CN105239563B - 一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构及施工方法，所述灌注桩结构包括设置于地坪内的孔桩本体，孔桩本体由混凝土及设置于混凝土内的钢筋笼组成，钢筋笼包括均匀分布成圆柱形的主筋，在主筋的外侧和内侧分别设置有箍筋和加强箍，钢筋笼沿圆周方向均匀布置有若干注浆管；所述施工方法步骤包括(1)清理及平整场地；(2)测量放线及埋设桩位；(3)钻机就位钻进表层并埋设钢护筒；(4)复核桩中心线；(5)桩孔钻进；(6)持力层及成孔检查；(7)清孔；(8)注浆管制作及安装；(10)安装混凝土浇筑导管；(11)混凝土浇筑；(12)清水劈通注浆管；(13)注浆。采用本发明所述的结构及方法，提高了桩端嵌岩段侧摩阻力。

Description

一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构及施工方法

技术领域

本发明属于旋挖钻机械成孔灌注桩技术领域，具体是涉及一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构及施工方法。

背景技术

常规旋挖钻机成孔灌注桩具有施工速度快、操作灵活方便等优点，受到越来越多的施工单位青睐成孔。目前旋挖钻机械成孔有两种方式：

第一种是泥浆护壁成孔，泥浆在桩基施工的主要作用是护壁和悬浮泥渣，可实现孔桩混凝土浇筑前的二次清孔；

第二种是在地质条件较好，土层较为稳定的条件下采用干法成孔；

上述两种成孔方式在实施过程中，只有当混凝土灌注桩孔桩出现下列情况时，才采用后注浆技术实施桩基处理：

(1)、经检测发现沉渣过厚等质量问题，采用在已经浇筑混凝土的桩内钻孔进行注浆，对桩端沉渣进行固结处理；

(2)、桩基承载能力不能满足设计要求，在桩内预埋注浆管注浆；

(3)、现场不能实施较大直径的旋挖钻成孔灌注桩，在桩内预埋注浆管注浆。

现有的灌注桩结构多种多样，例如，公开号为CN103850251A的中国专利公开了一种机械钻孔灌注桩，属于机械钻孔灌注桩荷载箱的埋设技术领域。它包括一荷载箱，上段钢筋笼与下段钢筋笼分别与荷载箱的上端和下端连接，在上段钢筋笼与荷载箱之间焊接有导向筋；在所述上段钢筋笼与下段钢筋笼的外缘设置有钢筋笼外箍筋，在所述下段钢筋笼的下端设置有环形板。下段钢筋笼底端加焊环形板，可使钢筋笼与荷载箱在埋设时尽量保持在桩孔中心处，在后期检测过程中不会造成两根下位移杆数据偏差过大。但是，现有旋挖钻机成孔灌注桩质量可靠性低，特别是在地质条件复杂的情况下，桩端沉渣厚度难控制，严重影响端承桩的承载能力，给工程带来极大安全隐患，严重制约旋挖钻机械成孔灌注桩的应用情景。

采用上述灌注桩及其施工技术，在实际应用中，主要存在如下不足：

(1)、旋挖钻机泥浆护壁成孔灌注桩，在成孔过程中需要制备泥浆和泥浆处理，存在一定程度上的环境污染问题。由于泥浆制备，就必须存在泥浆池、泥浆制备材料和泥浆泵等设施、设备，施工成本高。同时也会存在因泥浆浓度、清孔不彻底等原因，孔底沉渣厚度超标的现象时有发生，严重桩基承载能力；

(2)、旋挖钻干法成孔，只能在终孔后和钢筋笼吊装前进行清孔，钢筋笼吊装就位后，就无法实现二次清孔。一旦在钢筋笼吊装、混凝土导管安装过程中，发生孔壁掉渣就会增加孔底沉渣，导致成渣厚度超标；

(3)、经检测发现桩底沉渣过厚等质量问题时，再在桩内钻孔注浆，是一种补救加固方式，成本高、施工工期长。也存在桩内钻孔时因垂直度控制不好存在穿孔或偏移，影响注浆加固效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构及施工方法。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构，包括设置于地坪内的孔桩本体，所述孔桩本体由混凝土及设置于混凝土内的钢筋笼组成，所述钢筋笼包括均匀分布成圆柱形的主筋，在主筋的外侧和内侧分别设置有箍筋和加强箍，所述钢筋笼沿圆周方向均匀布置有若干注浆管；所述孔桩本体下部位于岩层下方为侧壁注浆段，并在侧壁注浆段底部设置有沉渣固结段；所述注浆管由钢管段及位于钢管段下部的花管段组成，且钢管段上部设置成带丝扣的接头。

所述钢管段上部设置有三通阀，并在三通阀上设置有球阀A，同时在钢管段上位于三通阀上方还设置有球阀B。

所述注浆管采用DN25的无缝钢管，管壁厚度为3mm，当注浆管兼超声波检测管时为DN25的无缝钢管，管壁厚度为3mm，使用机械连接。

所述花管段为在注浆管下部分加工若干出浆孔形成，且花管段的长度为孔桩本体嵌入岩层内的长度，出浆孔的孔径为6～8mm，并在花管段上成梅花形均匀布置，出浆孔在花管段上的竖向布置间距为50mm。

所述出浆孔用图钉封闭包扎，出浆孔外用胶带缠绕。

所述注浆管的数量为3～5根。

一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构的施工方法：包括如下方法步骤：

(1)清理及平整场地：将场地进行清理平整、夯实，适宜起重吊车、混凝土罐车出入施工现场，桩孔周边的平整度和压实度须满足旋挖钻机的钻孔作业要求；

(2)测量放线及埋设桩位：采用测量仪器测量地面标高，根据施工需要定出施工平台标高，并测量定出桩基中心位置，设置十字护桩；

(3)钻机就位钻进表层并埋设钢护筒：具体操作方法如下：

A、确定钻机位置，并在钻机位置四周洒白灰线标记；

B、标记位置，定位，将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动；

C、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心，通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定；

D、开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为400～500mm，当孔深满足护筒安装深度时，停止钻进安装钢护筒；

(4)复核桩中心线：当钢护筒就位后，用场内测量控制桩复核须复核桩中心坐标，同时对护桩进行复核，检查其是否被位移；

(5)桩孔钻进：通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定；钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40～50cm，确认地下是否为不利地层，进尺5米后如钻进正常，加大进尺，每次控制在70～90cm；

(6)持力层及成孔检查：钻孔孔底达到设计要求的持力层标高时，由地勘人员对持力层进行现场确认；经确认持力层满足设计要求后，进行嵌岩钻进，当孔底标高满足嵌岩深度时，对持力层、孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度进行检查；

(7)清孔：孔底清理紧接终孔检查后进行，持力层及成孔检查验收合格后，将钻头换成清孔器，在原深处进行空转清土，转速为10转/分钟，然后停止转动，提起钻杆，提钻时不得回转钻杆；

(8)注浆管制作及安装；

(9)钢筋笼吊装就位：在钢筋笼吊装前，复核钢筋笼的规格尺寸、钢筋规格及数量和注浆管的安装是否可靠；在吊车安放钢筋笼时，每节钢筋笼保证有三个吊点，且吊车大小钩配合使用将钢筋笼吊起；钢筋笼在入孔前应对中，保证钢筋笼的中心与桩孔中心一致；

(10)安装混凝土浇筑导管；

(11)混凝土浇筑；

(12)清水劈通注浆管：混凝土终凝后对注浆管做清水劈通，除起到检查设备及***的密封性与完好率外，在桩底注浆中还有两个重要作用：一是疏通注浆通道；二是将沉渣及泥层中的细粒部分压至注浆范围内；清水劈通压水量一般控制在0.2～0.6m3，压水时间为2～3分钟，以压通为准，即压通后泵压会明显下降；

(13)注浆：

A、注浆前压水试验，注浆前必须先进行压水试验，以确认注浆管是否重新堵塞，确定注浆初压力；

B、后注浆作业起始时间、顺序和速率应满足下列要求：

a、注浆作业时混凝土强度大于设计值的80％，注浆前进行超声波检测；

b、注浆作业与成孔作业点的距离宜为8～10m；

c、对同一根桩的各注浆管依次实施等量注浆；

d、对于桩群注浆宜先***、后内部；

C、注浆参数应满足下列要求：

a、注浆采用PO 42.5级普通硅酸盐水泥配制的浆液，水灰比取0.5～0.6，注浆时先稀浆后浓浆；

b、注浆压力达到要求的终压，并保持终压为10min～15min，终压力为初压力的2倍～3倍；注浆结束后，注浆管端部应采取机械封堵闭浆，闭浆时间一般至少应保持24h～48h才能撤离，以防地下水对浆液的局部稀释，造成浆液固结强度的降低；

c、注浆流量不宜超过75L/min；

d、如出现注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围孔串浆，应更改为间歇注浆，间歇时间宜为30～60min，或调低浆液水灰比；

e、开始注浆时，注浆压力会偏高，观察压力表和浆液的注入情况，并做好记录；如果出现压力偏高、不足或桩侧溢浆，应该根据规范采取措施；

D、注浆后的养护时间为7d。

所述步骤(8)注浆管制作及安装步骤如下：

(1)制作注浆：

A、将注浆管分为钢管段、花管段及上部带丝扣的接头进行加工制作；

B、将注浆管下部加工成花管段，花管段的长度为桩端嵌岩的长度，出浆孔孔径为6～8mm，孔眼竖向间距50mm，梅花形均匀布置，出浆孔用图钉封闭包扎，出浆孔外用胶带缠绕；

(2)安装注浆管：沿钢筋笼3圆周方向均匀布置3～5根钢管作为注浆管；注浆管与钢筋笼加强筋绑扎连接，注浆管顶部高出地面60cm。

所述步骤(10)中混凝土浇筑导管的安装方法步骤如下：

A、根据孔深准备足够的混凝土浇筑导管，导管标准长度为2000mm，直径为300mm；当桩径小于800mm时，应选用直径为200mm的混凝土导管；

B、混凝土浇筑导管在使用前，应进行试拼及气密性试验，备有充足的顶丝及胶圈，导管应顺直、密封不漏水；

C、当孔内有水无法排干时，使用隔水球进行处理；

D、确定混凝土浇筑导管距孔底距离：当桩径小于1500mm时，混凝土浇筑导管距孔底距离为300～500mm，当桩径大于等于1500mm时，混凝土浇筑导管距孔底距离为200～300mm。

所述步骤(11)中混凝土浇筑包括如下方法步骤：

A、通过试验确定混凝土配合比，混凝土的坍落度为160～200mm；浇注混凝土的数量由现场技术人员作记录，随时测量并记录混凝土浇筑导管埋置深度和混凝土的表面高度；

B、首批混凝土应连续将砼送入储料斗，当桩径≤1500mm时，储料斗容积为2.5～3m³，当桩径≤2000mm时，储料斗容积为4～4.5m³，待料斗装满混凝土后一次性投入桩孔内；

C、连续灌注混凝土，并控制提拔混凝土浇筑导管速度；

D、砼运送至灌注地点时，对每一车混凝土的均匀性、坍落度进行检测，符合要求后进行砼灌注；

E、在灌注过程中，用测深锤测井孔内混凝土面位置，及时调整混凝土浇筑导管埋深，混凝土浇筑导管埋深控制在2～6m范围内；

F、混凝土灌注标高应高出设计标高500～1000mm。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明所述的后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构不但桩端沉渣能得到有效固结，而且桩端嵌岩段侧摩阻力高，桩的承载力较现有旋挖钻机成孔灌注桩高，具有广阔的应用前景。由于桩基具有较高的承载能力，在满足建筑物(构筑物)对桩基所需求承载能力的条件下，可以减小桩径降低工程造价。另外由于本产品采用干法成孔，减少了泥浆制备和处理，会降低工程成本，减少环境污染。

本发明通过采用干法成孔，成孔过程中无需泥浆护壁，采用专用清孔器清孔，在钢筋笼中布置注浆管，混凝土浇筑后在桩端注浆以固结沉渣，提高了桩端嵌岩段侧摩阻力。

附图说明

图1为本发明所述施工方法的工艺流程图；

图2为本发明所述孔桩的平面布置意图；

图3为图2的A-A向视图；

图4为本发明所述灌注桩的透视图；

图5为本发明中注浆管在钢筋笼中的平面布置图；

图6为本发明中钢筋笼的透视图；

图7为本发明中注浆管花管部分放大结构示意图；

图8为本发明中注浆管管件头部放大结构示意图。

图中：1-孔桩本体，2-混凝土，3-钢筋笼，4-注浆管，5-地坪，6-岩层，7-侧壁注浆段，8-沉渣固结段，31-主筋，32-箍筋，33加强箍，41-钢管段，43-花管段，411-三通阀，412-球阀A，413-球阀B。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图7所示，本发明所述的一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构，包括设置于地坪5内的孔桩本体1，所述孔桩本体1由混凝土2及设置于混凝土2内的钢筋笼3组成，所述钢筋笼3包括均匀分布成圆柱形的主筋31，在主筋31的外侧和内侧分别设置有箍筋32和加强箍33，所述钢筋笼3沿圆周方向均匀布置有若干注浆管4。该技术方案通过在钢筋笼3中布置注浆管4，混凝土浇筑后在桩端注浆以固结沉渣，提高桩端嵌岩段侧摩阻力；所述孔桩本体1下部位于岩层6下方为侧壁注浆段7，并在侧壁注浆段7底部设置有沉渣固结段8；所述注浆管4由钢管段41及位于钢管段41下部的花管段42组成，且钢管段41上部设置成带丝扣的接头。

所述钢管段41上部设置有三通阀411，并在三通阀411上设置有球阀A412，同时在钢管段41上位于三通阀411上方还设置有球阀B413。

为保证注浆管连接强度，所述注浆管4采用DN25的无缝钢管，管壁厚度为3mm。如后注浆管兼声测管时采用DN50无缝钢管，管壁厚度为3mm。管路连接时螺丝处缠止水胶带，并牢固拧紧，注浆管4在安装前须注水试压，以检查管路是否渗漏。

所述花管段42为在注浆管4下部分加工若干出浆孔形成，且花管段42的长度为孔桩本体1嵌入岩层6内的长度，出浆孔的孔径为6～8mm，并在花管段42上成梅花形均匀布置，出浆孔在花管段42上的竖向布置间距为50mm。

所述出浆孔用图钉封闭包扎，出浆孔外用胶带缠绕。所述花管段42底端设置有堵丝封堵。

所述注浆管4的数量为3～5根。所述注浆管4的数量与孔桩的直径有关；当桩径≤1600mm时，布置3根；当1600mm＜桩径≤2000mm时，布置4根；当2000mm＜桩径≤2800mm，布置5根。如声测管兼注浆管时，注浆管采用DN50钢管，顶部使用DN50变DN25管箍连接注浆阀，注浆管4与钢筋笼3加强筋绑扎连接，注浆管4顶部高出地面60cm，以利于注浆施工。

如图4、图5所示，所述注浆管4绑扎于加劲箍33外侧，并与箍筋32绑扎。钢筋笼3的所以主筋31底部应齐平。注浆管4安装时还必须保证花管段42端部与桩底端齐平，最好能比桩底稍低10～20mm。

下面结合图1至图8进一步详细说明本发明的施工方法步骤如下：

(1)清理及平整场地：将场地进行清理平整、夯实，适宜起重吊车、混凝土罐车出入施工现场，桩孔周边的平整度和压实度还须满足旋挖钻机的钻孔作业要求；同时施工现场的水、电、路三通，达到施工要求；

(2)测量放线及埋设桩位：采用测量仪器测量地面标高，根据施工需要定出施工平台标高，并测量定出桩基中心位置，设置十字护桩；具体操作方法如下开工前对图纸提供的所有桩基坐标进行复合，测量仪器应按规定进行检验合格后使用；测量其地面标高，根据施工需要定出施工平台标高；准确测量定出桩基中心位置，并设置十字护桩；

(3)钻机就位钻进表层并埋设钢护筒：具体操作方法如下：

A、确定钻机位置，并在钻机位置四周洒白灰线标记；

B、标记位置，定位，将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动；

C、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心，通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定；

D、开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为400～500mm，当孔深满足护筒安装深度时，停止钻进安装钢护筒；

在本技术方案中，钢护筒长度为2000～6000mm，壁厚为10～12mm厚的钢板制作，钢护筒的内径比桩径大200mm，埋置高出施工地面不小于300mm。

(4)复核桩中心线：当钢护筒就位后，用场内测量控制桩复核须复核桩中心坐标，同时对护桩进行复核，检查其是否被位移；

(5)桩孔钻进：通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定；钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40～50cm，确认地下是否为不利地层，进尺5米后如钻进正常，可适当加大进尺，每次控制在70～90cm；

(6)持力层及成孔检查：钻孔孔底达到设计要求的持力层标高时，由地勘人员对持力层进行现场确认；经确认持力层满足设计要求后，进行嵌岩钻进，当孔底标高满足嵌岩深度(或桩底设计深度)时，施工单位、监理(建设)单位、勘察设计单位对持力层、孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔器等；

(7)清孔：孔底清理紧接终孔检查后进行，持力层及成孔检查验收合格后，将钻头换成清孔器，在原深处进行空转清土，转速为10转/分钟，然后停止转动，提起钻杆，提钻时不得回转钻杆；采用锤球或沉渣检测仪对沉渣厚度进行检测，沉渣厚度检测合格后，立即用测绳检测孔深。

(8)注浆管制作及安装：其操作步骤如下：

制作注浆：

A、将注浆管4分为钢管段41、花管段42及上部带丝扣的接头进行加工制作；

为保证注浆管连接强度，注浆管4采用DN25无缝钢管，管壁厚度为3mm，使用机械连接；如后注浆管兼声测管时采用DN50无缝钢管，管壁厚度为3mm；管路连接时螺丝处缠止水胶带，并牢固拧紧，注浆管在安装前须注水试压，以检查管路是否渗漏；

B、将注浆管4下部加工成花管段42，花管段42的长度为桩端嵌岩6的长度，出浆孔孔径为6～8mm，孔眼竖向间距50mm，梅花形均匀布置，出浆孔用图钉封闭包扎，出浆孔外用胶带缠绕；

安装注浆管：沿钢筋笼3圆周方向均匀布置3～5根钢管作为注浆管4；

注浆管4的布置根数根据孔桩的直径确定，当桩径≤1600mm时，布置3根；当1600mm＜桩径≤2000mm时，布置4根；当2000mm＜桩径≤2800mm，布置5根。如声测管兼注浆管时，注浆管采用φ50钢管，顶部使用DN50变DN25管箍连接注浆阀，注浆管4与钢筋笼3加强筋绑扎连接，注浆管4顶部高出地面60cm，以利于注浆施工。

注浆管4绑扎于加劲箍33外侧，并与箍筋32绑扎，主筋31底部应齐平。注浆管4安装时还必须保证花管段42端部与桩底端齐平，最好能比桩底稍低10～20mm。

(9)钢筋笼吊装就位：在钢筋笼吊装前，复核钢筋笼的规格尺寸、钢筋规格及数量和注浆管的安装是否可靠；为避免钢筋笼起吊过程中局部受力发生变形；在吊车安放钢筋笼时，每节钢筋笼保证有三个吊点，且吊车大小钩配合使用将钢筋笼吊起；钢筋笼在入孔前应对中，保证钢筋笼的中心与桩孔中心一致，在下放过程中要保证钢筋笼垂直、缓慢下放，避免碰挂孔壁掉渣而增加沉渣；钢筋笼的焊接在孔口进行，采用搭接焊，确保其上、下两段成一直线。如图1所示，钢筋笼制作好后，将制作好的注浆管绑扎安装在钢筋笼上，让后将安装有注浆管的钢筋笼一起吊装就位。

(10)安装混凝土浇筑导管：其具体方法步骤如下：

A、根据孔深准备足够的混凝土浇筑导管，导管标准长度为2000mm，直径为300mm；当桩径小于800mm时，应选用直径为200mm的混凝土导管；

B、混凝土浇筑导管在使用前，应进行试拼及气密性试验，备有充足的顶丝及胶圈，导管应顺直、密封不漏水；

C、当孔内有水无法排干时，使用隔水球进行处理，隔水球应有良好隔水性能，并应保证顺利排出；

D、确定混凝土浇筑导管距孔底距离：当桩径小于1500mm时，混凝土浇筑导管距孔底距离为300～500mm，当桩径大于等于1500mm时，混凝土浇筑导管距孔底距离为200～300mm；凝土浇筑导管安装时，应有专人检查，每节导管应用专用工具拧紧，节中口严密、牢固拆卸方便。

(11)混凝土浇筑：

A、通过试验确定混凝土配合比，由有资质的检测试验单位提供，须具有良好的和易性，混凝土的坍落度宜为160～200mm；浇注混凝土的数量由现场技术人员作记录，随时测量并记录混凝土浇筑导管埋置深度和混凝土的表面高度；

B、首批混凝土应连续将砼送入储料斗，当桩径≤1500mm时，储料斗容积为2.5～3m³，当桩径≤2000mm时，储料斗容积为4～4.5m³，待料斗装满混凝土后一次性投入桩孔内，以保证导管在混凝土中有一定的埋置长度；

C、连续灌注混凝土，并控制提拔混凝土浇筑导管速度，严禁将混凝土浇筑导管提出混凝土面。

D、砼运送至灌注地点时，由现场技术员对每一车混凝土的均匀性、坍落度进行检测，符合要求后进行砼灌注；

E、在灌注过程中，用测深锤测井孔内混凝土面位置，及时调整混凝土浇筑导管埋深，混凝土浇筑导管埋深控制在2～6m范围内；

F、混凝土灌注标高应高出设计标高500～1000mm；高出部分在开挖完承台基坑后凿除，凿除时防止损坏桩身；

(12)清水劈通注浆管：混凝土终凝后对注浆管做清水劈通，除起到检查设备及***的密封性与完好率外，在桩底注浆中还有两个重要作用：一是疏通注浆通道；二是将沉渣及泥层中的细粒部分压至注浆范围内；清水劈通压水量一般控制在0.2～0.6m3，压水时间为2～3分钟，以压通为准，即压通后泵压会明显下降；

(13)注浆：如图1所示，待注浆管上部的球阀、三通阀及管线布置好后，连接上注浆泵，搅拌机安装就位后进行注浆，其操作方法步骤如下：

A、注浆前压水试验，注浆前必须先进行压水试验，以确认注浆管是否重新堵塞，确定注浆初压力；

B、后注浆作业起始时间、顺序和速率应满足下列要求：

a、注浆作业时混凝土强度达到设计值的70％，注浆前进行超声波检测；

b、注浆作业与成孔作业点的距离宜为8～10m；

c、对同一根桩的各注浆管依次实施等量注浆；

d、对于桩群注浆宜先***、后内部；

C、注浆参数应满足下列要求：

a、注浆采用PO 42.5级普通硅酸盐水泥配制的浆液，水灰比取0.5～0.6，注浆时先稀浆后浓浆；

b、注浆压力达到要求的终压，并保持终压为10min～15min，终压力为初压力的2倍～3倍；注浆结束后，注浆管端部应采取机械封堵闭浆，闭浆时间一般至少应保持24h～48h才能撤离，以防地下水对浆液的局部稀释，造成浆液固结强度的降低；

c、注浆流量不宜超过75L/min；

d、如出现注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围孔串浆，应更改为间歇注浆，间歇时间宜为30～60min，或调低浆液水灰比；

e、开始注浆时，注浆压力会偏高，观察压力表和浆液的注入情况，并做好记录；如果出现压力偏高、不足或桩侧溢浆，应该根据规范采取措施；

D、注浆后的养护时间为7d。

采用上述技术方案，不但桩端沉渣能得到有效地固结，而且桩端嵌岩段侧摩阻力会有大幅度提高，进而承载力较常规旋挖钻机成孔灌注桩有大幅的提高，提高了灌注桩的性价比；

由于桩基承载能力的提高，在满足建筑物(构筑物)对桩基所需求承载能力的条件下，可以减小桩径降低工程造价；

由于采用干法成孔，减少了泥浆制备和处理，会降低工程成本，减少环境污染；

桩端沉渣能有效地固结，而且提高桩端嵌岩段侧摩阻力，能使旋挖钻机成孔灌注桩成桩质量有保证，进而能进一步拓展旋挖钻机成孔灌注桩的应用前景。

Claims (4)

1.一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构的施工方法，包括设置于地坪(5)内的孔桩本体(1)，其特征在于：所述孔桩本体(1)由混凝土(2)及设置于混凝土(2)内的钢筋笼(3)组成，所述钢筋笼(3)包括均匀分布成圆柱形的主筋(31)，在主筋(31)的外侧和内侧分别设置有箍筋(32)和加强箍(33)，所述钢筋笼(3)沿圆周方向均匀布置有若干注浆管(4)；所述孔桩本体(1)下部位于岩层(6)下方为侧壁注浆段(7)，并在侧壁注浆段(7)底部设置有沉渣固结段(8)；所述注浆管(4)由钢管段(41)及位于钢管段(41)下部的花管段(42)组成，且钢管段(41)上部设置成带丝扣的接头；所述花管段(42)为在注浆管(4)下部分加工若干出浆孔形成，且花管段(42)的长度为孔桩本体(1)嵌入岩层(6)内的长度，出浆孔的孔径为6～8mm，并在花管段(42)上成梅花形均匀布置，出浆孔在花管段(42)上的竖向布置间距为50mm；所述出浆孔用图钉封闭包扎，出浆孔外用胶带缠绕；所述钢管段(41)上部设置有三通阀(411)，并在三通阀(411)上设置有球阀A(412)，同时在钢管段(41)上位于三通阀(411)上方还设置有球阀B(413)；所述注浆管(4)采用DN25的无缝钢管，管壁厚度为3mm，当注浆管兼超声波检测管时为DN50的无缝钢管，管壁厚度为3mm，使用机械连接；所述注浆管4的数量为3～5根；所述的施工方法步骤如下：

(1)清理及平整场地：将场地进行清理平整、夯实，适宜起重吊车、混凝土罐车出入施工现场，桩孔周边的平整度和压实度须满足旋挖钻机的钻孔作业要求；

(2)测量放线及埋设桩位：采用测量仪器测量地面标高，根据施工需要定出施工平台标高，并测量定出桩基中心位置，设置十字护桩；

(3)钻机就位钻进表层并埋设钢护筒：具体操作方法如下：

A、确定钻机位置，并在钻机位置四周洒白灰线标记；

B、标记位置，定位，将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动；

C、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心，通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定；

D、开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为400～500mm，当孔深满足护筒安装深度时，停止钻进安装钢护筒；

(4)复核桩中心线：当钢护筒就位后，用场内测量控制桩复核须复核桩中心坐标，同时对护桩进行复核，检查其是否被位移；

(5)桩孔钻进：通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定；钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40～50cm，确认地下是否为不利地层，进尺5米后如钻进正常，加大进尺，每次控制在70～90cm；

(6)持力层及成孔检查：钻孔孔底达到设计要求的持力层标高时，由地勘人员对持力层进行现场确认；经确认持力层满足设计要求后，进行嵌岩钻进，当孔底标高满足嵌岩深度时，对持力层、孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度进行检查；

(7)清孔：孔底清理紧接终孔检查后进行，持力层及成孔检查验收合格后，将钻头换成专用清孔器，在原深处进行空转清土，转速为10转/分钟，然后停止转动，提起钻杆，提钻时不得回转钻杆；

(8)注浆管制作及安装；

(9)钢筋笼吊装就位：在钢筋笼吊装前，复核钢筋笼的规格尺寸、钢筋规格及数量和注浆管的安装是否可靠；在吊车安放钢筋笼时，每节钢筋笼保证有三个吊点，且吊车大小钩配合使用将钢筋笼吊起；钢筋笼在入孔前应对中，保证钢筋笼的中心与桩孔中心一致；

(10)安装混凝土浇筑导管；

(11)混凝土浇筑：

(12)清水劈通注浆管：混凝土终凝后对注浆管做清水劈通，除起到检查设备及***的密封性与完好率外，在桩底注浆中还有两个重要作用：一是疏通注浆通道；二是将沉渣及泥层中的细粒部分压至注浆范围内；清水劈通压水量一般控制在0.2～0.6m3，压水时间为2～3分钟，以压通为准，即压通后泵压会明显下降；

(13)注浆：

A、注浆前压水试验，注浆前必须先进行压水试验，以确认注浆管是否重新堵塞，确定注浆初压力；

B、后注浆作业起始时间、顺序和速率应满足下列要求：

a、注浆作业时混凝土强度大于设计值的80％，注浆前进行超声波检测；

b、注浆作业与成孔作业点的距离宜为8～10m；

c、对同一根桩的各注浆管依次实施等量注浆；

d、对于桩群注浆宜先***、后内部；

C、注浆参数应满足下列要求：

a、注浆采用PO 42.5级普通硅酸盐水泥配制的浆液，水灰比取0.5～0.6，注浆时先稀浆后浓浆；

b、注浆压力达到要求的终压，并保持终压为10min～15min，终压力为初压力的2倍～3倍；注浆结束后，注浆管端部应采取机械封堵闭浆，闭浆时间一般至少应保持24h～48h才能撤离，以防地下水对浆液的局部稀释，造成浆液固结强度的降低；

c、注浆流量不宜超过75L/min；

d、如出现注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围孔串浆，应更改为间歇注浆，间歇时间宜为30～60min，或调低浆液水灰比；

e、开始注浆时，注浆压力会偏高，观察压力表和浆液的注入情况，并做好记录；如果出现压力偏高、不足或桩侧溢浆，应该根据规范采取措施；

D、注浆后的养护时间为7d。

2.根据权利要求1所述的一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构的施工方法：其特征在于：所述步骤(8)注浆管制作及安装步骤如下：

(1)制作注浆：

A、将注浆管(4)分为钢管段(41)、花管段(42)及上部带丝扣的接头进行加工制作；

B、将注浆管(4)下部加工成花管段(42)，花管段(42)的长度为桩端嵌岩(6)的长度，出浆孔孔径为6～8mm，孔眼竖向间距50mm，梅花形均匀布置，出浆孔用图钉封闭包扎，出浆孔外用胶带缠绕；

(2)安装注浆管：沿钢筋笼(3)圆周方向均匀布置3～5根钢管作为注浆管(4)；注浆管(4)与钢筋笼(3)加强筋绑扎连接，注浆管(4)顶部高出地面60cm。

3.根据权利要求1所述的一种后注浆配套旋挖钻机成孔灌注桩结构的施工方法：其特征在于：所述步骤(10)中混凝土浇筑导管的安装方法步骤如下：

A、根据孔深准备足够的混凝土浇筑导管，导管标准长度为2000mm，直径为300mm；当桩径小于800mm时，应选用直径为200mm的混凝土导管；

B、混凝土浇筑导管在使用前，应进行试拼及气密性试验，备有充足的顶丝及胶圈，导管应顺直、密封不漏水；

C、当孔内有水无法排干时，使用隔水球进行处理；

D、确定混凝土浇筑导管距孔底距离：当桩径小于1500mm时，混凝土浇筑导管距孔底距离为300～500mm，当桩径大于等于1500mm时，混凝土浇筑导管距孔底距离为200～300mm。

4.根据权利要求1所述的一种后注浆配套旋挖钻机干法成孔灌注桩结构的施工方法：其特征在于：所述步骤(11)中混凝土浇筑包括如下方法步骤：

A、通过试验确定混凝土配合比，混凝土的坍落度为160～200mm；浇注混凝土的数量由现场技术人员作记录，随时测量并记录混凝土浇筑导管埋置深度和混凝土的表面高度；

B、首批混凝土应连续将砼送入储料斗，当桩径≤1500mm时，储料斗容积为2.5～3m³，当桩径≤2000mm时，储料斗容积为4～4.5m³，待料斗装满混凝土后一次性投入桩孔内；

C、连续灌注混凝土，并控制提拔混凝土浇筑导管速度；

D、砼运送至灌注地点时，对每一车混凝土的均匀性、坍落度进行检测，符合要求后进行混凝土灌注；

E、在灌注过程中，用测深锤测井孔内混凝土面位置，及时调整混凝土浇筑导管埋深，混凝土浇筑导管埋深控制在2～6m范围内；

F、混凝土灌注标高应高出设计标高500～1000mm。