CN117211271A - 海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，包括以下步骤：在现场测量获取桩位中心点；根据桩位中心点进行灌注桩引孔，形成桩位孔；根据桩位中心点向桩位孔下沉外护筒至持力层；测量获得外护筒中心点与桩位中心点的位置偏差值；根据位置偏差值在外护筒安装定位结构，以通过定位结构在外护筒内限定形成定位区域，定位区域中心点与桩位中心点重合；外护筒内沿定位区域垂直下沉永久性内护筒至持力层；拔出外护筒；旋挖持力层形成灌注孔；向永久性内护筒以及灌注孔内浇灌混凝土，形成灌注桩。本发明技术方案对于滨海深厚填石层大直径灌注桩施工时，在提高施工效率、保证施工质量及施工成本控制等方面都突显出了独特的优越性。

Description

海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法

技术领域

本发明涉及灌注桩施工技术领域，特别涉及一种海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法。

背景技术

在沿海地区港口和海堤建设等等工程中，通常采用大直径、超深(深度可达60m)钻孔灌注桩，此类工程通常会遇到填石场地，此类场地地层上部由上至下分布填石、淤泥质土、粗砂、砂质黏土，其中填石层为易偏移地层。为避免在钻进成孔时产生坍孔、缩径等现象，保证成桩质量，在引孔后通过全套管全回转钻机下沉钢护筒来防止坍孔和缩径，浇筑混凝土后再将钢护筒取出。但是在钢护筒下沉和后继成孔过程中，上部易偏移地层因受扰动产生沉降并相互挤压推移运动，会导致全套管全回转钻机连同钢护筒一并发生一定程度的偏移，进而导致钢护筒中心与桩孔设计中心点偏差超过允许值，施工工艺仍无法满足设计要求。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，旨在避免施工过程中因上部易偏移地层运动而导致成型后的灌注桩偏移量超出设计要求的情况。

为实现上述目的，本发明提出的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，包括以下步骤：

在桩位现场测量获取桩位中心点；

根据所述桩位中心点采用引孔设备进行灌注桩引孔施工，形成桩位孔；

根据所述桩位中心点向所述桩位孔下沉外护筒至持力层；

测量外护筒中心点，以获得所述外护筒中心点与所述桩位中心点的位置偏差值；

根据所述位置偏差值在所述外护筒安装定位结构，以通过所述定位结构在所述外护筒内限定形成定位区域，使所述定位区域的中心点与所述桩位中心点重合；

在所述外护筒内沿所述定位区域垂直下沉永久性内护筒至所述持力层，并使所述永久性内护筒中心点与所述桩位中心点重合；

拔出所述外护筒；

旋挖所述持力层形成灌注孔；以及

向所述永久性内护筒以及所述灌注孔内浇灌混凝土，以形成灌注桩。

可选地，在所述根据桩位中心点采用引孔设备进行灌注桩引孔施工的步骤之前，还包括以下步骤：

在桩位处水平埋设预制钢导槽，其中，所述钢导槽设有导槽开孔，所述导槽开孔由若干定位孔阵列组成，所述导槽开孔的中心点与所述桩位中心点对齐，所述定位孔的直径大于所述引孔设备的钻孔部件的直径；

安装引孔设备。

可选地，所述导槽开孔由至少一个中心定位孔和环绕所述中心定位孔的多个边线定位孔组成；所述根据桩位中心点采用引孔设备进行灌注桩引孔施工的步骤包括：

利用所述引孔设备对多个所述边线定位孔对应的位置依次进行垂直钻孔和回填砂土施工，直至所有所述边线定位孔均完成钻孔和回填砂土施工；

利用所述引孔设备对所述中心定位孔对应的位置进行垂直钻孔和回填砂土施工。

可选地，所述定位结构包括多个定位块，所述根据上述位置偏差值在外护筒安装定位结构的步骤包括：

根据所述位置偏差值确定多个所述定位块的安装位置和尺寸；

将多个所述定位块焊接于所述外护筒的内壁的对应位置。

可选地，所述永久性内护筒由多节筒体组成，所述在外护筒内沿定位区域垂直下沉永久性内护筒至持力层的步骤包括：

将一筒体沿所述定位区域垂直放入所述外护筒内，在筒体的上端靠近所述外护筒上端后，在筒体上端外周面焊接支撑结构，筒体通过所述支撑结构支撑在所述外护筒上端；

将又一筒体垂直吊在所述外护筒内的筒体上方，并与下节筒体对齐后焊接；

拆下下节筒体的支撑结构后，将焊接后的筒体沿定位区域继续垂直放入所述外护筒内，在上节筒体的上端靠近所述外护筒上端后，在上节筒体上端外周面焊接支撑结构，筒体通过支撑结构支撑在所述外护筒上端；

重复上述后两个步骤，直至最下方的筒体达到所述持力层，形成所述永久性内护筒。

可选地，所述旋挖持力层形成灌注孔的步骤包括：

根据所述灌注孔的设计直径预备多个不同直径的筒钻；

按照所述筒钻直径从小到大依次对持力层进行钻孔、扩孔，以得到所述灌注孔；

对所述灌注孔进行终孔检验，检验项目包括孔径、孔深、持力层、垂直度；

采用旋挖钻斗捞渣，经2至3个回次将岩壁钻渣及土层沉渣捞除。

可选地，所述向永久性内护筒以及灌注孔内浇灌混凝土成桩的步骤包括：

将钢筋笼放入所述永久性内护筒和所述灌注孔内，调整所述钢筋笼与所述桩位中心点对齐；

向所述钢筋笼内侧放入灌注导管；

采用气举反循环对所述灌注孔内进行清孔；

向所述永久性内护筒内灌注水下混凝土；

拔出所述灌注导管。

可选地，所述外护筒内径与所述永久性内护筒外径的差值大于或等于200mm。

可选地，所述引孔设备包括潜孔锤钻机、套管和潜孔锤钻具；所述根据桩位中心点向桩位孔下沉外护筒至持力层的步骤包括：

在施工现场设置孔径大于所述套管外径的工艺孔；

采用吊车将所述套管放入所述工艺孔内；

将所述潜孔锤钻具对准所述工艺孔后放入所述套管内；

将组合后的所述套管和所述潜孔锤钻具从所述工艺孔取出，并移动至潜孔锤钻机处。

可选地，所述套管的端部设有管靴，所述钻具包括潜孔锤钻头和连接所述潜孔锤钻头的钻杆，所述潜孔锤钻头外周套设有耐磨环，所述耐磨环的端面抵接于所述管靴的上端。

本发明技术方案通过在引孔施工形成桩位孔后，先向桩位孔下沉外护筒至持力层，再根据外护筒中心点与设计桩位中心点的位置偏差值，向外护筒内定位垂直放入永久性内护筒，以确保永久性内护筒的中心与设计桩位中心对齐。这样即使下沉外护筒的过程中易偏移地层因受扰动产生沉降并相互挤压推移运动而导致外护筒发生偏移，也能使得设计桩位位于外护筒内，此时只需要计算得出外护筒的偏移量，即可按照设计要求将永久性内护筒准确装入外护筒内。当永久性内护筒准确定位且埋设稳定后，即可缓慢拔出外护筒，而在拔出外护筒的过程中，周边地层的砂石泥浆会逐渐填满永久性内护筒外侧的空隙，起到固定永久性内护筒的作用。这样通过永久性内护筒在持力层成型出灌注孔后，向永久性内护筒以及灌注孔内浇灌混凝土形成灌注桩时，永久性内护筒的设置可以保证灌注桩质量。由于在将外护筒下沉至持力层后，将永久性内护筒放入外护筒内的过程中，不会对易偏移地层进行施工，因此不会扰动易活动底层，能避免易活动底层沉降。从而能避免易偏移地层导致永久性内护筒偏移的情况，即能够避免施工过程中因上部易偏移地层运动而导致成型后的灌注桩偏移量超出设计要求的情况。这样有效保证了灌注桩施工准确性，避免了反复纠偏造成的工期损失，也避免了资源浪费，提高了施工效率和质量，极大节省了施工时间，能产生较大的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法一实施例中施工流程图；

图2为本发明海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法一实施例中外护筒和永久性内护筒在定位时的示意图；

图3为图2中外护筒、定位块和永久性内护筒的示意图；

图4为图2中拔出外护筒后永久性内护筒的示意图；

图5为本发明海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法一实施例中潜孔锤钻具和管套的结构示意图；

图6为本发明海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法一实施例中钢导槽的结构示意图；

图7为图6中钢导槽上各定位孔和设计桩位的关系示意图。

附图标号说明：

101、持力层；102、易偏移地层；20、外护筒；30、永久性内护筒；41、定位块；42、钢导槽；421、导槽开孔；422、中心定位孔；423、边线定位孔；51、管套；52、管靴；53、潜孔锤钻具；531、潜孔锤钻头；532、钻杆；533、耐磨环。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法。

在本发明实施例中，如图1至图7所示，该海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法包括以下步骤：

步骤S10：在桩位现场测量获取桩位中心点。

具体地，在步骤S10之前，将施工区域进行平整、压实，以方便桩机顺利行走。

在步骤S10中，根据设计桩位图，使用全站仪进行桩位的测量定位，打入短钢筋设立明显标志；根据放样桩位张拉十字交叉线，在线端处设置四个护桩作为定位点，并进行妥善保护，避免护桩移位。

步骤S20：根据桩位中心点采用引孔设备进行灌注桩引孔施工，形成桩位孔。

在步骤S20中，可以通过潜孔锤钻机进行引孔施工，钻孔过程中，需要向孔内回填砂土，以避免孔壁坍塌。具体地，在潜孔锤钻机及套管就位后，开启空压机和钻具上方的回转电机，待套管口出风时，将钻具轻放至待钻孔位置。潜孔锤启动后，其底部钻头的四个可伸缩冲击滑块外扩并超出套管直径。钻进过程中，及时进行清理从间隙返出并堆积在平台孔口附近的钻渣。当套管跟管下沉至孔口附近时，加接钻杆532和套管。钻杆532接长后，将下一节套管吊起置于已接长的钻杆532外的前一节套管处，对接平齐，将上下两节套管用丝扣连接，重复跟管钻进和加接钻杆532、套管作业至穿透填石层为止。

潜孔锤穿透填石层使套管就位后，上提潜孔锤钻杆532并逐节拆卸，护壁套管留在孔内。潜孔锤钻头531拔出后，及时向套管内回填砂土，回填所用的砂土以粗砂、石粉为主，所含最大颗粒粒径不超过5cm。砂土用挖掘机填入孔内，直至将孔内填石完全置换。砂土回填至套管口后，采用单夹持打拔机拔除套管；随后，进行下一孔位引孔，直至整个直至形成桩位孔，最后将潜孔锤钻机移离孔口。

步骤S30：根据桩位中心点向桩位孔下沉外护筒20至持力层101。

在步骤S30中，重新平整、压实桩位孔周围场地，以确保施工区域内重型设备行走安全。根据桩位标识与护桩重新测放桩位中心点，使用油漆喷出桩边缘线，便于后续摆放钻孔平台。而若桩位标识与护桩发生破坏，则采用全站仪重新测量放样。将钻机底座的定位板摆放到位，利用铅锤线复核定位板圆心和桩位中心，确保两层双中心重合。再用吊车将全套管全回转钻机吊放至钻机定位板上，保证全套管全回转钻机底部四个支腿与定位板四个定位圆弧坐落准确。随后即可通过全套管全回转钻机依照桩位中心点向桩位孔逐节下沉外护筒20，直至外护筒20达到持力层101(如中风化岩层)，即外护筒20埋设至中风化岩面。其中，外护筒20下放过程中，当一节护筒下沉至上部距全套管全回转钻机操作平台约50cm左右时停止下放，吊放另一节护筒，并通过螺栓接长固定外护筒20直至中风化岩面。为保证外护筒20的强度，可采用壁厚40mm的外护筒20。

外护筒20下压时利用SR415R旋挖钻机配合从外护筒20内取土，一边取土、一边继续下沉外护筒20，并监测取土深度确保不超挖；因受阻过大或遇未完全置换的填石难以下压时，采用冲抓锥适当超前抓取填石，以便护筒顺利下沉。待外护筒20底端钻进至中风化岩面后，全套管全回转钻机停止钻进并固定外护筒20。

步骤S40：测量外护筒20中心，以获得外护筒20中心点与桩位中心点的位置偏差值。外护筒20中心点即外护筒20中心线(外护筒20中心线参考图2中X中心线)上的任意点(也即外护筒20任一横截面的中心点)，同理桩位中心点即设计灌注桩中心线(设计灌注桩中心线参考图2中Y中心线)上的任意点(也即灌注桩任一横截面的中心点)。外护筒20中心点参考图3中O2处，外护筒20中心点参考图3中O₂处，桩位中心点参考图3中O₁处。

在步骤S40中，根据内护筒的内径测算外护筒20中心点与设计桩位中心点的偏差值，并记录在四个方位需要调整的距离。

步骤S50：根据上述位置偏差值在外护筒20安装定位结构，以通过定位结构在外护筒20内限定形成定位区域，使定位区域的中心点与桩位中心点重合。

在步骤S50中，依据量测的外护筒20中心点与设计桩位中心点的偏差值，在外护筒20上端位置安装定位结构，利用定位结构在外护筒20内限定形成定位区域，使得定位区域的中心点与桩位中心点重合。

步骤S60：在外护筒20内沿定位区域垂直下沉永久性内护筒30至持力层101，确保永久性内护筒30中心点与桩位中心点重合。

在步骤S60中，定位结构在外护筒20内限定形成的定位区域刚好供永久性内护筒30穿过，从而保证永久性内护筒30的中心与定位区域以及桩位的中心重合。在永久性内护筒30下放过程中，采用全站仪对永久性内护筒30外侧进行垂直度监测，以确保永久性内护筒30垂直放入，直至永久性内护筒30到达持力层101。其中外护筒20的内径大小可以根据实际施工场地的情况进行设计，例如对于易偏移地层102因受扰动产生沉降并相互挤压推移运动幅度大的施工场地时，可以采用大径外护筒20。

步骤S70：拔出外护筒20。

在永久性内护筒30准确定位且埋设稳定后，即可利用全套管全回转钻机自带的液压顶力起拔外护筒20。具体地，启动抱箍夹紧系统将外护筒20抱紧上拔750mm后松开夹具，夹具下移重复抱紧、上拔作业。当一节外护筒20起拔至距钻机操作平台50cm时，松开两节护筒之间的固定螺栓，并使用吊机将外护筒20吊离孔口。其中在起拔外护筒20过程中保持平稳缓慢、不倾斜，避免扰动永久性内护筒30；同时在逐渐拔出外护筒20时，周边地层砂石泥浆自然填满永久性内护筒30外侧的空隙，外护筒20拔出后即可将全套管全回转钻机移离孔口。

步骤S80：旋挖持力层101形成灌注孔。可以通过旋挖钻机对持力层101进行钻孔，直至形成符合设计要求的灌注孔。

步骤S90：向永久性内护筒30以及灌注孔内浇灌混凝土成桩。具体地，步骤S90包括：

步骤S91：将钢筋笼放入永久性内护筒30和灌注孔内，调整钢筋笼与桩位中心点对齐；具体地，预先按设计要求制作钢筋笼，并保存在施工现场。在起吊钢筋笼时，采用“双钩多点”的方式缓慢起吊，吊运时防止扭转、弯曲，严防钢筋笼由于起吊操作不当导致变形。将钢筋笼吊装至孔口上方后，缓慢下放钢筋笼进入永久性护筒和灌注孔内，直至设计标高，再调整钢筋笼与桩孔中心对齐，最后将钢筋笼固定在永久性内护筒30上。

步骤S92：向钢筋笼内侧放入灌注导管；其中，在安放灌注导管前，需要对每节导管进行水密试验及承压试验。

步骤S93：采用气举反循环对灌注孔内进行清孔；清孔排出的沉渣经过三级净化系统进行处理，沉渣经分筛后流入沉淀池内，净化后的泥浆再次回流至灌注孔内循环使用。清孔完成后，检查孔底沉渣、泥浆指标。如此设置，可以减少灌注孔内沉渣，提升灌注桩质量。

步骤S94：向永久性内护筒30内灌注水下混凝土；具体的，清孔验收合格后，选用满足混凝土初灌量要求的灌注料斗型号，立即向永久性护筒内灌注水下混凝土。灌注采用灌注斗吊灌，在灌注过过程中，不时上下提动料斗和导管，以便管内混凝土能顺利下入孔内。

步骤S95：拔出灌注导管。即灌注混凝土至孔口并超灌1.0m左右时，及时拔出灌注导管，等待混凝土凝固形成灌注桩。

本发明技术方案通过在引孔施工形成桩位孔后，先向桩位孔下沉外护筒20至持力层101，再根据外护筒20中心点与设计桩位中心点的位置偏差值，向外护筒20内定位垂直放入永久性内护筒30，以确保永久性内护筒30的中心与设计桩位中心对齐。这样即使下沉外护筒20的过程中易偏移地层102因受扰动产生沉降并相互挤压推移运动而导致外护筒20发生偏移，也能使得设计桩位位于外护筒20内，此时只需要计算得出外护筒20的偏移量，即可按照设计要求将永久性内护筒30准确装入外护筒20内。当永久性内护筒30准确定位且埋设稳定后，即可缓慢拔出外护筒20，而在拔出外护筒20的过程中，周边地层的砂石泥浆会逐渐填满永久性内护筒30外侧的空隙，起到固定永久性内护筒30的作用。这样通过永久性内护筒30在持力层101成型出灌注孔后，向永久性内护筒30以及灌注孔内浇灌混凝土形成灌注桩时，永久性内护筒30的设置可以保证灌注桩质量。由于在将外护筒20下沉至持力层101后，将永久性内护筒30放入外护筒20内的过程中，不会对易偏移地层102进行施工，因此不会扰动易活动底层，能避免易活动底层沉降。从而能避免易偏移地层102导致永久性内护筒30偏移的情况，即能够避免施工过程中因上部易偏移地层102运动而导致成型后的灌注桩偏移量超出设计要求的情况。这样有效保证了灌注桩施工准确性，避免了反复纠偏造成的工期损失，也避免了资源浪费，提高了施工效率和质量，极大节省了施工时间，能产生较大的经济效益。

在一些实施例中，在步骤S20之前，还包括以下步骤：

在桩位处水平埋设预制钢导槽42，其中，钢导槽42设有导槽开孔421，导槽开孔421由若干定位孔阵列组成，导槽开孔421的中心点与桩位中心点对齐(即两者位于同一竖直线上)，定位孔的直径大于引孔设备的钻孔部件的直径；

安装引孔设备。

具体地，引孔设备为潜孔锤钻机，在桩位处埋设预制钢导槽42，就位时将导槽开孔421中心点与桩孔十字交叉中心对齐，埋设后使钢导槽42保持水平。采用液压系统将SH-180潜孔锤钻机调平，并用水平尺校正，确保桩机保持水平。潜孔锤钻机及套管就位后，开启空压机和钻具上方的回转电机，待套管口出风时，将钻具轻放至孔口，对准阵列孔，避免潜孔锤与钢制导槽接触损坏导槽。潜孔锤启动后，其底部钻头的四个可伸缩冲击滑块外扩并超出套管直径。如此能便于引孔施工，降低了后续外护筒20安放和填石层钻进难度，进一步提高了钻进效率。在桩位处放置钢导槽42后，设计桩位与钢导槽42的位置关系可以参考图7，其中A所指虚线圆圈即设计桩位。

在一些实施例中，导槽开孔421由至少一个中心定位孔422和环绕中心定位孔422的多个边线定位孔423组成；具体地，对于灌注桩设计桩径较大，为保证引孔效率，以设计桩位中心点为圆心，按“n+m”(n个边线定位孔423+m个中心定位孔422)复合引孔平面位置布设分序引孔孔位。例如需要施工直径φ1800mm的灌注桩，采用φ800mm潜孔锤引孔时，可以采用边线定位孔423n＝7、中心定位孔422m＝1的方式，即布孔方式为“7+1”孔。

步骤S20包括：

步骤S21：利用引孔设备对多个边线定位孔423对应的位置依次进行垂直钻孔和回填砂土施工，直至所有边线定位孔423均完成钻孔和回填砂土施工。

步骤S22：利用引孔设备对中心定位孔422对应的位置进行垂直钻孔和回填砂土施工。

即采用先边线定位孔423后中心定位孔422的施工顺序，阵列式咬合重复潜孔锤跟管钻进、回填砂土和拔除套管，直至整个桩孔范围内填石层全部被砂土置换。如此采用阵列咬合引孔以及在跟管套51管内用砂土将填石层进行转换，降低了后续外护筒20安放和填石层钻进难度，进一步提高了钻进效率。

在一些实施例中，定位结构包括多个定位块41。

步骤S40包括：

步骤S41：根据位置偏差值确定多个定位块41的安装位置和尺寸；

步骤S42：将多个定位块41焊接于外护筒20的内壁的对应位置。

具体地，定位块41的数量为四个，在外护筒20固定后，根据永久性内护筒30的内径测算外护筒20中心点与设计桩位中心点的位置偏差值，并记录在四个方位需要调整的距离。依据量测的外护筒20中心点与设计桩位中心点的偏差值，确定四个定位块41的焊接位置和尺寸，再将定位块41一一焊接于外护筒20内壁。这样四个定位块41之间限定形成定位区域。定位块41焊接固定后，校核永久性内护筒30中心点位置，确保与设计桩位中心保持一致。根据孔深确定所需永久性内护筒30的长度，起吊永久性内护筒30，对准定位区域，沿着外护筒20内壁的定位块41缓慢下放，以通过定位块41限制永久性内护筒30偏移，内护筒下放过程中，采用全站仪对护筒外侧进行垂直度监测。如此使得定位结构简单，且在校核后发现永久性内护筒30中心点存在偏差时便于调整定位块41。

在一些实施例中，永久性内护筒30由多节筒体组成，步骤S60包括：

步骤S61：将一筒体沿定位区域垂直放入外护筒20内，在筒体的上端靠近外护筒20上端后，在筒体上端外周面焊接支撑结构，筒体通过支撑结构支撑在外护筒20上端；

步骤S62：将又一筒体垂直吊在外护筒20内的筒体上方，并与下节筒体对齐后焊接；

步骤S63：拆下下节筒体的支撑结构后，将焊接后的筒体沿定位区域继续垂直放入外护筒20内，在上节筒体的上端靠近外护筒20上端后，在上节筒体上端外周面焊接支撑结构，筒体通过支撑结构支撑在外护筒20上端；

步骤S64：重复步骤S62和步骤S63，直至最下方的筒体达到持力层101，形成永久性内护筒30。

即在吊放首节筒体下放至孔口附近后，沿筒体孔口外侧环形对称焊接支撑腿，使外护筒20承托筒体，复核筒身垂直度后进行筒体接长。即吊起又一筒体至外护筒20上方后，作为上节筒体，将上节筒体吊放于下节筒体上部，保持起吊状态进行纠偏。纠偏后的调节位置采用点焊初步固定，再沿着对接筒体圆周方向寻找下一偏差点，并进行纠偏调节直至筒体圆度满足要求。当上、下节筒体完全对位后，对上、下节筒体打坡口以增加焊面，采用满焊连接将上、下节筒体。重复焊接接长筒体作业，直至筒体下放至持力层101岩面。如此使得单一筒体的较短，便于施工，避免内护筒过长而导致安装不便的情况。

在一些实施例中，步骤S80包括：

步骤S81：根据灌注孔的设计直径预备多个不同直径的筒钻；

步骤S82：按照筒钻直径从小到大依次对持力层101进行钻孔、扩孔，以得到灌注孔；

步骤S83：对灌注孔进行终孔检验，检验项目包括孔径、孔深、持力层101、垂直度；

步骤S84：采用旋挖钻斗捞渣，经2至3个回次将岩壁钻渣及土层沉渣捞除。

具体地，对于直径为1800mm的灌注孔，预备直径分别为φ1200mm、φ1500mm、φ1800mm三种规格的截齿筒钻，先采用直径φ1200mm截齿筒钻钻进至设计深度，并采用取芯筒钻取出岩芯，并进行捞渣；随后，依次更换直径φ1500mm、φ1800mm的截齿筒钻进行第二、三级硬岩扩孔钻进至设计桩径。施工时，入岩钻进过程中控制钻压，轻压慢转，保持钻机平稳。提钻后孔内残留较多岩渣时，及时采用捞渣筒清理出孔内钻渣，取出岩芯后捞渣筒。如此设置，既能便于取芯，也能提高硬岩层钻进效率，从而提高施工效率。

在一些实施例中，外护筒20内径与永久性内护筒30外径的差值大于或等于200mm。如此可以适用于大部分易活动底层，能够保证外护筒20内预留足够偏移余量，降低更换因第一次使用外护筒20内径过小而需要更换外护筒20的情况。

在一些实施例中，引孔设备包括潜孔锤钻机、套管和潜孔锤钻具53；套管的端部设有管靴52，钻具包括潜孔锤钻头531和连接潜孔锤钻头531的钻杆532，潜孔锤钻头531外周套设有耐磨环533，耐磨环533的端面抵接于管靴52的上端。具体地，当该潜孔锤钻头531装入套管时，也就是套管套51设在潜孔锤钻头531外，施工时，随着潜孔锤钻头531的不断钻进，能通过管靴52带动套管随之下沉钻进。通过在潜孔锤钻头531外周套设有耐磨环533，利用耐磨环533的端面抵接于管靴52的上端。当潜孔锤钻头531在钻孔时，由于套管的管靴52与潜孔锤钻头531之间不直接接触，而是利用耐磨环533抵接在管靴52的上端，这样，则由耐磨环533来承受较大的下压力及摩擦力，从而不会对潜孔锤钻头531造成直接磨损。而且当耐磨环533出现较大的磨损后，则可以直接跟换耐磨环533，操作简单便捷，省时省力，且耐磨环533的抗磨损性能也较佳，避免造成潜孔锤钻头531报废。

在一些实施例中，耐磨环533包括两个半圆环体，该两个半圆环体嵌设于潜孔锤钻头531外周面的环槽中，且两个半圆环体开口对接，形成封闭状的闭环结构，其中，两个半圆环体的焊接处呈坡口设置，以增加焊面，增强两个半圆环体的连接稳定性。

在一些实施例中，步骤S30，包括：

步骤S31：在施工现场设置孔径大于套管外径的工艺孔；

步骤S32：采用吊车将套管放入工艺孔内；

步骤S33：将潜孔锤钻具53对准工艺孔后放入套管内；

步骤S34：将组合后的套管和潜孔锤钻具53从工艺孔取出，并移动至潜孔锤钻机处。

具体地，在桩位孔附近设置工艺孔，先起吊套管并放入工艺孔内；随后将潜孔锤钻头531和钻杆532对准工艺孔后放入套管内。组合完成后，将钻头、钻杆532和套管从工艺孔内吊出。采用吊车将组合好的套管、管靴52和潜孔锤钻具53吊至桩孔位，调整桩架位置，确保钻机电机中轴线、套管中心点、潜孔锤中心点和阵列孔中心点“三点一线”。这样可以减小装配时潜孔锤的吊起高度，同时也能便于套管的放置，极大方便了套管和潜孔锤钻具53的组装。

本施工方法采用全套管全回转钻机进行外护筒20的埋设，对地层孔壁进行预保护，为后续定位提供良好条件；再用定位块41精准定位，在外护筒20内下放永久性内护筒30，有效保证了灌注桩准确性，避免了反复纠偏造成的工期损失。由此可见，本施工方法为滨海深厚填石层大直径灌注桩施工提供了一种创新实用、高效经济且环保效果好的工艺技术。

经实践，对于项目场地填石层平均厚度约24m，需要施工直径φ1800mm的灌注桩(总桩数为28根，总桩长为1656m，平均桩长约60m)，持力层101为中风化岩层，设计要求桩底嵌入持力层1011倍桩径，引孔深度主要涉及填石地层部分。

传统施工方法中，采用冲击引孔时，需外加泥浆护壁。由于填石间孔隙大，泥浆流失严重，需要反复回填粘土造浆，单个桩孔引孔时间平均超过120h，甚至反复冲孔也无法保证引孔质量，费时费力。而采用本施工方法成桩，平均每根灌注桩从预制钢导槽42安放、潜孔锤跟管阵列咬合钻进直至整个桩孔填石被密实砂土置换完毕，引孔时间总计为24h，大大提高了引孔效率和质量，且预制钢导槽42和外护筒20可反复使用，不会大量增加额外成本。因此，单个桩孔可节省120-24＝96h，机械和人工台班费用每12h按2000元计算，每个桩孔节省的施工费用即为1.6万元，则整个项目28根桩节省费用为1.6×28＝44.8万元。综上，采用本施工方法施工避免了资源浪费，提高了施工效率和质量，大大节省了施工时间，产生了较大的经济效益。即本施工方法对于滨海深厚填石层大直径灌注桩施工，在提高施工效率、保证施工质量及施工成本控制等方面都突显出了独特的优越性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

在桩位现场测量获取桩位中心点；

根据所述桩位中心点采用引孔设备进行灌注桩引孔施工，形成桩位孔；

根据所述桩位中心点向所述桩位孔下沉外护筒至持力层；

测量外护筒中心点，以获得所述外护筒中心点与所述桩位中心点的位置偏差值；

根据所述位置偏差值在所述外护筒安装定位结构，以通过所述定位结构在所述外护筒内限定形成定位区域，使所述定位区域的中心点与所述桩位中心点重合；

在所述外护筒内沿所述定位区域垂直下沉永久性内护筒至所述持力层，并使所述永久性内护筒中心点与所述桩位中心点重合；

拔出所述外护筒；

旋挖所述持力层形成灌注孔；以及

向所述永久性内护筒以及所述灌注孔内浇灌混凝土，以形成灌注桩。

2.如权利要求1所述的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，在所述根据桩位中心点采用引孔设备进行灌注桩引孔施工的步骤之前，还包括以下步骤：

在桩位处水平埋设预制钢导槽，其中，所述钢导槽设有导槽开孔，所述导槽开孔由若干定位孔阵列组成，所述导槽开孔的中心点与所述桩位中心点对齐，所述定位孔的直径大于所述引孔设备的钻孔部件的直径；

安装引孔设备。

3.如权利要求2所述的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，所述导槽开孔由至少一个中心定位孔和环绕所述中心定位孔的多个边线定位孔组成；所述根据桩位中心点采用引孔设备进行灌注桩引孔施工的步骤包括：

利用所述引孔设备对多个所述边线定位孔对应的位置依次进行垂直钻孔和回填砂土施工，直至所有所述边线定位孔均完成钻孔和回填砂土施工；

利用所述引孔设备对所述中心定位孔对应的位置进行垂直钻孔和回填砂土施工。

4.如权利要求1所述的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，所述定位结构包括多个定位块，所述根据上述位置偏差值在外护筒安装定位结构的步骤包括：

根据所述位置偏差值确定多个所述定位块的安装位置和尺寸；

将多个所述定位块焊接于所述外护筒的内壁的对应位置。

5.如权利要求1所述的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，所述永久性内护筒由多节筒体组成，所述在外护筒内沿定位区域垂直下沉永久性内护筒至持力层的步骤包括：

将一筒体沿所述定位区域垂直放入所述外护筒内，在筒体的上端靠近所述外护筒上端后，在筒体上端外周面焊接支撑结构，筒体通过所述支撑结构支撑在所述外护筒上端；

将又一筒体垂直吊在所述外护筒内的筒体上方，并与下节筒体对齐后焊接；

拆下下节筒体的支撑结构后，将焊接后的筒体沿定位区域继续垂直放入所述外护筒内，在上节筒体的上端靠近所述外护筒上端后，在上节筒体上端外周面焊接支撑结构，筒体通过支撑结构支撑在所述外护筒上端；

重复上述后两个步骤，直至最下方的筒体达到所述持力层，形成所述永久性内护筒。

6.如权利要求1所述的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，所述旋挖持力层形成灌注孔的步骤包括：

根据所述灌注孔的设计直径预备多个不同直径的筒钻；

按照所述筒钻直径从小到大依次对持力层进行钻孔、扩孔，以得到所述灌注孔；

对所述灌注孔进行终孔检验，检验项目包括孔径、孔深、持力层、垂直度；

采用旋挖钻斗捞渣，经2至3个回次将岩壁钻渣及土层沉渣捞除。

7.如权利要求6所述的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，所述向永久性内护筒以及灌注孔内浇灌混凝土成桩的步骤包括：

将钢筋笼放入所述永久性内护筒和所述灌注孔内，调整所述钢筋笼与所述桩位中心点对齐；

向所述钢筋笼内侧放入灌注导管；

采用气举反循环对所述灌注孔内进行清孔；

向所述永久性内护筒内灌注水下混凝土；

拔出所述灌注导管。

8.如权利要求1所述的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，所述外护筒内径与所述永久性内护筒外径的差值大于或等于200mm。

9.如权利要求1所述的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，所述引孔设备包括潜孔锤钻机、套管和潜孔锤钻具；所述根据桩位中心点向桩位孔下沉外护筒至持力层的步骤包括：

在施工现场设置孔径大于所述套管外径的工艺孔；

采用吊车将所述套管放入所述工艺孔内；

将所述潜孔锤钻具对准所述工艺孔后放入所述套管内；

将组合后的所述套管和所述潜孔锤钻具从所述工艺孔取出，并移动至潜孔锤钻机处。

10.如权利要求9所述的海堤深厚填石层灌注桩双护筒定位成桩施工方法，其特征在于，所述套管的端部设有管靴，所述钻具包括潜孔锤钻头和连接所述潜孔锤钻头的钻杆，所述潜孔锤钻头外周套设有耐磨环，所述耐磨环的端面抵接于所述管靴的上端。