CN117431930A - 一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于灌注桩施工技术领域，涉及一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，包括如下步骤S1，测量放线，确定点位；S2，打拔机就位，护筒埋设；S3，钻进成孔；S4，桩成孔时间规划；S5，桩长及沉渣检测；S6，浇筑混凝土；S7，土方开挖，截水施工。本发明通过先打桩后开挖的施工方法，有效确保钻机的施工场地以及成孔质量，通过埋设护筒可以有效地保护孔壁，降低淤泥地质对成孔过程以及混凝土浇筑过程中四周土层对桩身的影响，防止淤泥坍塌，提供施工的安全性，并采用打拔机进行护筒的迅速埋设，提高施工效率，通过截水施工，避免施工时淤泥水位的影响，进行钻进成孔和桩成孔时间的规划，实现对淤泥层的高效处理，减少施工周期。
Description
技术领域
本发明涉及灌注桩施工技术领域，尤其涉及一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法。
背景技术
随着社会的不断发展，城市建设范围越来越大，沿海地区逐渐成为新型开发的热门地区，高层建筑等逐渐成为沿海区域的靓丽风景线，但因近海区域极易产生受海水影响形成的淤泥土层，该土层具有力学强度低、压缩性强等特点，会产生流变、触变等不良现象，且在淤泥地质区域成孔沉渣厚度易影响桩的质量，极易产生塌孔、缩径等问题，如何在近海超厚淤泥区域施工超长灌注桩成为难点。
现有施工方法无法充分的利用钻机等设备的工作时间，并且无法因地制宜，近海区域的淤泥层多为地面以下3米，大多数灌注桩施工方法为先进行土方开挖后打桩，其很难在淤泥地质表面进行施工，对灌注桩的成型以及施工的安全性都产生了很大的影响，很难降低地下水位对灌注桩成孔以及混凝土浇筑的影响，无法保证灌注桩的成型质量以及施工效率。
发明内容
为了解决现有的近海淤泥区域超长灌注桩的施工难度问题，本发明提供一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法。
本发明的技术方案是通过以下方案实现的：一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，包括如下步骤：
S1，测量放线，确定点位；
S2，打拔机就位，护筒埋设；
S3，钻进成孔；
S4，桩成孔时间规划；
S5，桩长及沉渣检测；
S6，浇筑混凝土；
S7，土方开挖，截水施工。
通过以上技术方案，通过先打桩后开挖的施工方法，有效确保钻机的施工场地以及成孔质量，通过埋设护筒可以有效地保护孔壁，降低淤泥地质对成孔过程以及混凝土浇筑过程中四周土层对桩身的影响，防止淤泥坍塌，提供施工的安全性，并采用打拔机进行护筒的迅速埋设，提高施工效率，通过截水施工，避免施工时淤泥水位的影响，进行钻进成孔和桩成孔时间的规划，实现对淤泥层的高效处理，减少施工周期，并对桩长与沉渣进行实时监测确保成桩质量。
作为优选，步骤S1测量放线，确定点位包括如下步骤，
S101，对施工点位坐标及高程进行复测，布设控制网；
S102，测放支护桩中心线，完成标记。
作为优选，步骤S2打拔机就位，护筒埋设包括如下操作步骤，
S201，复核检测，校准孔位；
S202，安放护筒，使其对准孔位并检测垂直度；
S203，打拔机就位，安全连接打拔机与护筒，通过打拔机下压埋设护筒。
作为优选，在所述步骤S202中，所述护筒的总长为6m～9m，护筒为若干标准节焊接而成，标准节为2～3m。
作为优选，所述护筒根据直径分为900mm和1000mm两种。
作为优选，步骤S3钻进成孔包括如下步骤，
S301，采用泥浆护壁旋挖成孔方式；
S302，根据钻入所遇不同情况，采用不同的钻头以及钻孔方式。
作为优选，在所述步骤S302中，当处于钻孔取土过程中，钻头采用底部焊接合金钻头的钢套管对土体和岩层进行削切；当钻进过程遇到孤石时，切换筒齿钻头对孤石进行削切；当钻进至设计孔深时，切换截齿钻头钻进直至精确钻进至设计孔深；最后采用平底清渣钻头进行孔底清渣。
作为优选，步骤S4桩成孔时间规划包括如下步骤，
S401，现场试桩，记录成桩时间；
S402，估算不同桩长的桩的施工时间；
S403，每日跟踪海边潮汐水位，确保大部分桩的成孔时间在退潮时间内。
作为优选，步骤S5桩长及沉渣检测包括如下步骤，
S501，制造沉渣测量装置；
S502，在沉渣测量装置上系挂测绳；
S503，将沉渣测量装置下沉到孔内，通过测绳读取数据并记录。
作为优选，在所述步骤S501中，沉渣测量装置分为尖头测量装置和平头测量装置两种，其尖头测量装置下沉孔内时可直接扎进沉渣内直抵孔底，而平头测量装置，由于其平头的特殊性只会下沉至沉渣表面，通过尖头测量装置和平头测量装置上系挂的测绳读取数据，此时测绳上的差值便为沉渣厚度，完成测量记录。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过先打桩后开挖的施工方法，有效确保钻机的施工场地以及成孔质量，通过埋设护筒可以有效地保护孔壁，降低淤泥地质对成孔过程以及混凝土浇筑过程中四周土层对桩身的影响，防止淤泥坍塌，提供施工的安全性，并采用打拔机进行护筒的迅速埋设，提高施工效率，通过截水施工，避免施工时淤泥水位的影响，进行钻进成孔和桩成孔时间的规划，实现对淤泥层的高效处理，减少施工周期。
2.优化土方开挖方式，采用便携式沉渣测量装置对桩长与沉渣进行实时监测为后续的桩长测量和混凝土浇筑提供可靠的参考，增加施工的可控性，避免塌孔缩径，确保成桩质量，降低返工率，提升灌注桩成型质量。
3.通过跟踪潮汐水位合理利用自然条件，最大程度地降低地下水位的影响。
附图说明
图1是本发明的施工流程示意图；
图2是本发明的沉渣测量装置立体结构示意图。
附图标记说明：1、沉渣测量装置；11、尖头测量装置；12、平头测量装置。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制，以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，如图1-2所示，包括如下步骤：
S1，测量放线，确定点位；
S2，打拔机就位，护筒埋设；
S3，钻进成孔；
S4，桩成孔时间规划；
S5，桩长及沉渣检测；
S6，浇筑混凝土；
S7，土方开挖，截水施工。
相较于先开挖后打桩的施工顺序，可以打桩后开挖，在钻机成孔时提供了一个相对稳定的场地，先打桩后开挖可保护钻机所需的施工场地，减少了场地变动对施工的影响，有效确保钻机的施工场地以及成孔质量，在桩长及沉渣检测环节，此方法可以更容易地监测和控制沉积物的质量和深度，确保灌注桩的质量和稳定性。
步骤S1测量放线，确定点位包括如下步骤：
S101，对施工点位坐标及高程进行复测，布设控制网；
S102，测放支护桩中心线，完成标记。
布设控制网与放置支护桩中心线以提供一个稳定的参考框架，有助于后续施工中的位置定位和测量，标记出支护桩的位置和方向，确保其布置符合设计要求。
确保施工点位的精确性、稳定性，为后续的支护和施工工作奠定基础。
步骤S2打拔机就位，护筒埋设包括如下操作步骤：
S201，复核检测，校准孔位；
S202，安放护筒，使其对准孔位并检测垂直度；
S203，打拔机就位，安全连接打拔机与护筒，通过打拔机下压埋设护筒。
在步骤S202中，护筒的总长为6m～9m，护筒为若干标准节焊接而成，标准节为2～3m，护筒根据直径分为900mm和1000mm两种，通过护筒降低淤泥地质对成孔过程以及混凝土浇筑过程中四周土层对桩身的影响，降低混凝土灌注桩的夹渣等风险，同时因地处近海回填区域，地下管线错综复杂，极易出现漏浆跑浆现象，埋设超长护筒可以将管线埋设的深度跨越，降低风险。
通过打拔机利用其高频振动，以高加速度振动护筒，将机械产生的垂直振动传给桩体，导致桩周围的土体结构因振动发生变化，强度降低，桩身周围土体液化，减少桩侧与土体的摩擦阻力，然后以挖机下压力、振动沉拔锤与自重将护筒沉入土中。
步骤S3钻进成孔包括如下步骤：
S301，采用泥浆护壁旋挖成孔方式；
S302，根据钻入所遇不同情况，采用不同的钻头以及钻孔方式。
在步骤S302中，当处于钻孔取土过程中，钻头采用底部焊接合金钻头的钢套管对土体和岩层进行削切；当钻进过程遇到孤石时，切换筒齿钻头对孤石进行削切；当钻进至设计孔深时，切换截齿钻头钻进直至精确钻进至设计孔深；最后采用平底清渣钻头进行孔底清渣。
根据现场实际地质条件以及工期要求，对不同土层、岩层，采用不同的钻头及钻进速度，使其达到最佳的进尺效果，采用填海地区复杂地质多钻头联合转换灌注桩施工技术。
采用泥浆护壁方式在进行成孔的同时提供孔壁支护，防止淤泥塌方，确保成孔的稳定性，泥浆护壁有助于减小地层扰动，特别是在近海区域松软或易崩塌的土层中，可以有效防止孔壁坍塌。
在钻进过程中遇到孤石时，首先将钢套管小距离超前于钻头钻进，距离不超过300mm，然后切换筒齿钻头，利用筒齿钻头将孤石削切成圆柱体，然后由旋挖机提升钻杆及钻头至地面，操作旋挖钻机钻杆带动钻头小弧度转动，将钻头内的岩石排出，随后将钻杆及钻头回转到孔内进行下一次的循环钻进，直至将孤石打穿。
当钻进至接近设计孔深时，换用截齿钻头继续钻进，斜向斗齿在钻头回转时切下石块向斗内推，进而完成钻取渣，随后由旋挖机提升钻杆及钻头至地面,拉动钻头上的开关，即打开底门,钻头内的石渣依靠自重作用自动排出,钻杆下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘，直至精确钻进至设计孔深。
步骤S4桩成孔时间规划包括如下步骤：
S401，现场试桩，记录成桩时间；
S402，估算不同桩长的桩的施工时间；
S403，每日跟踪海边潮汐水位，确保大部分桩的成孔时间在退潮时间内。
通过合理利用潮汐等自然条件，最大程度地降低地下水位对施工的影响，提供更为稳定的工作环境，同时也可以减少泥浆护壁泥浆的使用量，降低施工成本，有效提高施工效率、降低施工风险，并减少地下水位对施工的干扰。
步骤S5桩长及沉渣检测包括如下步骤：
S501，制造沉渣测量装置1；
S502，在沉渣测量装置1上系挂测绳；
S503，将沉渣测量装置1下沉到孔内，通过测绳读取数据并记录。
在步骤S501中，沉渣测量装置1分为尖头测量装置11和平头测量装置12两种，其尖头测量装置11下沉孔内时可直接扎进沉渣内直抵孔底，而平头测量装置12，由于其平头的特殊性只会下沉至沉渣表面，通过尖头测量装置11和平头测量装置12上系挂的测绳读取数据，此时测绳上的差值便为沉渣厚度，完成测量记录。
沉渣测量装置1由HRB400 22mm的钢筋、10mm钢板以及10mm半圆环焊接而成，远离尖头与平头的一端焊接有测绳系挂圈，该装置可在施工现场直接加工制作，当进行孔底沉渣的测量时，由于沉渣测量装置1其底部构造不同，当尖头测量装置11放入孔内时，可直接扎进孔内的沉渣，直抵孔底，此时测绳显示的深度即为孔深；因平头的特殊性，平头测量装置12会在泥浆浮力与沉渣的阻力下，下至沉渣表面而不在下沉，从而造成两个装置系挂测绳的数据存在差异，此时数据上的差值便为沉渣的厚度。
因项施工地处近海超厚淤泥地质区域，在初次成孔后，首先进行孔深的测量以及第一次成孔时的沉渣测量，确保桩身长度足够。
步骤S6浇筑混凝土包括如下操作步骤：
S601，制作钢筋笼，下放钢筋笼；
S602，导管组装，下放导管；
S603，开始向桩孔内进行混凝土浇筑；
S604，混凝土浇筑完毕，拆除并清洗导管。
施工人员按照设计图纸和相关规范制作钢筋笼，确保其符合工程结构的要求，包括钢筋的数量、直径和间距等参数，下放钢筋笼至桩孔内部，采用吊装设备或其他合适的工具，确保钢筋笼的位置准确，与设计要求相符，组装用于混凝土浇筑的导管系统，将组装完成的导管系统下放至桩孔内，与钢筋笼协调布置，确保导管与钢筋之间的间隙适当，以便混凝土充分填充。
在步骤S601和步骤S602中，下放完成钢筋笼与导管后，进行沉渣厚度的二次测量，确保其在图纸与规范的允许范围内，并且在验收之前可以采用多次测量的方式，实时跟踪查看现场桩底沉渣厚度，并可以直观的了解桩是否发生塌孔缩径的现象，如果沉渣厚度超出设计要求，可及时处理和修正。
最后开始工地开挖，截水施工，开挖后布设截水帷幕和降水井，通过截水帷幕与降水井配合，在地下水位控制方面做好充分准备，减少地下水对施工后续的影响，将地下水位的影响降到最低，通过降水井用于控制和降低地下水位，减少施工过程中可能的水淹和涌泉现象。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，测量放线，确定点位；
S2，打拔机就位，护筒埋设；
S3，钻进成孔；
S4，桩成孔时间规划；
S5，桩长及沉渣检测；
S6，浇筑混凝土；
S7，土方开挖，截水施工。
2.根据权利要求1所述一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：步骤S1测量放线，确定点位包括如下步骤，
S101，对施工点位坐标及高程进行复测，布设控制网；
S102，测放支护桩中心线，完成标记。
3.根据权利要求1所述一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：步骤S2打拔机就位，护筒埋设包括如下操作步骤，
S201，复核检测，校准孔位；
S202，安放护筒，使其对准孔位并检测垂直度；
S203，打拔机就位，安全连接打拔机与护筒，通过打拔机下压埋设护筒。
4.根据权利要求3所述一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：在所述步骤S202中，所述护筒的总长为6m～9m，护筒为若干标准节焊接而成，标准节为2～3m。
5.根据权利要求4所述一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：所述护筒根据直径分为900mm和1000mm两种。
6.根据权利要求1所述一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：步骤S3钻进成孔包括如下步骤，
S301，采用泥浆护壁旋挖成孔方式；
S302，根据钻入所遇不同情况，采用不同的钻头以及钻孔方式。
7.根据权利要求6所述一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：在所述步骤S302中，当处于钻孔取土过程中，钻头采用底部焊接合金钻头的钢套管对土体和岩层进行削切；当钻进过程遇到孤石时，切换筒齿钻头对孤石进行削切；当钻进至设计孔深时，切换截齿钻头钻进直至精确钻进至设计孔深；最后采用平底清渣钻头进行孔底清渣。
8.根据权利要求1所述一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：步骤S4桩成孔时间规划包括如下步骤，
S401，现场试桩，记录成桩时间；
S402，估算不同桩长的桩的施工时间；
S403，每日跟踪海边潮汐水位，确保大部分桩的成孔时间在退潮时间内。
9.根据权利要求1所述一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：步骤S5桩长及沉渣检测包括如下步骤，
S501，制造沉渣测量装置（1）；
S502，在沉渣测量装置（1）上系挂测绳；
S503，将沉渣测量装置（1）下沉到孔内，通过测绳读取数据并记录。
10.根据权利要求9所述一种近海区域超厚淤泥层超长灌注桩施工方法，其特征在于：在所述步骤S503中，沉渣测量装置（1）分为尖头测量装置（11）和平头测量装置（12）两种，其尖头测量装置（11）下沉孔内时可直接扎进沉渣内直抵孔底，而平头测量装置（12），由于其平头的特殊性只会下沉至沉渣表面，通过尖头测量装置（11）和平头测量装置（12）上系挂的测绳读取数据，此时测绳上的差值便为沉渣厚度，完成测量记录。
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