜地层上钻孔时，钻头遇到坚硬岩层容易出现钻头打滑无法继续钻进的问题，仍未能采用较好方法解决。因此，在上软下硬的倾斜地层中大直径钻孔灌注桩钻孔的施工问题亟待研究和解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中大直径钻孔灌注桩在复杂地质、软硬地层交接面上钻孔时存在的条件下存在的钻头打滑无法继续钻进的不足之处，提供一种上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法。
为了解决本发明的技术问题，所采取的技术方案为，一种上软下硬交界地层钻孔灌注桩的施工方法，在钻孔机钻至软地层和硬地层的倾斜交界面时停止钻孔，在孔道内回填高度为2-3m的片石，回填面与钻孔方向垂直，然后继续钻孔。
作为上软下硬交界地层钻孔灌注桩的施工方法进一步的改进：
优选的，所述软地层和硬地层坚固性系数差值不低于3。
优选的，所述片石的坚固性系数与硬地层的坚固性系数差值不大于3。
优选的，所述片石的配级为三级或四级。
优选的，所述软地层为淤泥土层、砂层中的一种，所述硬地层为风化泥质粉砂岩层、强风化石英正长岩层、中风化砂砾岩的一种。
优选的，所述钻孔机打孔的过程中使用泥浆进行护壁，所述泥浆由钠质膨润土、粘土、聚丙烯酰胺混合而成。
优选的，所述泥浆的比重为1.2-1.4，黏度为22-30s，胶体率不小于95％。
优选的，所述孔道的尺径为250-260cm。
本发明相比现有技术的有益效果在于：
钻头在钻井过程中，如若遇到上软下硬的倾斜岩层，软土层的坚固性系数小、与钻头的摩擦力小，岩层的坚固性系数大、与钻头的摩擦力大，导致钻头在倾斜的岩面上打滑无法钻进岩层；本发明在钻孔过程中如遇软硬交界面尤其是倾斜地层时，在钻孔内回填与岩层坚固性系数较为接近、级配良好的片石，将倾斜地层变成了水平岩层，钻头向下钻进的力可以更好的作用在石头层上，回填片石后钻头钻进回填的片石层后至原先的倾斜地层，不断调整钻头钻进角度，由于钻头两面强度基本一致，因此钻头不会偏向任何一侧，从而保证钻头能顺利通过倾斜交界面进入硬地层，有效提高了钻进成孔的垂直度和施工效率，避免了打滑现象；
一堆土壤或碎粒岩石，其各种粒径的颗粒分别各占该堆土壤(或碎粒岩石)重量上的比例，称为该堆土壤(或碎粒岩石)的级配。本申请要求填充片石的级配为三级或四级，其中三级配片石中粒径分为5-20mm、20-40mm、 40-80mm三个级别，最大粒径80mm；四级配片石中粒径分为5-20mm、 20-40mm、40-80mm、80-120mm四个级别，最大粒径120mm。将不同粒径级别的片石进行混合，使得大颗粒数量和粗颗粒的数量合理，并以适当的中颗粒及小颗粒填充其空隙，总的空隙率和总面积均较小，方便钻头沿着行径方向上前进。钻孔机打孔的过程中使用泥浆进行护壁，泥浆能够稳定孔壁、孔内浮渣和混凝土灌注。
附图说明
图1为本发明实施例中钻头遇上软下硬倾斜地层的示意图；
图2为本发明实施例中回填片石的示意图；
附图中标记的含义如下：
1、钻头；2、泥浆池；3、钻杆；4、硬地层；5、交界面；6、回填片石； 7、软地层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，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。
实施例1
如图1-2所示，一种上软下硬倾斜地层钻孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤：
S1、施工准备：平整地面、布置场地；并将钠质膨润土、粘土、聚丙烯酰胺混合制备泥浆2；
S2、钢护筒定位下沉；
S3、钻机就位钻孔：钻机安装就位后调平并调整钻杆3的角度，确保施工中不发生倾斜、移位，其中上部的软地层7为坚固性系数为0.3-0.6的淤泥土层，下部的硬地层4为坚固性系数为6-8的强风化泥质粉砂岩层；当钻头1前进至上软下硬的倾斜地层5时，停止钻进并移出钻头；
S4、回填片石继续钻进：移出钻头后向孔径中回填片石6，片石6的坚固性系数为11-13、级配为三级、回填高度为2m，待回填完毕后，不断调整钻头1位置待钻头1完全通过倾斜地层，完成钻孔；
S5、多功能井型支架安放；成孔进行检测后将钻机移位，吊放多功能井型支架,将多功能井型支架作为钢筋笼安放过程中的承重结构；
S6、钢筋笼制作与安放；
S7、灌注水下混凝土，桩基成型；
使用本实施例的技术方案对上软下硬倾斜地层进行钻孔灌注桩时，减小了桩基穿过砂层、强风化石英正长岩层等地质复杂地层的施工难度，大大加快了钻孔成桩效率，采用全站仪检测孔位平面布置，成孔误差小于50mm，直桩倾斜度小于1％，且有效缩短了施工工期。
实施例2
如图1-2所示，一种上软下硬倾斜地层钻孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤：
S1、施工准备：平整地面、布置场地；并将钠质膨润土、粘土、聚丙烯酰胺混合制备泥浆2；
S2、钢护筒定位下沉；
S3、钻机就位钻孔：钻机安装就位后调平并调整钻杆3的角度，确保施工中不发生倾斜、移位，其中上部的软地层7为坚固性系数0.5-0.6的砂层，下部的硬地层4为坚固性系数为10-13的强风化石英正长岩层；当钻头1前进至上软下硬的倾斜地层5时，停止钻进并移出钻头；
S4、回填片石继续钻进：移出钻头后向孔径中回填片石6，片石6的坚固性系数为13-16、级配为四级、回填高度为2.5m，待回填完毕后，不断调整钻头1位置待钻头1完全通过倾斜地层，完成钻孔；
S5、多功能井型支架安放；成孔进行检测后将钻机移位，吊放多功能井型支架,将多功能井型支架作为钢筋笼安放过程中的承重结构；
S6、钢筋笼制作与安放；
S7、灌注水下混凝土，桩基成型；
使用本实施例的技术方案对上软下硬倾斜地层进行钻孔灌注桩时，减小了桩基穿过砂层、强风化石英正长岩层等地质复杂地层的施工难度，大大加快了钻孔成桩效率，采用全站仪检测孔位平面布置，成孔误差小于50mm，直桩倾斜度小于1％，且有效缩短了施工工期。
实施例3
如图1-2所示，一种上软下硬倾斜地层钻孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤：
S1、施工准备：平整地面、布置场地；并将钠质膨润土、粘土、聚丙烯酰胺混合制备泥浆2；
S2、钢护筒定位下沉；
S3、钻机就位钻孔：钻机安装就位后调平并调整钻杆3的角度，确保施工中不发生倾斜、移位，其中上部的软地层7为坚固性系数为6-8的强风化泥质粉砂岩层，下部的硬地层4为坚固性系数为10-13的强风化石英正长岩层；当钻头1前进至上软下硬的倾斜地层5时，停止钻进并移出钻头；
S4、回填片石继续钻进：移出钻头后向孔径中回填片石6，片石6的坚固性系数为13-16、级配为三级、回填高度为2.5m，待回填完毕后，不断调整钻头1位置待钻头1完全通过倾斜地层，完成钻孔；
S5、多功能井型支架安放；成孔进行检测后将钻机移位，吊放多功能井型支架,将多功能井型支架作为钢筋笼安放过程中的承重结构；
S6、钢筋笼制作与安放；
S7、灌注水下混凝土，桩基成型；
使用本实施例的技术方案对上软下硬倾斜地层进行钻孔灌注桩时，减小了桩基穿过砂层、强风化石英正长岩层等地质复杂地层的施工难度，大大加快了钻孔成桩效率，采用全站仪检测孔位平面布置，成孔误差小于50mm，直桩倾斜度小于1％，且有效缩短了施工工期。
实施例4
如图1-2所示，一种上软下硬倾斜地层钻孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤：
S1、施工准备：平整地面、布置场地；并将钠质膨润土、粘土、聚丙烯酰胺混合制备泥浆2；
S2、钢护筒定位下沉；
S3、钻机就位钻孔：钻机安装就位后调平并调整钻杆3的角度，确保施工中不发生倾斜、移位，其中上部的软地层7为坚固性系数为0.3-0.6的淤泥土层，下部的硬地层4为坚固性系数为4-6的中风化砂砾岩；当钻头1前进至上软下硬的倾斜地层5时，停止钻进并移出钻头；
S4、回填片石继续钻进：移出钻头后向孔径中回填片石6，片石6的坚固性系数为7-9、级配为四级、回填高度为3m，待回填完毕后，不断调整钻头1位置待钻头1完全通过倾斜地层，完成钻孔；
S5、多功能井型支架安放；成孔进行检测后将钻机移位，吊放多功能井型支架,将多功能井型支架作为钢筋笼安放过程中的承重结构；
S6、钢筋笼制作与安放；
S7、灌注水下混凝土，桩基成型；
使用本实施例的技术方案对上软下硬倾斜地层进行钻孔灌注桩时，减小了桩基穿过砂层、强风化石英正长岩层等地质复杂地层的施工难度，大大加快了钻孔成桩效率，采用全站仪检测孔位平面布置，成孔误差小于50mm，直桩倾斜度小于1％，且有效缩短了施工工期。
本领域的技术人员应理解，以上所述仅为本发明的若干个具体实施方式，而不是全部实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，还可以做出许多变形和改进，所有未超出权利要求所述的变形或改进均应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，在钻孔机钻至软地层和硬地层的倾斜交界面时停止钻孔，在孔道内回填高度为2-3m的片石，回填面与钻孔方向垂直，然后继续钻孔。
2.根据权利要求1所述的上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述软地层和硬地层坚固性系数差值不低于3。
3.根据权利要求1或2所述的上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述片石的坚固性系数与硬地层的坚固性系数差值不大于3。
4.根据权利要求1或3所述的上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述片石的配级为三级或四级。
5.根据权利要求1或2所述的上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述软地层为淤泥土层、砂层中的一种，所述硬地层为风化泥质粉砂岩层、强风化石英正长岩层、中风化砂砾岩的一种。
6.根据权利要求1所述的上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述钻孔机打孔的过程中使用泥浆进行护壁，所述泥浆由钠质膨润土、粘土、聚丙烯酰胺混合而成。
7.根据权利要求6所述的上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述泥浆的比重为1.2-1.4，黏度为22-30s，胶体率不小于95％。
8.根据权利要求1所述的上软下硬倾斜交界地层钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，所述孔道的尺径为250-260cm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211102 |