CN114960641A - 一种基于钢护筒的基桩施工方法 - Google Patents
一种基于钢护筒的基桩施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及软弱土层桩基成桩施工技术领域,特别涉及一种基于钢护筒的基桩施工方法。本发明包括:引孔施工,直至引孔钻至细砂层;下放钢护筒;成孔施工,在钢护筒内,先钻孔施工至设计深度,然后将钻孔扩至成孔;灌注混凝土,在安装钢筋笼后,向成孔内灌注混凝土;起拔钢护筒。本发明通过在钻孔位设置钢护筒的方式来使固定钻孔孔壁,进而在地表松散、沉积物巨厚,且存在丰富卵石层的地区进行钻孔时,能够尽量避免塌孔或垮孔的现象。另外,在本发明下放钢护筒前,先进行了引孔施工,当引孔钻至细砂层时,立即下放钢护筒,从而能够尽快护住孔壁,能够尽量减小塌方量。所以,本发明所提供的施工方法能够尽量减少钻孔的塌孔或垮孔问题。
Description
技术领域
本发明涉及软弱土层桩基成桩施工技术领域,特别涉及一种基于钢护筒的基桩施工方法。
背景技术
在一些地表松散的地区,该地区的地表沉积物巨厚,存在丰富的卵石层,而卵石层中常夹有细砂层。在这种地质进行基桩施工时,当钻孔进入细砂层时,细砂层遇水经扰动后极易松散软化形成流砂状,并带动周边土体快速塌方,而随着钻孔的不断进行,塌孔的速度和范围不断的扩大,最终会垮孔。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有技术中,在地表松散、沉积物巨厚,且存在丰富卵石层的地区钻孔时,易出现钻孔土体周围塌方,进而出现塌孔或垮孔的问题,提供一种基于钢护筒的基桩施工方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种基于钢护筒的基桩施工方法,包括以下步骤
引孔施工,直至所述引孔钻至细砂层;
下放钢护筒;
成孔施工,在所述钢护筒内,先钻孔施工至设计深度,然后将所述钻孔扩至成孔;
灌注混凝土,在安装钢筋笼后,向所述成孔内灌注混凝土;
起拔钢护筒。
本发明通过在钻孔位设置钢护筒的方式来使固定钻孔孔壁,进而在地表松散、沉积物巨厚,且存在丰富卵石层的地区进行钻孔时,能够尽量避免塌孔或垮孔的现象。
另外,在具有丰富卵石层的地区钻孔时,因卵石层中分布有大量尺寸不等卵石,以及卵石层中分布有漂石。从而,在下放钢护筒的过程中,钢护筒容易因遇到卵石后而出现下沉困难,或钢护筒容易因遇到卵石后而卡住不能下沉且倾斜偏位的情况发生。而本发明在下放钢护筒前,先进行了引孔施工,并在引孔的施工过程中,钻头应为慢钻慢提的钻进过程,现场施工员也应旁站观察渣样。当引孔钻至细砂层时,立即下放钢护筒,从而能够尽快护住孔壁,能够尽量减小塌方量。
所以,通过本发明所提供的施工方法能够钻孔过程中,能够尽量减少钻孔的塌孔或垮孔问题。
进一步的,将所述成孔的设计孔深命名为h,将所述钢护筒的长度命名为L,将所述钢护筒的底端伸入泥岩层时、所述钢护筒下放的高度命名为A,
其中,
当0<h<11m时,所述钢护筒的下放深度H为min{h,L};
当11m<h<16m时,所述钢护筒的下放深度H为min{10,L,A};
当16m<h时,所述钢护筒的下放深度H为min{10,L}。
进一步的,当16m<h时,且所述钢护筒的下放深度H为10m时,
在所述成孔施工过程中,向所述钢护筒内加入泥浆,使所述钢护筒内的泥浆面至少高出地下水位1.5m,使泥浆的充盈系数K介于1.1g/cm3~1.5g/cm3之间。
进一步的,在灌注混凝土的过程中,利用导管和料斗向所述成孔内灌注混凝土,并通过软管向所述导管内输送混凝土。
进一步的,当0<L≤6m时,
在灌注混凝土时,当混凝土液面到达地表标高处时,起拔所述钢护筒直至所述钢护筒顶部高出地表标高1.5m;
继续灌注混凝土,直至混凝土回落标高在混凝土设计标高上;
拔出所述导管和所述料斗,全部拔出所述钢护筒。
进一步的,当6m<L≤10m时,
拆除所述料斗,使所述导管在混凝土内的埋深为3~6m;
全部拔出所述钢护筒,待混凝土回落稳定后,固定所述导管的位置;
继续灌注混凝土,直至混凝土回落标高在混凝土设计标高上;
拔出所述导管。
进一步的,当10m<L时,且所述钢护筒的下放深度H为10m时,将所述钢护筒在混凝土内的埋深命名为S,
在S<4m时,
拆除所述料斗,固定所述导管的位置;
在向所述导管内灌注混凝土时,同时提升所述导管的位置,使所述导管在混凝土内的埋深保持为3m~6m;
若4m<S<10m时,
在持续向所述导管内灌注混凝土的同时,提升所述钢护筒,并保持所述导管在混凝土内的埋深为3m~6m;
继续灌注混凝土,直至混凝土回落标高在混凝土设计标高上;
拔出所述导管,全部拔出所述钢护筒。
进一步的,在提升所述钢护筒的过程中,间断低敲击所述钢护筒,以便于确定混凝土液面的标高。
进一步的,所述钢护筒的内径为D2,所述钢护筒的壁厚为d,所述钢护筒高出地面的长度T1;
所述基桩的设计桩径为D1,所述基桩的有效桩长为h1,所述基桩的超灌部分高度为T2;
则所需要灌注混凝土的方量Q=V1+V4+V5+V6;
其中,
V4为所述钢护筒内的理论体积,V4=V3[L-T1-(h-h1-T2)];
V5为无所述钢护筒的理论体积,V5=V2(h+T1-L-T2);
V6为充盈体积体积,V6=(K-1)·(V4+V5);
Π为圆周率。
进一步的,所述软管至少深入所述导管50cm。通过上述步骤,在通过软管向导管输送混凝土的过程中,可以尽量避免软管和导管不会发生脱离。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、本发明通过在钻孔位设置钢护筒的方式来使固定钻孔孔壁,进而在地表松散、沉积物巨厚,且存在丰富卵石层的地区进行钻孔时,能够尽量避免塌孔或垮孔的现象。
2、在具有丰富卵石层的地区钻孔时,因卵石层中分布有大量尺寸不等卵石,以及卵石层中分布有漂石。从而,在下放钢护筒的过程中,钢护筒容易因遇到卵石后而出现下沉困难,或钢护筒容易因遇到卵石后而卡住不能下沉且倾斜偏位的情况发生。而在本发明在下放钢护筒前,先进行了引孔施工,并在引孔的施工过程中,钻头应为慢钻慢提的钻进过程,现场施工员也应旁站观察渣样。当引孔钻至细砂层时,立即下放钢护筒,从而能够尽快护住孔壁,能够尽量减小塌方量。
附图说明
图1为实施例1中,混凝土液面到达地表标高时的结构示意图。
图2为实施例1中,混凝土回落标高在混凝土设计标高之上的结构示意图。
图3为实施例1中,拔出导管和料斗,以及拔出全部钢护筒后的结构示意图。
图4为实施例2中,混凝土液面到达地表标高时、拆除料斗后的结构示意图。
图5为实施例2中,拔出全部钢护筒,且混凝土回落稳定后的结构示意图。
图6为实施例2中,拔出导管后的结构示意图。
图7为实施例3中,拆除料斗后的结构示意图。
图8为实施例3中,钢护筒提升后的结构示意图。
图9为实施例3中,拔出导管,以及拔出全部钢护筒后的结构示意图。
图10为V1、V2、V3、V4、V5和V6的示意图。
图中标记:1-料斗,2-导管,3-钢护筒,4-混凝土,5-软管。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1至图3所示,本实施例1提供了一种基于钢护筒3的基桩施工方法,主要是通过在钻孔位设置钢护筒3的方式来使固定钻孔孔壁,进而在地表松散、沉积物巨厚,且存在丰富卵石层的地区进行钻孔时,能够尽量避免塌孔或垮孔的现象。具体包括以下步骤:
S10,在施工准备好后,先在目标位进行引孔施工。
其中,施工准备包括桩位放线、钻机就位等。在存在丰富卵石层的地区钻孔时,因卵石层中分布有大量尺寸不等卵石,以及卵石层中分布有漂石。从而,在下放钢护筒3的过程中,钢护筒3容易因遇到卵石后而出现下沉困难,或钢护筒3容易因遇到卵石后而卡住不能下沉且倾斜偏位的情况发生。本实施例1在引孔的施工过程中,钻头应为慢钻慢提的钻进过程,现场施工员也应在旁观察渣样。当发现引孔钻至细砂层时,应立即准备下放钢护筒3。
S20,下放钢护筒3。
其中,钢护筒3的下放深度与成孔的设计孔深应具有以下关系:
将成孔的设计孔深命名为h,将钢护筒3的长度命名为L,将钢护筒3的底端伸入泥岩层时、钢护筒3下放的高度命名为A,
当0<h<11m时,钢护筒3的下放深度H为min{h,L}。也即,当0<h<11m时,钢护筒3的下放深度H取成孔的设计孔深h与钢护筒3的长度L之间的最小值。
当11m<h<16m时,钢护筒3的下放深度H为min{10,L,A}。也即,当11m<h<16m时,钢护筒3的下放深度H取成孔的设计孔深h、钢护筒3的长度L和10m之间的最小值。
当16m<h时,钢护筒3的下放深度H为min{10,L}。也即,当16m<h时,钢护筒3的下放深度H取钢护筒3的长度L和10m之间的最小值。
总的来说,通过钢护筒3的下放深度H与成孔的设计孔深h之间的对应关系,可以得出,本实施例1中的钢护筒3下放深度不超过10m。其目的是,为了避免钢护筒3下放深度H过深时,因钢护筒3的自重以及钢护筒3与泥浆或混凝土4之间的摩檫力等,而导致钢护筒3存在难以拔出的情况发生。如下放深度超过10m。
S30,钢护筒3下放完成后,在钢护筒3内进行成孔施工。
具体地,在钢护筒3内,先钻孔施工至设计深度,然后将钻孔扩至成孔。其中,当成孔设计深度h小于16m之间时,在施工过程中,可以使钢护筒3的下端直接到达泥岩层,在整个钻进过程中可以不加入泥浆。当成孔设计深度h大于16m时,在成孔施工过程中,需向钢护筒3内加入泥浆,使钢护筒3内的泥浆面至少高出地下水位1.5m,且泥浆的充盈系数K介于1.1g/cm3~1.5g/cm3之间。更优选地,泥浆密度的充盈系数K可以介于1.2g/cm3~1.3g/cm3之间。由于,泥浆通过设备处理后,能够循环使用。而且,泥浆能够对钻孔内壁形成保护效果,防止钻孔内壁漏水。所以,本实施例1能够在保护钻孔内壁的同时,还尽可能地减少材料的浪费,降低施工成本。
S40,在成孔完成后,下放钢筋笼,向成孔内灌注混凝土4。
在灌注混凝土4的过程中,本实施例1是利用导管2和料斗1向成孔内灌注混凝土4,并通过软管5向导管2内输送混凝土4。在本实施例1中,软管5至少深入导管250cm,以保证软管5在向导管2内输送混凝土4时,软管5和导管2之间不会发生分离。
S50,起拔钢护筒3,以完成基桩施工。
目前,在向成孔内灌注混凝土4后、拔出钢护筒3时,会在成孔内出现混凝土4回落的现象。而在混凝土4回落的过程中,孔壁周边的泥土也会随之塌落。然而,在钢护筒3拔出后,在成孔内再次回灌混凝土4,可能会造成桩身断层、夹渣或桩顶强度不足等问题。而如果不再次向成孔内再次回灌混凝土4,则后期需要进行接桩处理,而后期接桩会导致成本增加以及会耽误施工工期。
为了解决因拔出钢护筒3而产生的混凝土4回落现象,本实施例1在起拔钢护筒3时,应作以下处理:
在本实施例1中,所采用的钢护筒3的长度L介于0~6m之间。
在灌注混凝土4时,如图1所示,当混凝土4液面到达地表标高处时,开始起拔钢护筒3,直到钢护筒3顶部高出地表标高1.5m;
继续灌注混凝土4,如图2所示,直至混凝土4回落标高在混凝土4设计标高上;
如图3所示,拔出导管2和料斗1,以及拔出全部钢护筒3。
本实施例1中所灌注的混凝土4的方量应该根据钢护筒3的壁厚、导管2的埋深及混凝土4的充盈系数综合得出。具体地,所灌注的混凝土4的方量应该满足以下关系式:
所述钢护筒3的内径为D2,所述钢护筒3的壁厚为d,所述钢护筒3高出地面的长度T1;
所述基桩的设计桩径为D1,所述基桩的有效桩长为h1,所述基桩的超灌部分高度为T2;
则所需要灌注混凝土4的方量Q=V1+V4+V5+V6;
其中,
V4为所述钢护筒3内的理论体积,V4=V3[L-T1-(h-h1-T2)];
V5为无所述钢护筒3的理论体积,V5=V2(h+T1-L-T2);
V6为充盈体积体积,V6=(K-1)·(V4+V5);
Π为圆周率。
实施例2
如图4至图6所示,本实施例2提供了一种基于钢护筒3的基桩施工方法,主要是通过在钻孔位设置钢护筒3的方式来使固定钻孔孔壁,进而在地表松散、沉积物巨厚,且存在丰富卵石层的地区进行钻孔时,能够尽量避免塌孔或垮孔的现象。
本实施例2与实施例1的区别在于:为了解决因拔出钢护筒3而产生的混凝土4回落现象,所采用的处理方式:
在本实施例2中,所采用的钢护筒3的长度L介于6m~10m之间。
在灌注混凝土4时,如图4所示,当混凝土4液面到达地表标高处时,拆除料斗1,并使导管2在混凝土4内的埋深为3m~6m;
如图5所示,全部拔出钢护筒3,待混凝土4回落稳定后,固定导管2的位置;继续灌注混凝土4,直至混凝土4回落标高在混凝土4设计标高上;
如图6所示,拔出所述导管2。
本实施例2中所灌注的混凝土4的方量应该根据钢护筒3的壁厚、导管2的埋深及混凝土4的充盈系数综合得出。具体地,所灌注的混凝土4的方量应该满足以下关系式:
所述钢护筒3的内径为D2,所述钢护筒3的壁厚为d,所述钢护筒3高出地面的长度T1;
所述基桩的设计桩径为D1,所述基桩的有效桩长为h1,所述基桩的超灌部分高度为T2;
则所需要灌注混凝土4的方量Q=V1+V4+V5+V6;
其中,
V4为所述钢护筒3内的理论体积,V4=V3[L-T1-(h-h1-T2)];
V5为无所述钢护筒3的理论体积,V5=V2(h+T1-L-T2);
V6为充盈体积体积,V6=(K-1)·(V4+V5);
Π为圆周率。
实施例3
如图7至图9所示,本实施例3提供了一种基于钢护筒3的基桩施工方法,主要是通过在钻孔位设置钢护筒3的方式来使固定钻孔孔壁,进而在地表松散、沉积物巨厚,且存在丰富卵石层的地区进行钻孔时,能够尽量避免塌孔或垮孔的现象。
本实施例3与实施例1的区别在于:为了解决因拔出钢护筒3而产生的混凝土4回落现象,所采用的处理方式:
在本实施例3中,所采用的钢护筒3的长度L大于10m,且钢护筒3的下放深度H为10m时,将钢护筒3在混凝土4内的埋深命名为S。
在S<4m时,
如图7所示,拆除料斗1,并固定导管2的位置;
并在向导管2内灌注混凝土4时,同时提升导管2的位置,使导管2在混凝土4内的埋深保持为3m~6m;
在4m<S<10m时,
如图8所示,在持续向导管2内灌注混凝土4的同时,提升钢护筒3,并保持导管2在混凝土4内的埋深为3m~6m;
在本实施例3中,在提升钢护筒3的过程中,应当间断低敲击钢护筒3,以便于确定混凝土4液面的标高。
继续灌注混凝土4,直至混凝土4回落标高在混凝土4设计标高上;
如图9所示,拔出导管2,以及拔出全部钢护筒3。
本实施例3中所灌注的混凝土4的方量应该根据钢护筒3的壁厚、导管2的埋深及混凝土4的充盈系数综合得出。具体地,所灌注的混凝土4的方量应该满足以下关系式:
所述钢护筒3的内径为D2,所述钢护筒3的壁厚为d,所述钢护筒3高出地面的长度T1;
所述基桩的设计桩径为D1,所述基桩的有效桩长为h1,所述基桩的超灌部分高度为T2;
则所需要灌注混凝土4的方量Q=V1+V4+V5+V6;
其中,
V4为所述钢护筒3内的理论体积,V4=V3[L-T1-(h-h1-T2)];
V5为无所述钢护筒3的理论体积,V5=V2(h+T1-L-T2);
V6为充盈体积体积,V6=(K-1)·(V4+V5);
Π为圆周率。
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 (10)
1.一种基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:包括以下步骤
引孔施工,直至所述引孔钻至细砂层;
下放钢护筒(3);
成孔施工,在所述钢护筒(3)内,先钻孔施工至设计深度,然后将所述钻孔扩至成孔;
灌注混凝土(4),在安装钢筋笼后,向所述成孔内灌注混凝土(4);
起拔钢护筒(3)。
2.根据权利要求1所述的基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:将所述成孔的设计孔深命名为h,将所述钢护筒(3)的长度命名为L,将所述钢护筒(3)的底端伸入泥岩层时、所述钢护筒(3)下放的高度命名为A,
其中,
当0<h<11m时,所述钢护筒(3)的下放深度H为min{h,L};
当11m<h<16m时,所述钢护筒(3)的下放深度H为min{10,L,A};
当16m<h时,所述钢护筒(3)的下放深度H为min{10,L}。
3.根据权利要求2所述的基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:当16m<h时,且所述钢护筒(3)的下放深度H为10m时,
在所述成孔施工过程中,向所述钢护筒(3)内加入泥浆,使所述钢护筒(3)内的泥浆面至少高出地下水位1.5m,使泥浆的充盈系数K介于1.1g/cm3~1.5g/cm3之间。
4.根据权利要求2或3所述的基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:在灌注混凝土(4)的过程中,利用导管(2)和料斗(1)向所述成孔内灌注混凝土(4),并通过软管(5)向所述导管(2)内输送混凝土(4)。
5.根据权利要求4所述的基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:
当0<L≤6m时,
在灌注混凝土(4)时,当混凝土(4)液面到达地表标高处时,起拔所述钢护筒(3)直至所述钢护筒(3)顶部高出地表标高1.5m;
继续灌注混凝土(4),直至混凝土(4)回落标高在混凝土(4)设计标高上;
拔出所述导管(2)和所述料斗(1),全部拔出所述钢护筒(3)。
6.根据权利要求4所述的基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:
当6m<L≤10m时,
拆除所述料斗(1),使所述导管(2)在混凝土(4)内的埋深为3~6m;
全部拔出所述钢护筒(3),待混凝土(4)回落稳定后,固定所述导管(2)的位置;
继续灌注混凝土(4),直至混凝土(4)回落标高在混凝土(4)设计标高上;
拔出所述导管(2)。
7.根据权利要求4所述的基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:
当10m<L时,且所述钢护筒(3)的下放深度H为10m时,将所述钢护筒(3)在混凝土(4)内的埋深命名为S,
在S<4m时,
拆除所述料斗(1),固定所述导管(2)的位置;
在向所述导管(2)内灌注混凝土(4)时,同时提升所述导管(2)的位置,使所述导管(2)在混凝土(4)内的埋深保持为3m~6m;
若4m<S<10m时,
在持续向所述导管(2)内灌注混凝土(4)的同时,提升所述钢护筒(3),并保持所述导管(2)在混凝土(4)内的埋深为3m~6m;
继续灌注混凝土(4),直至混凝土(4)回落标高在混凝土(4)设计标高上;
拔出所述导管(2),全部拔出所述钢护筒(3)。
8.根据权利要求7所述的基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:在提升所述钢护筒(3)的过程中,间断低敲击所述钢护筒(3),以便于确定混凝土(4)液面的标高。
9.根据权利要求5-8中任一所述的基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:
所述钢护筒(3)的内径为D2,所述钢护筒(3)的壁厚为d,所述钢护筒(3)高出地面的长度T1;
所述基桩的设计桩径为D1,所述基桩的有效桩长为h1,所述基桩的超灌部分高度为T2;
则所需要灌注混凝土(4)的方量Q=V1+V4+V5+V6;
其中,
V4为所述钢护筒(3)内的理论体积,V4=V3[L-T1-(h-h1-T2)];
V5为无所述钢护筒(3)的理论体积,V5=V2(h+T1-L-T2);
V6为充盈体积体积,V6=(K-1)·(V4+V5);
Π为圆周率。
10.根据权利要求4所述的基于钢护筒的基桩施工方法,其特征在于:所述软管(5)至少深入所述导管(2)50cm。
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- 2022-05-30 CN CN202210602888.0A patent/CN114960641A/zh active Pending
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