CN114541390A - 一种灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

一种灌注桩施工方法，包括以下步骤：1）灌注桩钻机组装；2）灌注桩钻机调试运行；3）灌注桩钻机旋转下钻；4）灌注桩钻机搅拌注浆；5）灌注桩静置养护成桩。本发明灌注桩施工方法具有施工方便、设备净高度低、移动灵活、安装方便和作业效率高等特点，钻杆与钻头、钻杆与钻杆之间连接可靠、拆解方便，实现钻机前端钻头和斜杆上的合金刀头同时钻进搅拌，同时钻头上的下圆环可对孔壁有效保护，保证灌注桩成孔质量，满足高度受限、临近周围建筑的低净空区域的施工需要，有效提高灌注桩施工效率。

Description

一种灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑基础工程桩基技术领域，特别涉及一种灌注桩施工方法。

背景技术

目前，随着国家大规模基础设施项目的投资建设，城市既有建筑改造、历史建筑保护加固、城市地铁、高架道路、下穿隧道、涵洞建设等工程也随之出现大幅度的增长，传统的大型步履钻机由于桅杆高大、占地庞大而无法进入施工场所。各类施工难点不断出现，其中周边环境的限制已成为很多工程头疼的难题。穿过既有建筑物施工、遇到高压电力设施的情况不可避免，因此，面对复杂的周边环境因地制宜选择合适的施工工艺至关重要。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种在高度限制和周围环境受限区域进行灌注桩施工方法，具有钻机的钻杆与驱动部输出轴、钻杆与钻杆以及钻头与钻杆之间连接可靠、拆解方便等特点，实现前端钻头和斜杆上的合金刀头同时钻进搅拌，同时钻头上的下圆环可对成孔孔壁有效保护，保证灌注桩成孔质量，满足高度受限、临近周围建筑等低净空区域的施工需要，有效提高灌注桩施工效率。

为达到以上目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种灌注桩施工方法，步骤如下：

1）灌注桩钻机组装

a）清理施工场地，确保低净空施工区域安全；b）利用起重设备将机架从运输车辆卸运至施工场地；c）将驱动部在机架的内腔安装妥当，通过位于其左右二端的导向架上的导向轮置于机架内腔的二个导轨上；d）将外部卷扬机引出的钢丝绳依次穿过机架上端的侧向滑轮组、顶部滑轮组和驱动部的二个起吊滑轮组；e）将驱动部与外部控制系统的线缆连接妥当；

2）灌注桩钻机调试运行

a）通过控制系统操纵外部卷扬机收紧钢丝绳，检查驱动部在机架内腔的二个导轨上提起过程中移动自如、无卡滞情况；b）通过控制系统启动灌注桩钻机的驱动部，检查变速箱及中空输出轴运转平稳、无晃动情况；

3）灌注桩钻机下钻入土

a）将机架吊运至钻孔工位，操纵外部卷扬机提升驱动部至机架内腔的最高位置；b）在驱动部的变速箱的中空输出轴的上端固装回转接头后，将送浆管的一端固装于回转接头的上方；从外部注浆系统与送浆管的另一端安装牢固；c）提升驱动部沿机架的二个导轨上行至最高位置，通过起重机将一节标准钻杆吊至在变速箱的下方，在该节标准钻杆的上接头的外端面的直凹槽进入变速箱的中空输出轴处的连接盘的直凸块后，将紧固螺钉穿过连接盘的各个通孔后拧紧于该标准钻杆的上接头的各个螺孔，完成一节标准钻杆与变速箱的中空输出轴处的连接盘的连接；通过起重机将钻头吊至标准钻杆的下方，在钻头的上接头的外端面的直凹槽进入上方的一节标准钻杆的下接头的外端面的直凸块后，将紧固螺钉穿过标准钻杆的下接头的各个通孔后拧紧于钻头的上接头的各个螺孔，完成钻头与标准钻杆的连接；d）通过控制系统启动驱动部，向变速箱的中空输出轴、钻杆和钻头输出旋转扭矩；同时操纵外部卷扬机放出钢丝绳，使驱动部沿机架内腔的二个导轨下压标准钻杆和钻头，钻头旋转钻掘地层，直至标准钻杆全部进入地层；e）关闭驱动部，松开标准钻杆和钻头之间的紧固螺钉，在钻杆与连接盘之间接入一节标准钻杆并拧紧全部紧固螺钉；再次启动驱动部带动钻杆和钻头继续往下钻进，如此反复，直至桩孔达到设计要求的深度；

4）灌注桩钻机搅拌注浆

a）操纵驱动部保持变速箱的中空输出轴、多节标准钻杆和钻头继续旋转，同时操纵外部卷扬机提升驱动部沿机架上行，在钻头上提过程中启动外部注浆系统将水泥浆通过送浆管、中空输出轴、多节标准钻杆和钻头注入成孔与原位土充分搅拌；b）在钻头、多节钻杆随驱动部旋转、上行过程中继续注入水泥浆，待第一节标准钻杆上提到地面时，关闭驱动部和外部注浆系统，并保持驱动部停留在机架内腔的二个导轨上，分别拆除该节标准钻杆的上接头与连接盘之间、下接头与其下的一节标准钻杆的上接头之间的各个紧固螺钉，在该节标准钻杆完全脱离下部的一节标准钻杆后吊运至机架的一侧场地；如此，通过起重机将成孔内其余标准钻杆一一吊起、松开各个紧固螺钉，直至最后将钻头从成孔中提起后移至机架的一侧场地；

5）灌注桩静置养护成桩

将机架吊运灌注桩成孔工位，成孔中水泥浆与原位土的混合物按要求静置养护后形成水泥灌注桩。

本发明可以是，所述步骤3）中，钻头的多个斜杆的合金刀头与前端钻头的斜边和钻尖同时对土体钻掘切削、且钻头的下圆环对成孔护壁。

本发明还可以是，所述步骤4）中，当第一节标准钻杆从驱动部下拆除后，操纵驱动部沿机架下行至第一节标准钻杆处，在变速箱的中空输出轴处的连接盘的直凸块进入第二节标准钻杆的上接头的直凹槽内后通过紧固螺钉将它们连接在一起，再次启动驱动部和外部卷扬机，在钻杆、钻头边旋转、边上提时操纵外部注浆系统将水泥浆注入成孔，直至第二节标准钻杆全部提出地面；如此，完成全部标准钻杆和钻头从成孔中上提、拆解和移至机架的一侧场地。

附图说明

图1是本发明中灌注桩钻机的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明中灌注桩钻机的钻头的结构示意图；

图5是图4俯视图；

图6是图4仰视图；

图7是图6中A-A向剖视图；

图8是图7中B部局部放大图

图9是本发明中灌注桩钻机的驱动部的结构示意图；

图10是图9的左视图；

图11是本发明的施工方法流程简图。

具体实施方式

如图1-10所示，一种灌注桩钻机，包括含前端钻头11、管体12、多个具有若干合金刀头138的斜杆13、下圆环14和上接头66的钻头1，多节含上接头66、下接头66’和杆体22的钻杆2，含变速箱31、二个起吊滑轮组32、二个导向架34和送浆管33的驱动部3，及含顶部滑轮组42、侧向滑轮组48和二个导轨44的机架4；其中：

所述机架4为矩形截面的框架构体；所述导轨44分别沿机架4的垂直方向设置于该机架内腔的左右二侧边的内壁上；所述顶部滑轮组42设置于架体4的顶部，所述侧向滑轮组48设置于机架4的顶部左侧。

所述驱动部3安装于机架4的内腔、且通过其左右二端的导向架34置于机架4内腔的二个导轨44上；所述驱动部3的变速箱31的左右二端部分别固装导向架34，该导向架分别通过其外侧面上设置的导向轮344于机架4内腔的左右二个导轨44上；所述导向架34的外侧面上的导向轮344沿其上下方向设置成二个、或者三个。所述驱动部3的变速箱31设有穿过变速箱31布置的中空输出轴311，该中空输出轴的上端固装回转接头后与送浆管33连接；所述变速箱31的中空输出轴311的下端固装连接盘；所述起吊滑轮组32固装于变速箱31端面的前后二侧，从外部卷扬机引出的钢丝绳穿过机架4上端的侧向滑轮组48、顶部滑轮组42和驱动部3的二个起吊滑轮组32。

所述钻杆2固装于变速箱31的中空输出轴的下端的连接盘311下方；所述连接盘311、钻杆2的下接头66’的外端面均设有直凸块664’和多个均布的通孔；所述钻杆2、钻头1的上接头66的外端面均设有直凹槽664和多个均布的螺孔；所述钻头1固装于最下部的一节标准钻杆2下方；所述钻头1的前端钻头11为斜边和钻尖具有耐磨层的板形钻头，该前端钻头通过其U型槽114插入管体12的前端部与之焊接固定；所述钻头1的斜杆13位于前端钻头11和下圆环14之间、且在钻头1的径向方向呈几何对称方式斜向设置，它们的一端均分别固定于前端钻头11上方的管体12外壁、另一端均分别固定于下圆环14的下端面；所述合金刀头138沿各个斜杆13的长度方向间隔设置在其一边；所述钻头1的斜杆13在其径向方向呈几何对称方式斜向设置成二个、或者三个、或者四个、或者六个。钻头1的下圆环14通过多个辐条77与管体12的外壁固定。

结合图1-11所示，本发明提供的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：灌注桩钻机组装

a）清理施工场地，确保低净空施工区域安全；b）利用起重设备将机架4从运输车辆卸运至施工场地；c）将驱动部3在机架4的内腔安装妥当，通过位于其左右二端的导向架34上的导向轮344置于机架4内腔的二个导轨44上；d）将外部卷扬机引出的钢丝绳依次穿过机架4上端的侧向滑轮组48、顶部滑轮组42和驱动部3的二个起吊滑轮组32；e）将驱动部3与外部控制系统的线缆连接妥当。

步骤2：灌注桩钻机调试运行

a）通过控制系统操纵外部卷扬机收紧钢丝绳，检查驱动部3在机架4内腔的二个导轨44上提起过程中移动自如、无卡滞情况；b）通过控制系统启动灌注桩钻机的驱动部3，检查变速箱31及中空输出轴运转平稳、无晃动情况。

步骤3：灌注桩钻机下钻入土

a）将机架4吊运至钻孔工位，操纵外部卷扬机提升驱动部3至机架4内腔的最高位置；b）在驱动部3的变速箱31的中空输出轴的上端固装回转接头后，将送浆管33的一端固装于回转接头的上方；从外部注浆系统引出的输浆软管与送浆管33的另一端安装牢固；c）提升驱动部3沿机架4的二个导轨44上行至最高位置，通过起重机将一节标准钻杆2吊至在变速箱31的下方，在该节标准钻杆的上接头66的外端面的直凹槽664进入变速箱31的中空输出轴处的连接盘311的直凸块664’后，将紧固螺钉穿过连接盘311的各个通孔后拧紧于该标准钻杆的上接头66的各个螺孔，完成一节标准钻杆2与变速箱31的中空输出轴处的连接盘311的连接；通过起重机将钻头1吊至与变速箱31的中空输出轴连接的一节标准钻杆2的下方，在钻头1的上接头66的外端面的直凹槽664进入上方的一节标准钻杆2的下接头66’的外端面的直凸块664’后，将紧固螺钉穿过标准钻杆2的下接头66’的各个通孔后拧紧于钻头1的上接头66的各个螺孔，完成钻头1与标准钻杆2的连接；d）通过控制系统启动驱动部3，向变速箱31的中空输出轴311、钻杆2和钻头1输出旋转扭矩；同时操纵外部卷扬机放出钢丝绳，使驱动部3沿机架4内腔的二个导轨44下压标准钻杆2和钻头1，钻头1旋转钻掘地层，直至标准钻杆2全部进入地层；e）关闭驱动部3，松开标准钻杆2和钻头1之间的紧固螺钉，在钻杆2与连接盘311之间接入一节标准钻杆2并拧紧全部紧固螺钉；再次启动驱动部3带动钻杆2和钻头继续往下钻进，如此反复，直至桩孔达到设计要求的深度。钻头1的多个斜杆13的合金刀头138与前端钻头11的斜边和钻尖同时对土体钻掘切削、且钻头1的下圆环14对成孔护壁。这样，防止孔壁坍塌回缩，有效提高灌注桩成桩质量。

步骤4：灌注桩钻机搅拌注浆

a）操纵驱动部3保持变速箱31的中空输出轴311、多节标准钻杆2和钻头1继续旋转，同时操纵外部卷扬机提升驱动部3沿机架4上行，在钻头1上提过程中启动外部注浆系统将水泥浆通过送浆管33、中空输出轴311、多节标准钻杆2和钻头1注入成孔与原位土充分搅拌；b）在钻头1、多节钻杆2随驱动部3旋转、上行过程中继续注入水泥浆，待第一节标准钻杆2上提到地面时，关闭驱动部3和外部注浆系统，并保持驱动部3停留在机架4内腔的二个导轨44上，分别拆除该节标准钻杆2的上接头66与连接盘311之间、下接头66’与其下的一节标准钻杆2的上接头66之间的各个紧固螺钉，在该节标准钻杆2完全脱离下部的一节标准钻杆2后吊运至机架4的一侧场地；如此，通过起重机将成孔内其余标准钻杆2一一吊起、松开各个紧固螺钉，直至最后将钻头1从成孔中提起后移至机架4的一侧场地。当第一节标准钻杆2从驱动部3下拆除后，操纵驱动部3沿机架4下行至第二节标准钻杆2处，在变速箱31的中空输出轴处的连接盘311的直凸块664’进入第二节标准钻杆2的上接头66的直凹槽664内后通过紧固螺钉将它们连接在一起，再次启动驱动部3和外部卷扬机，在钻杆2、钻头1边旋转、边上提时操纵外部注浆系统将水泥浆注入成孔，直至第二节标准钻杆全部提出地面；如此，完成全部标准钻杆2和钻头1从成孔中上提、拆解和移至机架4的一侧场地。在每拆解一节标准钻杆2时，其下方连接的钻杆1旋转上提、对成孔持续注浆，保证水泥浆与成孔内土体搅拌作业，确保灌注桩桩身上下均质一致，有效提高灌注桩成桩质量。

步骤5：灌注桩静置养护成桩

将机架4吊运灌注桩成孔工位，成孔中水泥浆与原位土的混合物按要求静置养护后形成水泥灌注桩。

本发明灌注桩施工方法，具有施工方便、设备净高度低、移动灵活、安装拆卸方便和作业效率高等特点，保证钻杆与驱动部输出轴、钻杆与钻杆以及钻头与钻杆之间连接可靠、拆解方便，实现前端钻头和斜杆上的合金刀头同时切削钻进、搅拌成桩，钻头上的下圆环对成孔孔壁有效保护，通过外部注浆系统注入水泥浆液，从钻头的管体内孔进入土层后与原位土搅拌均匀，满足高度受限、临近周围建筑物的低净空区域的施工需要，保证灌注桩钻孔成桩质量，有效提高灌注桩施工效率。

在不偏离本发明总体构思的情况下，还可以对本发明做各种变换和改进，但是只要与本发明构成相同或等同的话，同样属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种灌注桩施工方法，步骤如下：

1）灌注桩钻机组装

a）清理施工场地，确保低净空施工区域安全；

b）利用起重设备将机架（4）从运输车辆卸运至施工场地；

c）将驱动部（3）在机架（4）的内腔安装妥当，通过位于其左右二端的导向架（34）上的导向轮（344）置于机架（4）内腔的二个导轨（44）上；

d）将外部卷扬机引出的钢丝绳依次穿过机架（4）上端的侧向滑轮组（48）、顶部滑轮组（42）和驱动部（3）的二个起吊滑轮组（32）；

e）将驱动部（3）与外部控制系统的线缆连接妥当；

2）灌注桩钻机调试

a）通过控制系统操纵外部卷扬机收紧钢丝绳，检查驱动部（3）在机架（4）内腔的二个导轨（44）上提起过程中移动自如、无卡滞情况；

b）通过控制系统启动灌注桩钻机的驱动部（3），检查变速箱（31）及中空输出轴运转平稳、无晃动情况；

3）灌注桩钻机下钻入土

a）将机架（4）吊运至钻孔工位，操纵外部卷扬机提升驱动部（3）至机架（4）内腔的最高位置；

b）在驱动部（3）的变速箱（31）的中空输出轴的上端固装回转接头后，将送浆管（33）的一端固装于回转接头的上方；从外部注浆系统与送浆管（33）的另一端安装牢固；

c）提升驱动部（3）沿机架（4）的二个导轨（44）上行至最高位置，通过起重机将一节标准钻杆（2）吊至在变速箱（31）的下方，在该节标准钻杆的上接头（66）的外端面的直凹槽（664）进入变速箱（31）的中空输出轴处的连接盘（311）的直凸块（664’）后，将紧固螺钉穿过连接盘（311）的各个通孔后拧紧于该标准钻杆的上接头（66）的各个螺孔，完成一节标准钻杆（2）与变速箱（31）的中空输出轴处的连接盘（311）的连接；通过起重机将钻头（1）吊至标准钻杆（2）的下方，在钻头（1）的上接头（66）的外端面的直凹槽（664）进入上方的一节标准钻杆（2）的下接头（66’）的外端面的直凸块（664’）后，将紧固螺钉穿过标准钻杆（2）的下接头（66’）的各个通孔后拧紧于钻头（1）的上接头（66）的各个螺孔，完成钻头（1）与标准钻杆（2）的连接；

d）通过控制系统启动驱动部（3），向变速箱（31）的中空输出轴（311）、钻杆（2）和钻头（1）输出旋转扭矩；同时操纵外部卷扬机放出钢丝绳，使驱动部（3）沿机架（4）内腔的二个导轨（44）下压标准钻杆（2）和钻头（1），钻头（1）旋转钻掘地层，直至标准钻杆（2）全部进入地层；

e）关闭驱动部（3），松开标准钻杆（2）和钻头（1）之间的紧固螺钉，在钻杆（2）与连接盘（311）之间接入一节标准钻杆（2）并拧紧全部紧固螺钉；再次启动驱动部（3）带动钻杆（2）和钻头继续往下钻进，如此反复，直至桩孔达到设计要求的深度；

4）灌注桩钻机搅拌注浆

a）操纵驱动部（3）保持变速箱（31）的中空输出轴（311）及连接的多节标准钻杆（2）和钻头（1）继续旋转，同时操纵外部卷扬机提升驱动部（3）及多节标准钻杆（2）和钻头（1）沿机架（4）上行，在钻头（1）上提过程中启动外部注浆系统将水泥浆通过送浆管（33）、中空输出轴（311）、多节标准钻杆（2）和钻头（1）注入成孔与原位土充分搅拌；

b）在钻头（1）、多节钻杆（2）随驱动部（3）旋转、上行过程中继续注入水泥浆，待第一节标准钻杆（2）上提到地面时，关闭驱动部（3）和外部注浆系统，并保持驱动部（3）停留在机架（4）内腔的二个导轨（44）上，分别拆除该节标准钻杆（2）的上接头（66）与连接盘（311）之间、下接头（66’）与其下的一节标准钻杆（2）的上接头（66）之间的各个紧固螺钉，在该节标准钻杆（2）完全脱离下部的一节标准钻杆（2）后吊运至机架（4）的一侧场地；如此，通过起重机将成孔内其余标准钻杆（2）一一吊起、松开各个紧固螺钉，直至最后将钻头（1）从成孔中提起后移至机架（4）的一侧场地；

5）灌注桩静置养护成桩

将机架（4）吊运灌注桩成孔工位，成孔中水泥浆与原位土的混合物按要求静置养护后形成水泥灌注桩。

2.根据权利要求1所述的低净空区域灌注桩施工方法，其特征在于所述步骤3中，钻头（1）的多个斜杆13的合金刀头（138）与前端钻头（1）1的斜边和钻尖同时对土体钻掘切削、且钻头（1）的下圆环（14）对成孔护壁。

3.根据权利要求1所述的低净空区域灌注桩施工方法，其特征在于所述步骤4中，当第一节标准钻杆（2）从驱动部（3）下拆除后，操纵驱动部（3）沿机架（4）下行至第二节标准钻杆（2）处，在变速箱（31）的中空输出轴处的连接盘（311）的直凸块（664’）进入第二节标准钻杆（2）的上接头（66）的直凹槽（664）内后通过紧固螺钉将它们连接在一起，再次启动驱动部（3）和外部卷扬机，在钻杆（2）、钻头（1）边旋转、边上提时操纵外部注浆系统将水泥浆注入成孔，直至第二节标准钻杆全部提出地面；如此，完成全部标准钻杆（2）和钻头（1）从成孔中上提、拆解和移至机架（4）的一侧场地。

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