CN114575333A - 一种锁口钢管桩基岩插打施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于围堰施工技术领域，具体提供了一种锁口钢管桩基岩插打施工方法，包括如下步骤：插打首根锁口钢管桩；在已插打的首根锁口钢管桩的前面插打1根临时钢管桩；在已插打的临时钢管桩的前面连接安装钢护筒，在安装好的钢护筒内引孔；待钻孔完成后，在钢护筒内回填黏土至目标面为止；依次拔出钢护筒和临时钢管桩，在拔出前临时钢管桩的位置处插打一根锁口钢管桩，完成该桩位的锁口钢管桩的引孔施工；重复以上步骤完成下一根锁口钢管桩桩位的引孔施工，解决了在厚卵石层和强度较高的岩层地质条件下，无法直接利用钓鱼法和引孔法进行锁扣钢管桩的插打施工，易发生塌孔的问题；本发明全面提高了成孔质量和施工工效，引孔过程中不易塌孔。
Description
技术领域
本发明属于围堰施工技术领域，具体涉及一种锁口钢管桩基岩插打施工方法。
背景技术
国内外锁扣钢管桩通常采用“钓鱼法”或“引孔法”进行施工，钓鱼法即采用履带吊+振桩锤的组合方式进行锁扣钢管桩的插打施工，其适用于黏土层或强度较低的岩层地质条件下进行施工；引孔法即先采用旋挖钻机在锁扣钢管桩设计位置进行引孔施工，后将锁扣钢管桩插入并在管底浇筑一定高度的混凝土，依次形成围堰结构。该法适用于强度较高的岩层地质条件进行施工。直接利用上述两种工艺进行锁扣钢管桩的插打施工，即钓鱼法无法在厚卵石层和强度较高的岩层地质条件下进行插打施工，引孔法在厚卵石层地质情况下，引孔过程中易发生塌孔的问题。
公开号为CN112049106A，公开日为2020年12月8日的中国专利文献公开了一种中长周期波海域钢管桩施工工艺，包括以下步骤：S1、采用常规打桩设备打设钢管桩群；S2、在钢管桩群上拼装打桩平台；S3、依次完成G－A排钢管桩施工；S4：测量新施工钢管桩桩顶标高和水平偏差，通过升降调节装置调整待安装顶推装置高度，推出操作走道前端的伸缩平台，安装与新施工钢管桩对应的顶推装置；S5：将履带吊与作业平台固定，解除锁紧装置，收回伸缩平台，设置连杆；S6：将平台向前顶推；S7：重复步骤S3－S6至完成之后各排钢管桩施工。该文献解决的是如在钢管桩施工过程中实现打桩平台在桩顶的移动稳定性的问题，没有解决在长江上游浅滩区卵石层地质和中风化基岩层区域，故需要研发一种新的深围堰锁扣钢管桩插打施工方法。
发明内容
本发明提供的一种锁口钢管桩基岩插打施工方法目的是克服现有技术中在长江上游浅滩区卵石层地质和中风化基岩层区域，无法直接利用上述两种工艺进行锁扣钢管桩的插打施工，即钓鱼法无法在厚卵石层和强度较高的岩层地质条件下进行插打施工，引孔法在厚卵石层地质情况下，引孔过程中易发生塌孔的问题。
为此，本发明提供了一种锁口钢管桩基岩插打施工方法，包括如下步骤：
1)插打首根锁口钢管桩；
2)在已插打的首根锁口钢管桩的前面插打1根临时钢管桩；
3)在已插打的临时钢管桩的前面连接安装钢护筒，在安装好的钢护筒内引孔；
4)待钻孔完成后，在钢护筒内回填黏土至目标面为止；
5)依次拔出钢护筒和临时钢管桩，在拔出前临时钢管桩的位置处插打一根锁口钢管桩，完成该桩位锁扣钢管桩的插打施工；
6)在已插打的锁口钢管桩的前面插打1根临时钢管桩，并重复步骤3)至步骤5)完成下一根锁口钢管桩桩位的引孔施工。
优选的，所述步骤1)插打首根锁口钢管桩前，在引孔区设置临时导向架。
优选的，所述临时导向架包括临时导向钢管桩、第一导梁、第二导梁，第一导梁和第二导梁横向对称连接在引孔区的两侧，临时导向钢管桩连接在第一导梁和第二导梁之间且临时导向钢管桩位于待插打的首根锁口钢管桩位置处。
优选的，所述临时导向架还包括多个限位装置，第一导梁和第二导梁的内侧均连接多个限位装置。
优选的，所述限位装置包括纵梁和横梁，纵梁纵向设置且纵梁的一端连接第一导梁或第二导梁，纵梁的另一端垂直连接横梁。
优选的，所述纵梁的一端滑动连接第一导梁或第二导梁。
优选的，所述第一导梁和第二导梁上均设置有刻度。
优选的，所述步骤3)中临时钢管桩上锁扣连接并安装钢护筒。
优选的，所述步骤4)的黏土的塑性指数大于26。
优选的，所述步骤4)的目标面为河床顶面。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的这种锁口钢管桩基岩插打施工方法，通过增设临时钢管桩和钢护筒，利用增设临时钢管桩和钢护筒的配合插打施工，在钢护筒内回填黏土至目标面为止，依次拔出钢护筒和临时钢管桩，并在拔出前临时钢管桩的位置处插打一根锁口钢管桩，完成该桩位的锁扣钢管桩插打施工；设计上简单轻巧，在锁口钢管桩搭设过程中方便快捷，全面提高了成孔质量和施工工效，引孔过程中不易塌孔，在长江上游浅滩区卵石层地质和中风化基岩层区域，达到了安装施工高效能、低投入、短周期的目的，值得在今后类似钢管桩安装施工中得到进一步推广。
2、本发明提供的这种锁口钢管桩基岩插打施工方法，临时钢管桩上通过锁扣连接并安装钢护筒，方便安装拆卸，提高临时钢管桩和钢护筒的重复利用率，节能高效。
3、本发明提供的这种锁口钢管桩基岩插打施工方法，待钻孔完成后，通过在钢护筒内回填黏土，有效防止塌孔，保证锁口钢管桩的顺利插打。
4、本发明提供的这种锁口钢管桩基岩插打施工方法，插打首根锁口钢管桩前，通过在引孔区设置临时导向架，确保后续锁口钢管桩的逐根插打施工过程中插打轴线的控制。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是钢护筒拔出前示意图；
图2是拔出护筒后的示意图；
图3是拔出临时钢管桩后的示意图；
图4是临时导向架的安装示意图；
图5是临时钢管桩的结构主视图；
图6是临时钢管桩的A－A的结构俯视图；
图7是临时钢管桩的B－B的结构俯视图；
图8是临时钢管桩的C－C的结构俯视图；
图9是钢护筒的结构俯视图；
图10是第二T型锁口的结构主视图。
附图标记说明：1、首根锁口钢管桩；2、临时钢管桩；3、钢护筒；4、锁口钢管桩；5、临时导向架；6、临时导向钢管桩；7、第一导梁；8、第二导梁；9、限位装置；10、黏土；9-1、纵梁；9-2、横梁；2-1、主管；2-2、C型锁口；2-3、第一T型锁口；2-4、定位件；2-5、弧形隔板；3-1、本筒；3-2、第二T型锁口；3-3、锁横板；3-4、锁竖板；3-5、限位块。
具体实施方式
实施例1：
如图1-3所示，一种锁口钢管桩基岩插打施工方法，包括如下步骤：
1)插打首根锁口钢管桩1；具体施工时，采用现场放样精确定位；
2)在已插打的首根锁口钢管桩1的前面插打1根临时钢管桩2；具体施工时，采用吊机+振桩锤的方式将插打首根锁口钢管桩1和临时钢管桩2插打到目标位置；
3)在已插打的临时钢管桩2的前面连接安装钢护筒3，在安装好的钢护筒3内引孔；
具体施工时，钢护筒的安设施工采用人工配合吊机的方式进行，即采用履带吊将钢护筒自平台垂直起吊，然后缓慢下放至已插打相邻锁口钢管桩(临时钢管桩2)锁口顶部，人工配合调控将钢护筒锁口与临时钢管桩锁口进行对接，借助自身重力将钢护筒自然下放至河床顶，调整钢护筒轴线位置；然后采用履带吊机+振桩锤的方式对钢护筒辅助振动下沉，至无法贯入为止(将钢护筒3穿过卵石地质段至中分化泥岩层，在中分化泥岩中继续引孔至设计孔底标高为止)，完成钢护筒的安设。
4)待钻孔完成后，在钢护筒3内回填黏土10至目标面为止；
5)依次拔出钢护筒3和临时钢管桩2，在拔出前临时钢管桩2的位置处插打一根锁口钢管桩4，完成该桩位锁口钢管桩4的插打施工；具体施工时，采用吊机+振桩锤的方式依次拔出钢护筒3、临时钢管桩2和插打锁扣钢管桩4；
6)在已插打的锁口钢管桩4的前面插打1根临时钢管桩2，并重复步骤3)至步骤5)完成下一根锁口钢管桩4桩位的引孔施工。
通过增设临时钢管桩2和钢护筒3，利用增设临时钢管桩2和钢护筒3的配合插打施工，在钢护筒3内回填黏土10至目标面为止，依次拔出钢护筒3和临时钢管桩2，并在拔出前临时钢管桩2的位置处插打一根锁口钢管桩4，完成一根锁扣钢管桩4的插打施工；由于河床顶存在约10m厚卵石层，为避免卵石层段塌孔，在卵石层地质段钻孔过程中采用“护筒跟进”钻孔工艺，即边钻孔边跟进钢护筒3，直至钢护筒3跟进至中风化泥岩内，在中风化泥岩内直接进行钻进至设计孔底位置。由于围堰顶部存在较厚卵石土层，为防止后续咬合引孔过程中卵石层垮塌，待钻孔完成后，通过在钢护筒3内回填黏土10，有效防止塌孔，保证锁口钢管桩4的顺利插打。设计上简单轻巧，在锁口钢管桩4搭设过程中方便快捷，全面提高了成孔质量和施工工效，引孔过程中不易塌孔，在长江上游浅滩区卵石层地质和中风化基岩层区域，达到了安装施工高效能、低投入、短周期的目的，值得在今后类似钢管桩安装施工中得到进一步推广。
优选的，如图4所示，所述步骤1)插打首根锁口钢管桩1前，在引孔区设置临时导向架5。
插打首根锁口钢管桩1前，通过在引孔区设置临时导向架5，确保后续锁口钢管桩4的逐根插打施工过程中插打轴线的控制。
优选的，所述临时导向架5包括临时导向钢管桩6、第一导梁7、第二导梁8，第一导梁7和第二导梁8横向对称连接在引孔区的两侧，临时导向钢管桩6连接在第一导梁7和第二导梁8之间且临时导向钢管桩6位于待插打的首根锁口钢管桩1位置处。
第一导梁7和第二导梁8在确保后续锁口钢管桩4的逐根插打施工过程中插打轴线控制的同时，保证其打孔的垂度精度。
优选的，所述临时导向架5还包括多个限位装置9，第一导梁7和第二导梁8的内侧均连接多个限位装置9。
通过限位装置9可进一步限制钢管桩(临时导向钢管桩6、首根锁口钢管桩1和临时钢管桩2)的位移，保证钢管桩的垂直度。
优选的，所述限位装置9包括纵梁9-1和横梁9-2，纵梁9-1纵向设置且纵梁9-1的一端连接第一导梁7或第二导梁8，纵梁9-1的另一端垂直连接横梁9-2。
结构简单，纵梁9-1通过横梁9-2将钢管桩卡接，在打桩过程中，保证钢管桩垂直度，同时防止锁口中心线平面位移，限制钢管桩位移。
优选的，所述纵梁9-1的一端滑动连接第一导梁7或第二导梁8。
滑动连接可根据需要方便调整位置，操作性和实用性强，相比固定连接滑动连接可减少限位装置9的数量，简化结构。
优选的，所述纵梁9-1的一端横向开设有通孔，纵梁9-1通过通孔穿接第一导梁7或第二导梁8；结构简单，可使纵梁9-1在第一导梁7或第二导梁8横向滑动，且不易脱轨。
优选的，所述纵梁9-1的数量为2个，2个纵梁9-1间隔对称连接在横梁9-2与第一导梁7或第二导梁8之间。提高限位装置限位时结构的稳定性。
优选的，所述第一导梁7和第二导梁8上均设置有刻度。
提高施工过程的精确度，便于随时检查校正。
优选的，所述步骤3)中临时钢管桩2上锁扣连接并安装钢护筒3。
临时钢管桩2上通过锁扣连接并安装钢护筒3，方便安装拆卸，提高临时钢管桩2和钢护筒3的重复利用率，节能高效。
优选的，所述步骤4)的黏土10的塑性指数大于26。
由于水流速，使用塑性指数大于26的黏土能更加有效的防止塌孔，保证锁口钢管桩4的顺利插打。
优选的，所述步骤4)的目标面为河床顶面。
可防止钢护筒在拔除的时候周围的卵石塌进去。
实施例2：
如图5-8所示，在实施例1的基础上，所述临时钢管桩2包括主管2-1、C型锁口2-2、第一T型锁口2-3、2个定位件2-4和弧形隔板2-5，主管2-1竖向设置，主管2-1径向的左端和右端依次连接第一T型锁口2-3和C型锁口2-2，且第一T型锁口2-3和C型锁口2-2均竖直连接在主管2-1的外壁上部，2个定位件2-4的一端周向对称连接在C型锁口2-2的两侧，且2个定位件2-4竖直沿主管2-1的通长设置，2个定位件2-4下部的另一端之间连接弧形隔板2-5。
本发明用最少的定位件即可将钢护筒3精准稳固定位，结构简单轻巧，施工操控安全可靠；通过在2个定位件7的下部外端之间设置弧形隔板2-5，防止钻孔过程中前期钻孔内回填黏土塌孔，避免影响施工工效和总体进度；
优选的，所述2个定位件2-4之间的夹角为60°。该夹角定位钢护筒，稳固性好精确度好，保证引孔位置的精准性。
优选的，所述弧形隔板2-5和钢护筒3同心布置。充分利用空间。
实施例3：
如图9和图10所示，所述钢护筒3包括本筒3-1和第二T型锁口3-2，第二T型锁口3-2包括锁横板3-3、锁竖板3-4和2个限位块3-5，本筒3-1竖向设置，第二T型锁口3-2竖向连接在本筒3-1的外壁，锁横板3-3的内面中部垂直连接锁竖板3-4，锁横板3-3通过锁竖板3-4连接本筒3-1的外壁，锁横板3-3的外面下部自上相下间隔连接2个限位块3-5；第二T型锁口3-2搭接C型锁口2-2。
通过将第二T型锁口3-2搭接C型锁口2-2，保证钻孔的垂直度；
通过在第二T型锁口3-2的锁横板3-3的外面连接限位块3-5，避免第二T型锁口3-2在连接C型锁口2-2内旋转，从而避免插打过程中第二T型锁口3-2歪斜，进而使得临时钢管桩2和钢护筒3的轴线控制在在允许偏差内，降低材料使用量，提高了打孔的精确度。
优选的，所述限位块3-5的外侧面形状为弧形。连接时，弧形可减少限位块3-5与C型锁口2-2内部的摩擦力，便于第二T型锁口3-2搭接C型锁口2-2。
本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“外”、“内”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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)插打首根锁口钢管桩(1)；
2)在已插打的首根锁口钢管桩(1)的前面插打1根临时钢管桩(2)；
3)在已插打的临时钢管桩(2)的前面连接安装钢护筒(3)，在安装好的钢护筒(3)内引孔；
4)待钻孔完成后，在钢护筒(3)内回填黏土(10)至目标面为止；
5)依次拔出钢护筒(3)和临时钢管桩(2)，在拔出前临时钢管桩(2)的位置处插打一根锁口钢管桩(4)，完成该桩位锁口钢管桩(4)的插打施工；
6)在已插打的锁口钢管桩(4)的前面插打1根临时钢管桩(2)，并重复步骤3)至步骤5)完成下一根锁口钢管桩(4)桩位的引孔施工。
2.如权利要求1所述的锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：所述步骤1)插打首根锁口钢管桩(1)前，在引孔区设置临时导向架(5)。
3.如权利要求2所述的锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：所述临时导向架(5)包括临时导向钢管桩(6)、第一导梁(7)、第二导梁(8)，第一导梁(7)和第二导梁(8)横向对称连接在引孔区的两侧，临时导向钢管桩(6)连接在第一导梁(7)和第二导梁(8)之间且临时导向钢管桩(6)位于待插打的首根锁口钢管桩(1)位置处。
4.如权利要求3所述的锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：所述临时导向架(5)还包括多个限位装置(9)，第一导梁(7)和第二导梁(8)的内侧均连接多个限位装置(9)。
5.如权利要求4所述的锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：所述限位装置(9)包括纵梁(9-1)和横梁(9-2)，纵梁(9-1)纵向设置且纵梁(9-1)的一端连接第一导梁(7)或第二导梁(8)，纵梁(9-1)的另一端垂直连接横梁(9-2)。
6.如权利要求5所述的锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：所述纵梁(9-1)的一端滑动连接第一导梁(7)或第二导梁(8)。
7.如权利要求3所述的锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：所述第一导梁(7)和第二导梁(8)上均设置有刻度。
8.如权利要求1所述的锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：所述步骤3)中临时钢管桩(2)上锁扣连接并安装钢护筒(3)。
9.如权利要求1所述的锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：所述步骤4)的黏土(10)的塑性指数大于26。
10.如权利要求1所述的锁口钢管桩基岩插打施工方法，其特征在于：所述步骤4)的目标面为河床顶面。
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