CN113718798B - 一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法，涉及咬合桩施工技术领域；本发明通过套筒配合全回转钻机带动套筒旋转跟进，砂层、全风化及强风化等较软土层采用旋挖钻截齿钻头取土，抛石层采用重锤、冲抓斗和牙轮筒钻进行配合穿孔取岩，中风化及微风化层等较硬土层采用旋挖钻配牙轮筒钻进行成孔施工，施工过程全套筒跟进至岩层，桩孔终孔后，采用导管进行水下混凝土灌注法施工；本项施工方法解决了潮汐水位对桩孔的影响，同时解决了成孔穿越抛石层的技术难点，可适用于复杂地层的咬合桩施工，有效防止桩孔内流沙或淤泥，施工安全快捷，保证咬合桩施工质量的同时还可以节省施工工期。
Description
技术领域
本发明涉及咬合桩施工技术领域，尤其是涉及一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法。
背景技术
咬合桩排桩是一种应用于基坑支护的支护形式，因其具有支护和止水两种功能，整体性好，刚度大，对基坑变形控制能力强，施工对环境周边建筑物影响小的优点，而被广泛应用。传统的咬合桩施工工艺适用于除大片石地层的所有地质条件，尤其适合地下水丰富的不良地层，效果优良。
对于含大块片石或抛石的临海区域，其地层情况较为复杂，受流沙和潮汐水位等多种环境因素的影响，抛石区和砂层的塌孔发生的概率更高，抛石处理较为困难；往往影响咬合桩的施工进度，面对地下水富集、且具有强透水性的中粗砂及深层抛石区复杂地质情况下，基坑换填的传统施工工艺难以实现，往往需要改变施工工艺，造成巨大的成本投入。
发明内容
为了解决以上临海抛石区成孔施工难度大，容易受潮汐水位影响出现塌孔等安全问题影响施工工期的技术问题，本发明提供了一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法。
本发明的技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法，包括如下步骤：
S1，在施工区域测量放线；
S2，将施工区域划分施工段，进行导墙施工；
S3，桩孔定位及桩位复测；钻机及套筒安装；
S4，套筒由地面压入砂层，套筒内腔取土，砂层成孔；
S5，套筒穿过砂层压入抛石层，套筒内腔取土，抛石层成孔；
S6，套筒由抛石层压入风化层，套筒内腔取土，风化层成孔；
S7，套筒内腔风化层岩心取样，嵌岩深度及桩孔长度测量，终孔验收；
S8，终孔孔底清渣处理，安装导管，进行混凝土浇筑，拆除套筒；素桩完成；
S9，钢筋桩成孔施工，安装钢筋笼，进行混凝土浇筑，钢筋桩完成。
作为优选，步骤S1在施工区域测量放线包括如下步骤；
S101，对施工点的坐标及高程进行复测工作，布设平面控制网和高程控制网；
S102，测放支护桩中心线并控制基坑的开挖标高；
S103，设定控制桩点，对控制桩点进行防护和标记。
通过使用以上技术方案，对原有的坐标与高程进行复测工作，确保施工位置的准确性，为建设导墙以及后续施工打孔提供准确的坐标位置，避免纰漏与失误，防止影响施工工期。
作为优选，步骤S3中桩孔定位、桩位复测及钻机和套筒安装包括如下步骤，
S301，重新检测、校准孔位；
S302，安放套筒，使套筒中心与桩孔中心偏差小于2cm，检测套筒垂直度；
S303，使全回转钻机就位，安装连接全回转钻机与套筒，准备下压套筒。
通过使用以上技术方案，进一步核实确定施工孔位，保证施工孔位的准确性，确保套筒与桩孔位置的偏差小于2cm，尽量缩小穿孔误差，检测套筒垂直度，保证桩孔的垂直性。
作为优选，步骤S4套筒由地面压入砂层，套筒内腔取土，砂层成孔包括以下步骤，
S401，将套筒旋转压入砂层；实时监测与控制套筒垂直度；
S402，旋挖钻机旋挖取土，套筒底端距离桩孔取土面深度不小于2m；
S403，保持全回转钻机下压套筒，检测与分析土样。
通过使用以上技术方案，在下压套筒过程中随时检测和调整套筒的垂直度，套筒发生偏移及时进行纠偏调整，实时检测土样，分析套筒下压进入的地质层，更换旋挖钻头以适应不同旋挖不同地质层；套筒底端低于桩孔取土面深度不小于2m，避免出现塌孔的可能性。
作为优选，步骤S5套筒穿过砂层压入抛石层，套筒内腔取土，抛石层成孔包括以下步骤，
S501，清除孔内积水；
S502，重锤破碎抛石层，使用冲抓斗抓取碎石；
S503，当抛石过大，对旋挖钻机更换牙轮筒钻对抛石层钻进旋挖，并用冲抓斗取出碎石。
通过使用以上技术方案，清除积水减少重锤自由下落时的阻力，增加冲击力，重锤可以破坏抛石层的结构，保证套筒顺利下压，对应抛石面积大于套筒底面积的抛石，牙轮筒钻可以破坏大块抛石的整体性，利于穿越抛石层顺利成孔。
作为优选，步骤S6套筒由抛石层压入风化层，套筒内腔取土，风化层成孔包括以下步骤，
S601，中粗砂及全风化与强风化土层，对旋挖钻机更换截齿钻旋挖取土，保持全回转钻机压入套筒；
S602，由中粗砂及全风化与强风化土层进入中风化及微风化岩层，对旋挖钻机更换牙轮筒钻取土，保持全回转钻机压入套筒。
通过使用以上技术方案，针对中粗砂及全风化与强风化土层和中风化及微风化岩层的不同的地质条件，旋挖钻机装备不同的旋挖钻头旋挖钻孔。
作为优选，步骤S7套筒内腔风化层岩心取样，嵌岩深度及桩孔长度测量，终孔验收包括以下步骤，
S701，检测中风化及微风化岩层土质，通过牙轮筒钻进行岩心取样；
S702，检测套筒嵌入岩层深度，测量桩孔总长度，达到预定标准，终孔验收。
通过使用以上技术方案，牙轮筒钻面对中风化与微风化岩层更容易钻进成孔，且能取出完整的岩芯，解决咬合桩在浇筑后底部混凝土嵌岩困难的问题。
作为优选，步骤S8终孔孔底清渣处理，安装导管，进行混凝土浇筑，拆除套筒，素桩完成包括以下步骤，
S801，清理成孔孔底沉渣并检查沉渣厚度，使沉渣厚度小于10cm；
S802，增加密封圈密合组装导管，导管顶部安装漏斗，导管底部至孔底不大于300mm；
S803，向成孔注入混凝土；浇筑完毕，拆除并清洗导管与套筒。
通过使用以上技术方案，对孔底沉渣进行清理，保证孔底混凝土的浇筑效果，减少工后沉降，增加密封圈防止导管漏水，影响浇筑效果，首批封底混凝土下落时有一定的冲击力度，能将孔底的沉渣尽可能冲开，进一步减少工后沉降；导管底部至浇筑面不大于300mm可以保证浇筑混凝土面不会产生较大的冲击，随时调整导管的深度，保证咬合桩的混凝土浇筑效果，及时清洗拆除后的导管和套筒，防止混凝土凝固，影响后续使用。
作为优选，所述导管的直径为300mm，管底长度4～6m，标准节为2～3m，用双螺纹方扣连接组装。
通过使用以上技术方案，导管直径设计既能避免直径太小导致灌注混凝土时间长且首灌冲击力不足；同时避免直径过大清除孔底沉渣困难，导管的埋置深度控制在4～6m可以保证导管内混凝土充实，不会造成不满或者含有空气，不会造成浇筑面大幅度冲击，双螺纹方扣连接组装和标准节可以利于拆装。
作为优选，步骤S9钢筋桩桩孔施工，安装钢筋笼，进行混凝土浇筑，拆除套筒；钢筋桩完成包括以下步骤，
S901，重复步骤S3～S7，制作钢筋桩桩孔；
S902，制作钢筋笼，桩孔进行沉渣清理，安放钢筋笼；
S903，导管组装，向桩孔内进行混凝土浇筑；
S904，混凝土浇筑完毕，拆除并清洗导管与套筒，钢筋桩完成。
通过使用以上技术方案，重复进行钢筋桩制作过程，钢筋桩咬合素桩形成完整的咬合桩的基坑支护及止水效果，钢筋笼保证钢筋桩和咬合的素桩之间的抗拉强度，保证施工质量。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过套筒代替传统的泥浆护壁，配合冲抓斗解决穿越抛石层的困难，同时全回转钻机保证了桩孔的稳定性及垂直度，解决了抛石层难以钻进的困难以及地下水位较高对桩孔的影响，有效控制了塌孔和潮汐水对桩孔的影响，保证了咬合桩的承载力；同时节省了大量的工期，有较高的安全性能和良好的经济效益。
2、本发明中通过导管采用水下混凝土灌注法进行施工，导管组装处采用密封圈和黄油封口进行防水处理，保证导管内混凝土避免水的侵蚀，保证浇筑效果；首灌能将孔底的沉渣尽量冲开，控制孔底的沉渣量，减少工后的沉降，及时测量孔内混凝土的高度，方扣连接组装的导管及时进行拆除，保证浇筑过程的不间断性。
附图说明
图1为本发明分层施工工艺流程图；
图2为咬合桩施工工艺及排列方式示意图。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
如图1所示，一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法，包括如下步骤：
S1，在施工区域测量放线；
S2，将施工区域划分施工段，进行导墙施工；
S3，桩孔定位及桩位复测；钻机及套筒安装；
S4，套筒由地面压入砂层，套筒内腔取土，砂层成孔；
S5，套筒穿过砂层压入抛石层，套筒内腔取土，抛石层成孔；
S6，套筒由抛石层压入风化层，套筒内腔取土，风化层成孔；
S7，套筒内腔风化层岩心取样，嵌岩深度及桩孔长度测量，终孔验收；
S8，终孔孔底清渣处理，安装导管，进行混凝土浇筑，拆除套筒；素桩完成；
S9，钢筋桩成孔施工，安装钢筋笼，进行混凝土浇筑，钢筋桩完成。
步骤S1在施工区域测量放线包括如下步骤：
S101，对施工点的坐标及高程进行复测工作，布设平面控制网和高程控制网；
S102，测放支护桩中心线并控制基坑的开挖标高，特别是靠近支护结构时，控制好支护桩位置和支护桩的桩顶标高；
S103，设定控制桩点，在控制桩点打标记木桩，并标记桩位中心；对控制桩点进行防护和标记，确保桩点不被碾压和扰动。
步骤S2中导墙宽度为不小于5m ，厚度不小于300mm，桩孔位置模板采用预制半圆弧形模板；一般导墙宽度为7m，导墙底部进行基础平整压实后浇筑垫层，采用混凝土倒入5mm厚半圆弧形模板；并进行振捣保证顶面高程，使导墙顶面平整度为5mm。
步骤S3中桩孔定位、桩位复测及钻机与套筒安装包括如下步骤，
S301，场地进行清理，确定桩孔位置，重新检测、校准孔位；
S302，安放套筒，使套筒中心与桩孔中心偏差小于2cm，检测套筒的垂直度；
S303，使全回转钻机就位，安装连接全回转钻机与套筒，准备下压套筒；
步骤S4套筒由地面压入砂层，套筒内腔取土，砂层成孔包括以下步骤，
S401，旋转压入第一节套筒；套筒进入砂层四米旋挖钻机安装截齿钻旋挖取土；实时监测与控制套筒垂直度，检测钻进地质情况；
S402，保证套筒底端距离取土面两米以上的长度，防止塌孔的可能性，一边取土，一边下压套筒；取土过程中，随时监控检测和调整套筒垂直度，发生偏移及时纠偏调整；
S403，保持全回转钻机下压套筒，检测与分析土样，以便准确分析是否进入抛石层。
步骤S5套筒穿过砂层压入抛石层，套筒内腔取土，抛石层成孔包括以下步骤，
S501，用水桶或者泥浆泵清除孔内积水；
S502，孔内积水清除完毕，采用履带吊和重锤配合自由落体破碎抛石层，并使用冲抓斗取出碎石；同时保证全回转钻机下压套筒的持续性动作。
S503，当抛石过大，直径超过套筒的直径尺寸时，旋挖钻机更换牙轮筒钻对大块抛石进行成孔钻进旋挖，破坏抛石的整体性，再用冲抓斗进行取土，直至穿越抛石层。
步骤S6套筒由抛石层压入风化层，套筒内腔取土，风化层成孔包括以下步骤，
S601，套筒由抛石层进入中粗砂及全风化与强风化土层，旋挖钻机更换截齿钻旋挖取土，保持全回转钻机压入套筒；
S602，由中粗砂及全风化与强风化土层进入中风化及微风化岩层，对旋挖钻机更换牙轮筒钻取土；
步骤S7套筒内腔风化层岩心取样，嵌岩深度及桩孔长度测量，终孔验收包括以下步骤，
S701，检验中风化及微风化岩层土质，旋挖钻机使用牙轮筒钻进行岩心取样；
S702，检测套筒嵌入岩层深度，测量桩孔总长度，达到预定标准，终孔验收。
步骤S8终孔孔底清渣处理，安装导管，进行混凝土浇筑，拆除套筒，素桩完成包括以下步骤，
S801，清理成孔孔底沉渣并检查沉渣厚度，直至沉渣厚度小于10cm；
S802，采用水下混凝土灌注法施工，选用导管的直径为300mm，管底长度4～6m，标准节为2～3m，用双螺纹方扣连接组装增加密封圈密合组装导管，防止漏水，导管顶部安装漏斗，导管底部至孔底不大于300mm，保证首次灌冲混凝土对沉渣有足够的冲击力，减少工后沉降；紧凑连续的进行灌注，不可整斗的灌注进漏斗和导管，避免导管内形成高压气囊，防止中途停工；并随时测量孔内混凝土面的高度，正确提升和拆除导管；
S803，浇筑完毕，拆除导管，清洗导管，当混凝土的强度达到标准时拆除套筒；导管拆除速度应快，防止螺栓和密封垫等工具掉入孔中，已拆卸的管节立即清洗干净，以便后期使用。
步骤S9钢筋桩桩孔施工，安装钢筋笼，进行混凝土浇筑，拆除套筒；钢筋桩完成包括以下步骤，
S901，在相邻两个素桩之间重复步骤S3～S7，制作钢筋桩桩孔；
S902，制作钢筋笼，桩孔进行沉渣清理，安放钢筋笼；
S903，导管组装，向桩孔内进行水下混凝土浇筑；
S904，混凝土浇筑完毕，及时拆除清洗导管与套筒，防止螺栓和密封垫等工具掉落；钢筋桩完成。
如图2所示，咬合桩的总施工原则为，先进行混凝土素桩A序列桩制作，第一根桩采用素桩处理，再在相邻两A序列桩之间切割成孔施工制作钢筋桩B序列桩，其具体的施工顺序为A1-A2-B1-A3-B2-A4-B3…依次类推。
Claims (6)
1.一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法，其特征在，包括如下步骤：
S1，在施工区域测量放线；
S2，将施工区域划分施工段，进行导墙施工；
S3，桩孔定位及桩位复测；钻机及套筒安装；
S4，套筒由地面压入砂层，套筒内腔取土，砂层成孔；
S401，将套筒旋转压入砂层；实时监测与控制套筒垂直度；
S402，旋挖钻机安装截齿钻旋挖取土，套筒底端距离桩孔取土面深度不小于2m；
S403，保持全回转钻机下压套筒，检测与分析土样；
S5，套筒穿过砂层压入抛石层，套筒内腔取土，抛石层成孔；
S501，清除孔内积水；
S502，重锤破碎抛石层，使用冲抓斗抓取碎石；
S503，当抛石过大，对旋挖钻机更换牙轮筒钻对抛石层钻进旋挖，并用冲抓斗取出碎石；
S6，套筒由抛石层压入风化层，套筒内腔取土，风化层成孔；
S601，中粗砂及全风化与强风化土层，对旋挖钻机更换截齿钻旋挖取土，保持全回转钻机压入套筒；
S602，由中粗砂及全风化与强风化土层进入中风化及微风化岩层，对旋挖钻机更换牙轮筒钻取土，保持全回转钻机压入套筒；
S7，套筒内腔风化层岩心取样，嵌岩深度及桩孔长度测量，终孔验收；
S701，检测中风化及微风化岩层土质，通过牙轮筒钻进行岩心取样；
S702，检测套筒嵌入岩层深度，测量桩孔总长度，达到预定标准，终孔验收；
S8，终孔孔底清渣处理，安装导管，进行混凝土浇筑，拆除套筒；素桩完成；
S9，钢筋桩成孔施工，安装钢筋笼，进行混凝土浇筑，钢筋桩完成。
2.根据权利要求1所述的临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法，其特征在于：步骤S1在施工区域测量放线包括如下步骤，
S101，对施工点的坐标及高程进行复测工作，布设平面控制网和高程控制网；
S102，测放支护桩中心线并控制基坑的开挖标高；
S103，设定控制桩点，对控制桩点进行防护和标记。
3.根据权利要求1所述的临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法，其特征在于：步骤S3中桩孔定位、桩位复测及钻机及套筒安装包括如下步骤，
S301，重新检测、校准孔位；
S302，安放套筒，使套筒中心与桩孔中心偏差小于2cm，检测套筒垂直度；
S303，使全回转钻机就位，安装连接全回转钻机与套筒，准备下压套筒。
4.根据权利要求1所述的一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法，其特征在于：步骤S8终孔孔底清渣处理，安装导管，进行混凝土浇筑，拆除套筒，素桩完成包括以下步骤，
S801，清理成孔孔底沉渣并检查沉渣厚度，使沉渣厚度小于10cm；
S802，增加密封圈密合组装导管，导管顶部安装漏斗，导管底部至孔底不大于300mm；
S803，向成孔注入混凝土；浇筑完毕，拆除并清洗导管与套筒。
5.根据权利要求4所述的一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法，其特征在于：所述导管的直径为300mm，管底长度4～6m，标准节为2～3m，用双螺纹方扣连接组装。
6.根据权利要求1所述的一种临海抛石区嵌岩咬合桩分层施工成孔的施工方法，其特征在于：步骤S9钢筋桩桩孔施工，安装钢筋笼，进行混凝土浇筑，拆除套筒；钢筋桩完成包括以下步骤，
S901，重复步骤S3～S7，制作钢筋桩桩孔；
S902，制作钢筋笼，桩孔进行沉渣清理，安放钢筋笼；
S903，导管组装，向桩孔内进行混凝土浇筑；
S904，混凝土浇筑完毕，拆除并清洗导管与套筒，钢筋桩完成。
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