CN208167719U - 岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩装置，解决了若在套筒的外侧存在有不可预见的溶洞时在成桩过程中容易导致断桩现象发生的问题。包括全回转钻机（4）和被全回转钻机（4）压下的套筒（5），不可预见溶洞（7）是与套筒（5）连通，在套筒（5）内部下放有钢筋笼，在钢筋笼中下放有混凝土导管（6），在套筒（5）内底部设置有混凝土浆液层（8），在混凝土浆液层（8）的上方形成有积水层（9），在套筒（5）的顶端口与混凝土浆液层（8）的顶面之间设置有测量吊锤（10），在积水层（9）中设置有水上浮漂（11），水上浮漂（11）上连接有水位测量尺（12）。现场施工操作简单容易，施工质量高。

Description

岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩装置

技术领域

本发明涉及一种灌注桩成桩装置，特别涉及一种在岩溶发育地层中灌注的全套筒成桩装置及成桩方法。

背景技术

在地铁车站基坑施工中，围护结构常采用钻孔灌注桩或地下连续墙等。当地质比较复杂时，地下连续墙无法成槽施工，一般是采用钻孔灌注桩作为基坑的围护结构。当施工中遇到杂填土层、杂填土层下为富水圆砾层，再下为岩溶发育的白云岩层时，进行钻孔灌注桩时，一般采用全套筒成桩的施工工艺进行灌注桩的成桩施工；全套筒成桩的施工工艺是：用全回转钻机，将套筒（钢制套筒，每节长约6米）分节钻进地层中，直至设计深度为止，然后，利用履带吊的定制抓斗，将全套筒内部的土石掏空，在全套筒内下放入钢筋笼后，再将混凝土浇筑导管放入到已下放的钢筋笼中，通过导管灌注水下混凝土。当混凝土在全套筒中灌注到一定高度后，停止灌注混凝土，计算出混凝土顶面上升的高度，根据该高度，通过全回转钻机向上提拉全套筒，向上提拉套管的高度应小于混凝土顶面上升的高度。再次通过导管灌注混凝土到第二段设计高度后，再次计算出混凝土顶面上升的高度，根据该高度，再次通过全回转钻机向上第二次提拉套筒，向上提拉全套管的高度应小于混凝土顶面上升的高度。如此循环，完成整根全套筒灌注桩的成桩，在整个分段灌注混凝土的成桩过程中，要求灌注混凝土的导管下端出浆口不能脱离已灌筑的混凝土液面，否则，容易造成断桩现象。在岩溶发育地层中，进行以上所述的全套筒灌注桩的施工时，向上提拉套管所依据的提拉高度，是根据桩孔的直径和灌注的混凝土量理论计算得到的；在提拉套筒前，要通过人工在套筒内下放混凝土顶面测量吊锤，测得套筒内实际的混凝土顶面上升高度；若实测的混凝土顶面上升高度与理论计算所得的混凝土顶面上升高度基本一致时，才会进行提拉套筒的动作，即，通过全回转钻机将套筒的底端向上提拉一定的高度。在实践上述操作时，全回转钻机将套筒的底端向上提拉一定的高度过程中，若在套筒的外侧存在有不可预见的溶洞时，就会导致全套筒中所灌注的混凝土流入到不可预见的溶洞中，使全套筒内的混凝土实际顶面迅速下降到低于套筒底端口，直接造成混凝土导管的下端出浆口脱离已灌筑的混凝土液面，在接下来的灌桩过程中，致使混凝土灌注不连续，出现断桩现象。

发明内容

本发明提供了一种岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩装置及成桩方法，解决了若在套筒的外侧存在有不可预见的溶洞时在成桩过程中容易导致断桩现象发生的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩装置，包括全回转钻机和被全回转钻机压下的套筒，在套筒的外侧从上到下依次设置有杂填土层、富水圆砾层和白云岩层，在白云岩层中设置有不可预见溶洞，不可预见溶洞是与套筒连通在一起的，在套筒内部下放有钢筋笼，在钢筋笼中下放有混凝土导管，在套筒内底部设置有混凝土浆液层，在混凝土浆液层的上方形成有积水层，在套筒的顶端口与混凝土浆液层的顶面之间设置有测量吊锤，在积水层中设置有水上浮漂，水上浮漂上连接有水位测量尺，水位测量尺的顶端设置在套筒的顶口上方位置处。

不可预见溶洞是设置在套筒的外侧的。

一种岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩方法，包括以下步骤：

第一步、将全回转钻机就位在经过测量定位的全套筒钻孔咬合桩的桩位上，用全回转钻机将套筒分节压入地层中，直至达到设计深度为止，利用履带吊的定制抓斗，将全套筒内部的土石掏空，并在套筒内部下放入钢筋笼；

第二步、将混凝土导管放入到已下放入筒的钢筋笼中，使混凝土导管的导管下端出浆口设置在全套筒内的底端位置处，通过混凝土导管向套筒内灌注水下混凝土，当灌注一定量的混凝土后，停止混凝土的灌注，在套筒内的底部形成了已灌注的混凝土浆液层，在混凝土浆液层的上方形成有积水层；

第三步、将测量吊锤下方到套筒中的混凝土浆液层的顶面上，实现对套筒中的混凝土上升高度的测量；再将水上浮漂下放到积水层中，在水上浮漂上连接有水位测量尺，水位测量尺的顶端设置在套筒的顶口上方位置处；

第四步、将通过测量吊锤实测到的套筒中混凝土浆液层的顶面上升的高度与在套筒中灌注混凝土后理论计算出的混凝土顶面上升的高度进行比较，两数据基本一致后，通过全回转钻机向上提拉套筒，向上提拉套筒的高度应小于混凝土顶面上升的高度，在提拉的过程中，观查水位测量尺的下降情况，若水位测量尺无明显的下降，则继续提拉套筒到预定高度，若水位测量尺出现明显下降，说明在套筒的提拉过程中，在套筒外侧存在不可预见的溶洞，则立刻停止提拉套筒；

第五步、通过混凝土导管向套筒内再次灌注混凝土，直至水位测量尺不再出现下降情况时，停止混凝土的灌注，即，不可预见的溶洞已被混凝土灌注满；

第六步、重复第三步到第四步的施工步骤，如此循环操作，完成整根全套筒灌注桩的成桩。

本发明解决了在套筒的外侧存在有不可预见的溶洞时在成桩过程中容易导致断桩现象发生的，现场施工操作简单容易，施工质量高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩装置，包括全回转钻机4和被全回转钻机4压下的套筒5，套筒5是钢制的，每节长为6米，在套筒5的外侧从上到下依次设置有杂填土层3、富水圆砾层2和白云岩层1，由于存在富水圆砾层2，采用常规的钻孔桩会容易发生塌孔现象，因此采用全套筒成桩方法；在白云岩层1中容易形成溶洞，特别是不可预见的溶洞，当不可预见溶洞7与套筒5连通在一起时，也就是说在下压套筒5的过程中，下压套筒5通过了不可预见溶洞或发生了与不可预见溶洞连通的现象，但地面操作人员却无法知晓，地面操作人员按常规操作程序进行灌注混凝土操作，就会导致混凝土导管的下端出浆口脱离已灌筑的混凝土液面，在接下来的灌桩过程中，致使混凝土灌注不连续，出现断桩现象；在套筒5内部下放有钢筋笼，在钢筋笼中下放有混凝土导管6，在套筒5内底部设置有混凝土浆液层8，在混凝土浆液层8的上方形成有积水层9，在套筒5的顶端口与混凝土浆液层8的顶面之间设置有测量吊锤10，在积水层9中设置有水上浮漂11，水上浮漂11上连接有水位测量尺12，水位测量尺12的顶端设置在套筒5的顶口上方位置处。

不可预见溶洞7是设置在套筒5的外侧的。

一种岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩方法，包括以下步骤：

第一步、将全回转钻机4就位在经过测量定位的全套筒钻孔咬合桩的桩位上，用全回转钻机4将套筒5分节压入地层中，直至达到设计深度为止，利用履带吊的定制抓斗，将全套筒内部的土石掏空，并在套筒内部下放入钢筋笼；

第二步、将混凝土导管6放入到已下放入筒的钢筋笼中，使混凝土导管6的导管下端出浆口设置在全套筒内的底端位置处，通过混凝土导管6向套筒5内灌注水下混凝土，当灌注一定量的混凝土后，停止混凝土的灌注，在套筒5内的底部形成了已灌注的混凝土浆液层8，在混凝土浆液层8的上方形成有积水层9；

第三步、将测量吊锤10下方到套筒5中的混凝土浆液层8的顶面上，实现对套筒5中的混凝土上升高度的测量；再将水上浮漂11下放到积水层9中，在水上浮漂11上连接有水位测量尺12，水位测量尺12的顶端设置在套筒5的顶口上方位置处；

第四步、将通过测量吊锤10实测到的套筒中混凝土浆液层8的顶面上升的高度与在套筒5中灌注混凝土后理论计算出的混凝土顶面上升的高度进行比较，两数据基本一致后，通过全回转钻机4向上提拉套筒5，向上提拉套筒5的高度应小于混凝土顶面上升的高度，在提拉的过程中，观查水位测量尺12的下降情况，若水位测量尺12无明显的下降，则继续提拉套筒5到预定高度，若水位测量尺12出现明显下降，说明在套筒5的提拉过程中，在套筒5外侧存在不可预见的溶洞7，则立刻停止提拉套筒5；

第五步、通过混凝土导管6向套筒5内再次灌注混凝土，直至水位测量尺12不再出现下降情况时，停止混凝土的灌注，即，不可预见的溶洞7已被混凝土灌注满；

第六步、重复第三步到第四步的施工步骤，如此循环操作，完成整根全套筒灌注桩的成桩。

本发明通过对水位测量尺12有无明显的下降的观测，使地面操作人员能及时发现遇到了不可预见的溶洞7，及时停止套筒5的提拉，防止了混凝土导管6的下端出浆口脱离已灌筑的混凝土液面现象的发生，避免出现混凝土灌注中断桩现象的发生。

Claims (2)

1.一种岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩装置，包括全回转钻机（4）和被全回转钻机（4）压下的套筒（5），在套筒（5）的外侧从上到下依次设置有杂填土层（3）、富水圆砾层（2）和白云岩层（1），在白云岩层（1）中设置有不可预见溶洞（7），不可预见溶洞（7）是与套筒（5）连通在一起的，在套筒（5）内部下放有钢筋笼，在钢筋笼中下放有混凝土导管（6），其特征在于，在套筒（5）内底部设置有混凝土浆液层（8），在混凝土浆液层（8）的上方形成有积水层（9），在套筒（5）的顶端口与混凝土浆液层（8）的顶面之间设置有测量吊锤（10），在积水层（9）中设置有水上浮漂（11），水上浮漂（11）上连接有水位测量尺（12），水位测量尺（12）的顶端设置在套筒（5）的顶口上方位置处。

2.根据权利要求1所述的一种岩溶发育地层可防止断桩的全套筒成桩装置，其特征在于，不可预见溶洞（7）是设置在套筒（5）的外侧的。