CN114525778B - 一种岩溶地区溶洞桩基成桩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及桩基施工领域,尤其涉及一种岩溶地区溶洞桩基成桩方法。包括如下施工步骤:通过旋挖机将全护筒逐节钻进至第一层溶洞顶板位置;然后继续钻进并对桩基内的溶洞进行混凝土回填,回填后混凝土强度不低于10MPa后继续钻进;直到旋挖钻深度计数显示达到设计深度后,采用捞渣钻清孔后即得成孔;然后灌注混凝土,再逐节旋出顶层全护筒直至全部浇筑完成。通过先对软弱地层进行稳固,然后对溶洞进行清理并配合使用混凝土对溶洞进行回填预处理,降低已填充溶洞坍塌的风险。提高溶洞处理效率,降低了后期桩体混凝土灌注风险。
Description
技术领域
本发明涉及桩基施工领域,尤其涉及一种岩溶地区溶洞桩基成桩方法。
背景技术
随着我国铁路建设网逐步加密扩大,出现了越来越多的桥梁,桩基是桥梁的基础,近年来,随着建设交通的迅速发展,在我国道路建设中岩溶发育地区钻孔桩施工越来越广泛。岩溶发育地区钻孔桩一般采用钢护筒跟进、片石+水泥+黄泥回填的方式处理溶洞,容易出现坍孔、影响地面建筑物、施工设备及人员安全现象。采用此方法成功率低,浪费大量资源,施工连续性及安全性差,造成桥梁施工进度慢,成本高。
桥梁桩基溶洞发育由于侵蚀环境不同主要分为填充型溶洞、半填充型溶洞及无填充型三类。按照其结构类型,大致可分为浅埋型溶腔、串珠型溶腔、贯通型溶腔及复杂综合型溶腔(长桩)四大类。上述四种溶腔对桩基施工的影响,主要表现为:坍孔、漏浆、钻机倾斜坍塌以及混凝土突发下沉等情况。
现有技术中,申请公布号为CN113502810A的中国发明专利申请公开了一种复杂地质深孔桩施工方法,旋挖钻将钢套管逐节跟进至孔底,然后通过灌注混凝土配合搓管机逐节的将钢套管拔出;此技术方案在深长桩基施工中,因跟进钢套管过长重量较大,不可用旋挖钻机自身进行拔管,需借助搓管机进行配套施工;钢套管跟进至桩底,在钻进过程对各级溶腔未进行预处理,虽节约了钻进时间,但是在后期浇筑混凝土过程,因为地下溶洞的不可预见性,增加了浇筑混凝土过程坍孔风险及浇筑混凝土时间,需对混凝土进行特殊设计,延长初凝时间。
发明内容
本发明的目的在于:针对目前岩溶发育地区桩基施工时出现的溶腔顶壁覆盖层易坍孔、地面塌陷以及成孔后沉渣过厚、成桩效率低等现象,提供一种岩溶地区溶洞桩基成桩方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种岩溶地区溶洞桩基成桩方法,包括如下施工步骤:
S1、首节钢护筒安装,采用旋挖钻机配套的驱动套安装首节全护筒,并在首节全护筒的底部安装套靴;
S2、旋挖钻进施工,一边取渣一边安装下一节全护筒,所述下一节全护筒底端与前一节全护筒顶端固定连接;
S3、重复步骤S2,直至所述首节全护筒跟进至第一层溶洞顶板位置;保证所述首节全护筒入岩0.2-0.3m后停止全护筒的跟进;
S4、继续旋挖钻进,并对桩基内的溶洞进行混凝土回填预处理,回填后混凝土强度不低于10mpa后继续钻进;直到旋挖钻深度计数显示达到设计深度后,采用捞渣钻清孔后即得成孔;
S5、在所述成孔内安装钢筋笼及声测管;
S6、下导管进行混凝土灌注,待灌注混凝土达到首节全护筒底口以上4-5m后,通过旋挖钻机旋出顶层全护筒并拆卸,然后按照灌注混凝土-旋出顶层全护筒-拆卸全护筒的顺序重复操作,直至所述全护筒全部拔出。
本发明提出一种岩溶地区溶洞桩基成桩方法,利用旋挖钻成孔,采用全护筒跟进至岩层,(第一层溶腔顶壁)对软弱地层进行稳固,然后继续向下钻进,对溶洞进行清理并配合使用混凝土对溶洞进行回填预处理,降低已填充溶洞坍塌的风险,提高溶洞处理效率,降低了后期桩体混凝土灌注风险。采用旋挖钻成孔,可有效控制孔底沉渣;灌注过程中坍孔几率低,避免断桩或其他缺陷;边灌注砼边拔护筒同样可避免灌注时软弱地层坍塌,保证桩体质量。
由于全护筒未跟进至孔底,而是位于第一层溶腔顶壁,在进行拔出全护筒的过程中,不需要使用其它设备配合进行拔管,仅使用旋挖钻即可贯穿整个成孔过程。减少钢套管及其它配套设备的投入,利用旋挖钻自身动力头及驱动器可实现全护筒的钻进与拔出。极大的降低了施工成本;对下方多层溶腔的预处理,利用回填混凝土的方式对桩体腔壁进行加固,保证旋挖钻钻进条件的同时,减少了后期桩基混凝土浇筑过程风险。
首节钢护筒底部装有筒靴及呈环状排列的切削齿,以使全护筒能够较快、较容易的放进密实地层及混凝土内;全护筒和全护筒钻机的护筒驱动连接器相连,钻机操作手将第一节双壁钢护筒放入导墙内准确位置;作为本发明的优选方案,步骤S1中,所述首节全护筒在入孔前进行孔位中心复核,所述首节全护筒与孔位中心对齐后利用旋挖钻自重旋转下压全护筒,同时用水平尺复核护筒垂直度;旋挖钻旋转机身对齐护筒后将驱动套与全护筒通过销钉连接。
在使用钻机的动力头旋转压入双臂护筒前,使用液泡水准仪测量,调整护筒的垂直位置。在护筒被旋转压入地面数米后,使用水准仪对护筒的垂直度再次进行校验,护筒的横轴及纵轴位置每次测量时都需要校验,护筒垂直度的允许公差依规范而定。
作为本发明的优选方案,步骤S2中,当所述第一层溶洞顶板厚度较薄,顶板厚度不超过20cm,将所述首节全护筒继续向下跟进至完整基岩,以确保覆盖层的稳定性。
作为本发明的优选方案,根据地质柱状图能够提前计算出全护筒的长度,所述全护筒包括多种不同长度,所述全护筒的长度范围包括0.5m、1m、2m、3m、4m。
作为本发明的优选方案,在钻进过程中,根据不同的土层对应采取不同的钻压、钻速、泥浆比重和泥浆量。当在砂土或软土等易塌孔的地层中钻孔时,宜采用慢速轻压钻进,并提高孔内水头、加大泥浆比重。
作为本发明的优选方案,所述旋挖钻在第一层溶洞顶板以下钻进过程中,对出现的溶洞采用低标号混凝土进行回填;
具体回填方法如下:将所述溶洞类型分为无填充溶洞、半填充溶洞和全填充溶洞;对于无填充溶洞,直接通过导管灌注混凝土,对于半填充或全填充类型,当填充物为软塑(溶腔填充体含水量较大,具有流动性,自稳性差),将所述填充物捞取出后灌注混凝土,当填充物为硬塑(溶腔填充体含水量少,不具备流动性,自稳性较好),确保孔壁不坍塌的情况下对孔壁外溶洞进行混凝土回填。
作为本发明的优选技术方案,溶洞回填应按水下混凝土灌注相关要求进行,回填深度应从孔底至溶洞顶板以上1m,以确保回填效果。溶洞回填完后应等混凝土强度达到10MPa后方可重新钻进。在等待混凝土强度同时,可以施工相邻墩台桩基或同墩台其他桩孔位置,避免旋挖钻无效等待,提高效率。
作为本发明的优选技术方案,步骤S4还包括步骤S4.1:旋挖钻深度计数显示达到设计深度后,用捞渣钻清孔,并用测绳实测孔深,达到要求后用检孔器检查孔径、倾斜度,用护桩复核桩位中心,验收合格后到下一步骤,验收不合格则重复用捞渣钻清孔,直到验收合格。
成孔质量控制规范如下:
成孔后用测绳测量成孔深度及沉渣厚度,成孔深度不小于设计深度,沉渣厚度柱桩不大于5cm,摩擦桩不大于20cm。
检孔器检验孔径及垂直度,孔径不得小于设计桩径,垂直度不得大于1%。
旋挖钻深度计数显示达到设计深度后,用捞渣钻清孔,并用测绳实测孔深,达到要求后用检孔器检查孔径、倾斜度,用护桩复核桩位中心。钻孔验收合格后应及时下钢筋笼灌注混凝土。
作为本发明的优选技术方案,成孔后应根据捞取的渣样判定桩底是否满足设计要求,若桩底入岩深度不足或有局部溶蚀现象等,应继续钻进探查桩底情况,确保基底承载力。
作为本发明的优选技术方案,步骤S5中,钢筋笼多节焊接后通过吊车吊装入孔,受吊车吊臂长度的限制,对于24米以下钢筋笼焊接完成后一次性吊装入孔,24米以上钢筋笼笼长较长且重量重,采用单节吊装入孔;最上节钢筋笼下到孔口位置时,用槽钢临时将钢筋笼支撑在孔口,用水准仪测此时全护筒顶标高,根据钢筋笼顶标高,算出吊筋长度,焊拉吊筋在钢筋笼主筋上,然后将吊钩挂在吊筋上,缓缓下至设计位置,在钢筋笼的顶吊圈内插两根平行的槽钢,槽钢横放在枕木上,将整个笼体吊挂于护筒顶端两侧的方木上,确保钢筋笼位置、高度准确。
作为本发明的优选技术方案,对于长度大于40m的桩基,安装声测管,每节段所述钢筋笼焊接时需再次检查声测管连接质量,确保声测管有效。在岩溶发育区(明显钻进过程多次回填混凝土区域),考虑低应变检测时信号不强受影响较大等原因,建议桩长大于30m桩基均增加声测管;桩长大于60m的深长桩基也适当增加1~2根声测管,以确保后期检测效果。
作为本发明的优选技术方案,混凝土灌注中使用的导管直径为30±2cm的钢导管,所述钢导管按照自下而上的顺序包括底节钢导管、中间节钢导管和首节钢导管,所述底节钢导管的长度不少于4m,所述中间节钢导管的长度为2±0.05m,所述首节钢导管设置于所述料斗下方,所述首节钢导管的长度为2±0.05m。
导管使用前应全长试拼后进行水密承压试验,水密承压试验的水压力不应小于孔底静水压力的1.5倍。导管安装后,其底端与孔底的距离要能使混凝土球塞或其它隔水物顺利排出导管。先将导管底端缓慢做落到孔底,然后提升30~40cm后进行固定。浇筑前计算首盘混凝土方量,确保导管底部埋入混凝土1m以上。
针对于岩溶发育类型的桩基施工,灌注混凝土时存在将泥浆护壁压破的情况,进而导致混凝土面下降,为避免导管进水,导管埋深宜大于规范要求,以保证灌注质量。导管应在混凝土灌注明显减慢时进行提升,并在提升过程中通过快速升降导管对混凝土进行捣鼓密实。
灌注过程中应及时测量混凝土表面上升情况,并记录扩径现象,保证灌桩质量。灌至设计标高后应静置10分钟,确认混凝土面不下降后再行拆除导管。
作为本发明的优选技术方案,灌注混凝土达到护筒底口以上4-5m后方可拆除护筒,边灌边拆,使混凝土顶面始终位于护筒底面以上,避免护筒拆除后孔壁坍塌,影响桩基质量。
混凝土灌注质量控制如下:
首盘混凝土灌注应保证导管埋深不小于1m,导管底口距孔底距离宜控制在30~40cm为宜。
灌注砼是应保证导管埋深控制在2~6m,不得埋入过深以免导管拆除困难。
混凝土面超过护筒底口5m时方可,且应保证混凝土面始终在护筒底口以上。混凝土应超灌0.5~1m,保证桩头混凝土质量。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明提出一种岩溶地区溶洞桩基成桩方法,利用旋挖钻成孔,采用全护筒跟进至岩层,(第一层溶腔顶壁)对软弱地层进行稳固,节省护筒所需长度,降低成本投入;然后继续向下钻进,对溶洞进行清理并配合使用混凝土对溶洞进行回填预处理,降低已填充溶洞坍塌的风险,提高溶洞处理效率,降低了后期桩体混凝土灌注风险。采用旋挖钻成孔,可有效控制孔底沉渣;灌注过程中坍孔几率低,避免断桩或其他缺陷;边灌注砼边拔护筒同样可避免灌注时软弱地层坍塌,保证桩体质量。
由于全护筒未跟进至孔底,而是位于第一层溶腔顶壁,在进行拔出全护筒的过程中,不需要使用其它设备配合进行拔管,仅使用旋挖钻即可贯穿整个成孔过程。减少钢套管及其它配套设备的投入,利用旋挖钻自身动力头及驱动器可实现全护筒的钻进与拔出。节省其它设备配合使用手续,操作更加便利;极大的降低了施工成本;对下方多层溶腔的预处理,利用回填混凝土的方式对桩体腔壁进行加固,保证旋挖钻钻进条件的同时,减少了后期桩基混凝土浇筑过程风险。
附图说明
图1是本发明的岩溶地区溶洞桩基成桩方法的流程示意图;
图2是本发明中施工区域中复杂综合型溶腔的地层剖面结构示意图;
图3是本发明的钢精笼的俯视平面结构示意图;
图标:1-全护筒;2-钢筋笼;3-声测管;4-槽钢。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
本发明提出的岩溶地区溶洞桩基成桩方法,主要施工位置及具体信息如下所述:
起讫里程DK143+997~DK169+150,正线长度25.153km。其中桥梁共8座,总长度16.564km,占标段全长的65.9%。桥梁桩基截至目前开累完成3931根,占桩基总数4110根的95.6%;
管段桥梁桩基岩溶极其发育,其中82%(约3380根桩基)为岩溶桩,桩基长度最长106m,桩长大于50m桩基262根;桩径以1.0m及1.25m为主,间插部分1.5m、2m桩基,施工较为困难。
对于桥梁桩基施工钻进成桩影响最大的主要因素包括如下几种:
①钻进过程中遇斜岩(冲击钻)
桥梁桩基施工钻进过程遇斜岩,反复冲填(片石+黄泥+水泥(4、5次以后)),甚至10次以上,效果不理想,浪费回填材料,处理效果不佳,浪费钻机用电,成桩时间长。
②钻进过程中遇漏浆
桥梁桩基施工过程中遇漏浆,此情况往往伴生着斜岩、溶腔同时发生,重复回填多次处理后才能达到效果。
③钻进过程中卡钻
桩基钻进过程中在穿越溶腔壁时候,由于溶腔顶壁岩层较硬、孔位倾斜造成钻头卡钻(冲击钻、旋挖钻),靠牵引绳或钻杆无法将钻头直接取出。
岩溶区域桩基均为逐桩钻孔地勘,针对第一层溶腔完整顶腔壁厚度、埋深及墩位场地,选取钻机设备。在浅覆盖层为主且顶腔壁厚度小于1m的墩位采用冲击钻进行施工,防止旋挖钻因本身重量等原因发生坍塌。其余平坦地段,根据岩层硬度对比选择旋挖钻,成桩效率更为突出。筛选后可利用旋挖钻进行施工的墩台,按照桩基施工原则:先长后短,先难后易进行施工确保成桩质量;
对于桩基下方明显存在大型溶腔的地段,在无法探明是否为填充型溶腔情况下,所有桩基第一层溶腔顶之上的覆盖层需进行钢护筒跟进,确保施工下步钻进过程穿过溶腔过程,覆盖层不会出现坍塌。
在设计施工图中明显发现溶腔存在斜岩发育或串珠型溶腔的区域,利用小钻头先行钻至设计孔深,再改大钻头进行复钻至孔底,确保成桩效率。
如图1-3所示,岩溶地区溶洞桩基成桩方法,包括如下施工步骤:
旋挖钻进场前,对承台位置进行分析,针对浅溶腔壁顶(溶腔壁顶岩层厚度小于1m)位置不采用旋挖钻施工。对于其他可使用旋挖钻施工位置,对松软土层采用碎石换填作为钻机平台,并在钻机履带下方垫两块2cm厚钢板以增加受力面积。
根据测量放样定出的孔位中心,在桩孔2m外设置护桩。钻机行进至桩位后首先调直钻杆,再将钻头中心对准桩位中心。确定位置无误后开始钻进开孔,开孔根据土层厚度确定深度,土层较薄时开孔至岩层,土层较厚时开孔3m深,以便护筒安装。
步骤1、首节钢护筒安装,采用旋挖钻机配套的驱动套安装首节全护筒,所述首节全护筒选取4m长的全护筒,并在底部安装套靴;所述首节全护筒在入孔前进行孔位中心复核,旋挖钻旋转机身对齐护筒后将驱动套与全护筒通过销钉连接。所述首节全护筒与孔位中心对齐后利用旋挖钻自重旋转下压全护筒,同时用水平尺复核护筒垂直度。
步骤2、继续钻进,边取渣边下下一节全护筒,所述下一节全护筒底端与前一节全护筒顶端固定连接;
步骤3、重复步骤2,直至所述首节全护筒跟进至第一层溶洞顶板位置;保证所述首节全护筒入岩0.2-0.3m后停止全护筒的跟进;全护筒安装应根据地质柱状图提前计算护筒长度,避免护筒下至岩层后高度不够或过高。每台旋挖钻均应配置4m、3m、2m、1m、0.5m长护筒,以便根据基岩面深度配置不同长度全护筒。钻进过程中应经常检查土层变化,对不同土层采用不同的钻压、钻速、泥浆比重和泥浆量;在砂土或软土等易塌孔的地层中钻孔时,宜采用慢速轻压钻进,并提高孔内水头、加大泥浆比重。
步骤4、全护筒只跟进到第一层溶洞顶板位置,后续的钻进过程不再继续跟进全护筒,直接根据溶洞的情况进行处理,所述旋挖钻在第一层溶洞顶板以下钻进过程中,对出现的溶洞采用低标号混凝土进行回填,所述溶洞填充包括无填充、半填充和全填充类型;对于无填充溶洞,直接通过导管灌注混凝土,对于半填充或全填充类型,当填充物为软塑,将所述填充物捞取出后灌注混凝土,当填充物为硬塑,确保孔壁不坍塌的情况下对孔壁外溶洞进行混凝土回填。(全填充硬塑充填物则不需回填)。溶洞回填应按水下混凝土灌注相关要求进行,回填深度应从孔底至溶洞顶板以上1m,以确保回填效果。溶洞回填完后应等混凝土强度达到10MPa后方可重新钻进。在等待混凝土强度同时,可以施工相邻墩台桩基或同墩台其他桩孔位置,避免旋挖钻无效等待,提高效率。
回填后混凝土强度不低于10mpa后继续钻进;直到旋挖钻深度计数显示达到设计深度后,采用捞渣钻清孔后即得成孔;旋挖钻深度计数显示达到设计深度后,用捞渣钻清孔,并用测绳实测孔深,达到要求后用检孔器检查孔径、倾斜度,用护桩复核桩位中心,验收合格后到下一步骤,验收不合格则重复上述步骤直到验收合格。
步骤5、在所述成孔内安装钢筋笼及声测管;如图3所示,24米以下钢筋笼2焊接完成后一次性吊装入孔,24米以上钢筋笼2笼长较长且重量重,采用单节吊装入孔;最上节钢筋笼2下到孔口位置时,用槽钢4临时将钢筋笼支撑在孔口,用水准仪测此时全护筒1顶标高,根据钢筋笼2顶标高,算出吊筋长度,焊拉吊筋在钢筋笼2主筋上,然后将吊钩挂在吊筋上,缓缓下至设计位置,在钢筋笼2的顶吊圈内插两根平行的槽钢4,槽钢4横放在枕木上,将整个笼体吊挂于全护筒1顶端两侧的方木上,确保钢筋笼2位置、高度准确。对于长度大于40m的桩基,安装声测管3,每节段所述钢筋笼2焊接时需再次检查声测管3连接质量,确保声测管3有效。在岩溶发育区(明显钻进过程多次回填混凝土区域),考虑低应变检测时信号不强受影响较大等原因,建议桩长大于30m桩基均增加声测管3;桩长大于60m的深长桩基也适当增加1~2根声测管3,以确保后期检测效果。
步骤6、下导管进行混凝土灌注,待灌注混凝土达到首节全护筒底口以上4-5m后,通过旋挖钻机旋出顶层全护筒并拆卸,然后按照灌注混凝土-旋出顶层全护筒-拆卸全护筒的顺序重复操作,直至所述全护筒全部拔出。混凝土灌注中使用的导管直径为30±2cm的钢导管,所述钢导管按照自下而上的顺序包括底节钢导管、中间节钢导管和首节钢导管,所述底节钢导管的长度不少于4m,所述中间节钢导管的长度为2±0.05m,所述首节钢导管设置于所述料斗下方,所述首节钢导管的长度为2±0.05m。
导管使用前应全长试拼后进行水密承压试验,水密承压试验的水压力不应小于孔底静水压力的1.5倍。导管安装后,其底端与孔底的距离要能使混凝土球塞或其它隔水物顺利排出导管。先将导管底端缓慢做落到孔底,然后提升30~40cm后进行固定。浇筑前计算首盘混凝土方量,确保导管底部埋入混凝土1m以上。
针对于岩溶发育类型的桩基施工,灌注混凝土时存在将泥浆护壁压破的情况,进而导致混凝土面下降,为避免导管进水,导管埋深宜大于规范要求,以保证灌注质量。导管应在混凝土灌注明显减慢时进行提升,并在提升过程中通过快速升降导管对混凝土进行捣鼓密实。
灌注过程中应及时测量混凝土表面上升情况,并记录扩径现象,保证灌桩质量。灌至设计标高后应静置10分钟,确认混凝土面不下降后再行拆除导管。灌注混凝土达到护筒底口以上5m后方可拆除护筒,边灌边拆,使混凝土顶面始终位于护筒底面以上,避免护筒拆除后孔壁坍塌,影响桩基质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种岩溶地区溶洞桩基成桩方法,其特征在于,包括如下施工步骤:
S1、采用旋挖钻机配套的驱动套安装首节全护筒,并在首节全护筒的底部安装套靴;所述首节全护筒底部装有筒靴及呈环状排列的切削齿;
S2、旋挖钻进施工,一边取渣一边安装下一节全护筒,所述下一节全护筒底端与前一节全护筒顶端固定连接;
S3、重复步骤S2,直至所述首节全护筒跟进至第一层溶洞顶板位置;保证所述首节全护筒入岩0.2-0.3m后停止全护筒的跟进;
S4、继续旋挖钻进,并对桩基内的溶洞进行混凝土回填预处理;回填后,当混凝土强度不低于10mpa时继续钻进,直到旋挖钻深度达到设计深度,采用捞渣钻清孔,即得成孔;步骤S4还包括步骤S4.1:旋挖钻深度达到设计深度后,用捞渣钻清孔,并用测绳实测孔深,达到要求后用检孔器检查孔径、倾斜度,用护桩复核桩位中心,验收合格后到下一步骤,验收不合格则重复用捞渣钻清孔,直到验收合格;具体回填方法如下:将所述溶洞类型分为无填充溶洞、半填充溶洞和全填充溶洞;对于无填充溶洞,直接通过导管灌注混凝土,对于半填充或全填充类型,当填充物为软塑:溶腔填充体含水量较大,具有流动性,自稳性差,将所述填充物捞取出后灌注混凝土,当填充物为硬塑:溶腔填充体含水量少,不具备流动性,自稳性较好,确保孔壁不坍塌的情况下对孔壁外溶洞进行混凝土回填;溶洞回填应按水下混凝土灌注相关要求进行,回填深度应从孔底至溶洞顶板以上1m,以确保回填效果,溶洞回填完后应等混凝土强度达到10MPa后方可重新钻进;
S5、在所述成孔内安装钢筋笼及声测管;
S6、下导管进行混凝土灌注,待灌注混凝土达到首节全护筒底口以上4-5m后,通过旋挖钻机旋出顶层全护筒并拆卸,然后按照灌注混凝土-旋出顶层全护筒-拆卸全护筒的顺序重复操作,直至全护筒全部拔出。
2.根据权利要求1所述的岩溶地区溶洞桩基成桩方法,其特征在于,步骤S1中,所述首节全护筒在入孔前进行孔位中心复核,所述首节全护筒与孔位中心对齐后利用旋挖钻自重旋转下压全护筒,同时用水平尺复核护筒垂直度。
3.根据权利要求1所述的岩溶地区溶洞桩基成桩方法,其特征在于,相邻两节全护筒之间采用套管螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的岩溶地区溶洞桩基成桩方法,其特征在于,所述全护筒包括多种长度类型,所述全护筒长度范围为0.5m-4m。
5.根据权利要求4所述的岩溶地区溶洞桩基成桩方法,其特征在于,所述旋挖钻在第一层溶洞顶板以下钻进过程中,对出现的溶洞采用混凝土进行回填。
6.根据权利要求5所述的岩溶地区溶洞桩基成桩方法,其特征在于,回填用的混凝土是低标号混凝土;所述低标号混凝土是C5或C10或C20标号的混凝土。
7.根据权利要求1所述的岩溶地区溶洞桩基成桩方法,其特征在于,步骤S5中,钢筋笼通过焊接至目标长度后吊装入所述成孔,顶节所述钢筋笼下至孔口位置。
8.根据权利要求7所述的岩溶地区溶洞桩基成桩方法,其特征在于,对于长度大于40m的桩基,安装声测管,每节段所述钢筋笼焊接时需再次检查声测管连接质量。
9.根据权利要求8所述的岩溶地区溶洞桩基成桩方法,其特征在于,灌注混凝土达到所述全护筒底口以上4-5m后,拆除所述全护筒,一边灌注混凝土一边拆除全护筒;并保持整个过程中,混凝土顶面始终位于护筒底面以上。
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CN108570983A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-25 | 湖南工程学院 | 无填充物大型溶洞的桩基施工方法及其护筒 |
CN111455992A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-28 | 中电建十一局工程有限公司 | 一种旋挖钻机全护筒跟进施工方法 |
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旋挖钻全护筒成孔工艺在岩溶发育区的应用;栾德祥;《路基工程》(第第2期期);第135-138页 * |
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