CN117569302A - 适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，具体为：步骤1，立柱桩测量定位；步骤2，沿立柱桩的桩径向外延伸20‑30厘米修建环形的挡水坎；步骤3，在立柱桩的桩外径处均匀设置至少四个注水点，使用高压水枪对注水点的位置注水，注水时，边注水高压水枪边竖直向下下管，直到注水深度不小于立柱桩的桩长，每个注水点均完成注水后，将环形挡水坎内灌满水，过一定的时间后执行步骤4；步骤4，采用螺旋钻在立柱桩的桩位进行钻进成孔；步骤5，吊放立柱桩；步骤6，浇筑桩身混凝土。本发明解决了现有技术中存在的盐碱地带定日镜立柱桩成孔时孔壁极易坍塌难以有效成孔以及采用常规的泥浆护壁工艺和可周转钢护筒护壁成孔效率低。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工方法技术领域，涉及适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法。
背景技术
盐碱地带的盐渍类土中盐分的分布随季节气候和水文地质条件而变化，在地面蒸发量大，盐分向地表聚集，随着土层深度增加，含盐量逐渐减少，表层 0-5m 深度含盐量较高，盐渍土类型主要为氯盐渍土，亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土和硫酸盐渍土，均为易溶于水盐。
盐碱地带定日镜基础桩身外径500mm，桩长2.10m，单桩水平承载力特征值为9.5KN，单桩竖向承载力特征值为12KN，单桩弯矩承载力特征值为26KN.M，单桩扭转承载力特征值为8.5KN.M，定日镜立柱桩成孔孔径500mm，孔径较大，孔深2.1m，成孔深度范围内为厚层粉砂层，现场试钻时发现不采取措施直接作业成孔，孔壁极易坍塌，且机械施工时地面不断有动荷载产生，使成孔难度更大，不采取措施无法有效成孔，采用常规的泥浆护壁工艺和可周转钢护筒护壁能够保证孔壁稳定性，但是成孔效率低，泥浆护壁工艺现场操作麻烦且不环保，全护筒工艺则需额外增加其他机械材料投入，费用较高。
发明内容
本发明的目的是提供适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，解决了现有技术中存在的盐碱地带定日镜立柱桩成孔时孔壁极易坍塌以及采用常规的泥浆护壁工艺和可周转钢护筒护壁成孔效率低的问题。
本发明所采用的技术方案是，适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，具体按照如下步骤实施：
步骤1，立柱桩测量定位，确定立柱桩的桩位；
步骤2，根据步骤1确定的立柱桩的桩位，沿立柱桩的桩外径向外延伸20-30厘米修建环形的挡水坎；
步骤3，根据步骤1确定的立柱桩的桩位，在立柱桩的桩外径处均匀设置至少四个注水点，使用高压水枪对注水点的位置注水，注水时，边注水高压水枪边竖直向下下管，直到注水深度不小于立柱桩的桩长，每个注水点均完成注水后，将环形挡水坎内灌满水，过至少一天后执行步骤4；
步骤4，采用螺旋钻在立柱桩的桩位进行钻进成孔；
步骤5，将立柱桩吊放在步骤4钻成的立柱桩桩孔内；
步骤6，浇筑桩身混凝土。
本发明的特征还在于：
步骤2中挡水坎顶部高出地表15-25厘米。
挡水坎的横截面为梯形。
注水点在桩外径处均匀设置有四个，注水深度相同。
高压水枪上连接有金属水管，金属水管的长度不小于立柱桩的桩长。
高压水枪的注水深度等于立柱桩的桩长，即就是金属水管的长度等于立柱桩的桩长，在注水时，边注水高压水枪边竖直向下下管，直到注水深度等于立柱桩的桩长。
每个注水点的注水时间为1~2分钟。
步骤4中进行钻进成孔前，须将地基整平，然后在钻机每次钻进前，采用水平尺核实钻头的垂直度，保证钻杆完全顺直，对准桩位中心，再延导杆下入孔内，钻进成孔。
步骤4中钻进到设计深度后，立即清孔，确保桩底沉渣厚度不大于3cm，且成孔后采用钢卷尺、测杆、测锤检查孔深、成孔直径与垂直度。
本发明的有益效果是：
本发明利用了盐渍土的天然属性，通过在桩孔范围内注水，使得盐分较多的地表易溶盐随水流下渗到成桩范围内外的砂层，待水分蒸发后易溶盐较均匀的分散在地表至成孔深度范围内的砂层，盐分与砂砾的相互作用增加了土层颗粒间的粘聚力，使土体产生板结效应，同时增加了成孔后孔壁的自立性，螺旋回转设备旋挖出桩身范围内板结的砂层，成孔后孔壁稳定性增强，不易塌孔。且通过注水板结性实现护壁效率明显高于常规的泥浆护壁工艺和可周转钢护筒护壁，且中间措施少，工序少，费用低。
本发明通过现场的实际操作，成孔后至立柱桩浇筑完成基本无塌孔现场产生，也证明了注水法在盐渍地带的适用性，注水法螺旋钻进的优点在于在保证有效成孔的同时加快施工速度，施工成本较低，更为环保。
附图说明
图1是本发明适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法的流程图；
图2是本发明适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法中桩位的平面示意图；
图3是本发明适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法中桩位的剖面示意图。
图中，1.桩径，2.挡水坎，3.注水点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其流程如图1所示，具体按照如下步骤实施：
步骤1，立柱桩测量定位，确定立柱桩的桩位；
步骤2，根据步骤1确定的立柱桩的桩位，如图2-3所示，沿立柱桩的桩径1向外延伸20-30厘米修建环形的挡水坎2，挡水坎2顶部高出地表15-25厘米，其作用为防止水溢流出成桩范围，使地表层盐分充分溶解，使成桩范围内水分充分下渗，润透成桩范围内土体；
步骤3，根据步骤1确定的立柱桩的桩位，在立柱桩的桩外径处均匀设置至少四个注水点3，使用高压水枪，高压水枪上连接有金属水管，金属水管的长度不小于立柱桩的桩长，将高压水枪上的金属水管对准注水点的位置进行注水，注水时，边注水高压水枪边竖直向下下金属水管，直到注水深度不小于立柱桩的桩长，注水过程中遇到板结的土体需高压水枪慢冲充分溶解板结处的土体，每个注水点的注水时间为1~2分钟，每个注水点均完成注水后，将环形挡水坎内灌满水确保充分润透孔位范围内地层，过至少一天后执行步骤4；
步骤4，进行钻进成孔前，须将地基整平，采用螺旋钻在立柱桩的桩位进行钻进成孔，然后在钻机每次钻进前，采用水平尺核实钻头的垂直度，保证钻杆完全顺直，对准桩位中心，再延导杆下入孔内，钻进成孔，钻进到设计深度后，立即清孔，确保桩底沉渣厚度不大于3cm，且成孔后采用钢卷尺、测杆、测锤检查孔深、成孔直径与垂直度，确保满足设计及规范要求；
步骤5，将立柱桩吊放在步骤4钻成的立柱桩桩孔内；
步骤6，浇筑桩身混凝土。
实施例2
在实施例1的基础上，注水点3在桩外径处均匀设置有四个。高压水枪的注水深度等于立柱桩的桩长，即就是金属水管的长度等于立柱桩的桩长，在注水时，边注水高压水枪边竖直向下下管，直到注水深度等于立柱桩的桩长。
实施例3
在实施例2的基础上，挡水坎2的横截面为梯形。
实施例4
在实施例2的基础上，本实施例中定日镜基础桩身外径500mm，桩长2.10m，单桩水平承载力特征值为9.5KN，单桩竖向承载力特征值为12KN，单桩弯矩承载力特征值为26KN.M，单桩扭转承载力特征值为8.5KN.M，因此，金属水管的长度为2.10m，即就是注水深度为2.10m；
将本实施例的方案在光热项目中使用，共成桩23731根，成桩数量平均为 140根/天，桩位注水施工平均为 230根/天。
本实施例中采用的设备如下：型号为卡特130的挖改钻孔机1台，型号为福田140的水车一台，高压水枪2个。
本实施例中，沿立柱桩的桩外径1向外延伸20-30厘米修建环形的挡水坎2，挡水坎2高出地表不小于20厘米。
通过比较：
其一：常规的泥浆护壁成孔施工工艺，需要在现场制备泥浆，需根据施工区域，不断开挖用于泥浆循环的泥浆池或可移动的泥浆箱，需投入泥浆泵一台，挖机一台，需采购造浆用膨润土。过程中管理难度大，成孔后废弃的泥浆处理困难，过程中安全管理难度大，不环保，施工工序多，故与注水法护壁工艺相比成孔费用高、施工效率低，不环保。
其二：在厚砂层常规采用可周转的钢护筒护壁工艺，需投入与孔深孔径匹配的可周转使用的钢护筒，1台挖机等插拔钢护筒的机械设备，工序较泥浆护壁简单，费用较高，与注水法护壁工艺相比多了1道插拔钢护筒的工艺，挖机等插拔护筒的设备租赁费用较水车的费用大，故比较下来钢护筒护壁工艺费用较高，成孔效率较低。
注水法工艺充分溶解了地表范围的盐分，使易容水盐充分分布在成孔范围内砂层，干燥后盐分在成孔范围内的地层产生板结效应，使砂砾间的粘聚力增大，增加了成孔后孔壁的自立性、稳定性，螺旋钻进成孔后使孔洞能够长时间保持不坍塌，方便后续施工。
现场实际施工情况反映出注水法螺旋钻进成孔施工工艺在施工过程中能够有效保障成孔质量与施工效率，施工过程中未见明显塌孔现象产生，也足以证明该工艺在厚层粉砂层，盐碱地成孔的有效性，施工方便，同时满足施工进度、经济与环保的要求。
本发明充分利用盐碱地的特性，盐分溶解在地层内使土体产生的板结效应增加砂土颗粒间的粘聚力，使成孔后孔壁不需要增加额外的措施也能保持孔壁的自立性。
Claims (9)
1.适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其特征在于，具体按照如下步骤实施：
步骤1，立柱桩测量定位，确定立柱桩的桩位；
步骤2，根据步骤1确定的立柱桩的桩位，沿立柱桩的桩径（1）向外延伸20-30厘米修建环形的挡水坎（2）；
步骤3，根据步骤1确定的立柱桩的桩位，在立柱桩的桩外径处均匀设置至少四个注水点（3），使用高压水枪对注水点的位置注水，注水时，边注水高压水枪边竖直向下下管，直到注水深度不小于立柱桩的桩长，每个注水点均完成注水后，将环形挡水坎内灌满水，过至少一天后执行步骤4；
步骤4，采用螺旋钻在立柱桩的桩位进行钻进成孔；
步骤5，将立柱桩吊放在步骤4钻成的立柱桩桩孔内；
步骤6，浇筑桩身混凝土。
2.根据权利要求1所述的适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其特征在于，所述步骤2中挡水坎（2）顶部高出地表15-25厘米。
3.根据权利要求2所述的适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其特征在于，所述挡水坎（2）的横截面为梯形。
4.根据权利要求1或2所述的适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其特征在于，所述注水点（3）在桩外径处均匀设置有四个。
5.根据权利要求1或2所述的适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其特征在于，所述高压水枪上连接有金属水管，所述金属水管的长度不小于立柱桩的桩长。
6.根据权利要求5所述的适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其特征在于，所述高压水枪的注水深度等于立柱桩的桩长，即就是金属水管的长度等于立柱桩的桩长，在注水时，边注水高压水枪边竖直向下下管，直到注水深度等于立柱桩的桩长。
7.根据权利要求6所述的适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其特征在于，每个所述注水点的注水时间为1~2分钟。
8.根据权利要求1所述的适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其特征在于，所述步骤4中进行钻进成孔前，须将地基整平，然后在钻机每次钻进前，采用水平尺核实钻头的垂直度，保证钻杆完全顺直，对准桩位中心，再延导杆下入孔内，钻进成孔。
9.根据权利要求8所述的适用于盐碱地带的注水法螺旋钻进成孔施工方法，其特征在于，所述步骤4中钻进到设计深度后，立即清孔，确保桩底沉渣厚度不大于3cm，且成孔后采用钢卷尺、测杆、测锤检查孔深、成孔直径与垂直度。
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