CN108049397A - 岩溶地质钻孔桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种岩溶地质钻孔桩的施工方法,在岩溶地质上的待钻孔处向下垂直钻孔，且在钻孔时判断是否存在溶洞，若存在，继续判断所述溶洞相对所述桩基的位置，若所述溶洞位于桩尖设定的范围内，采用混凝土对所述溶洞进行填筑；若所述溶洞不在桩尖设定的范围内，采用回填粘土钻孔固壁的方法；将提前制作的钢筋笼沿所述钻孔吊放到位；沉放导管，使所述导管接近所述钻孔底部，从所述导管内向所述钢筋笼中连续注入混凝土形成桩基。本发明可以避免施工过程中出现的塌孔现象，而且施工简单，成本低。

Description

岩溶地质钻孔桩的施工方法

技术领域

本发明涉及桩基施工的技术领域，尤其是指一种岩溶地质钻孔桩的施工方法。

背景技术

目前，岩溶地质在我国南方地区分布比较广泛，通常岩溶地质的上层为粉质黏土，基层是弱风化灰岩层，以溶蚀性拱形洞穴较多，通常称为溶洞。而溶洞是由地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的地下溶蚀现象，该地质现场会影响其周边围岩的稳定性及力学分布。

在桩基施工过程中，由于桩基开挖为地下隐蔽工程，有时会无法避免遇见溶洞，由于溶洞地层的复杂性及地下溶洞形态大小的不可预见性，施工过程中极易出现塌孔现象，导致工程结构的不安全和不稳定因素增加，使施工工艺变得复杂，直接影响了整个工程的不确定性及风险。

为了克服上述问题，现有中国发明专利（CN102146672A）公开了一种在岩溶地区的桩基施工方法，通过在桩基施工过程中遇到的溶洞后立即采取钢护筒跟进的应急措施以防止塌孔，然后采用抛片石、粘土并挤压的方法对溶洞进行封堵及加固处理，最后再完成钢筋混凝土灌注桩成型工艺。上述方法虽然有利于保证施工的安全，但是由于岩溶地层中溶洞的大小、位置有差别，如果在钻进过程中对发现的所有溶洞均采用钢护筒跟进的方法，由于使用钢护筒的成本高，而且钢护筒需要加工，使用时还需要配合钢管支架，因此增加了施工难度，导致延长了施工周期。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中在桩基施工过程施工周期长，成本高的问题从而提供一种施工简单且降低成本的岩溶地质钻孔桩的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种岩溶地质钻孔桩的施工方法，包括如下步骤：步骤S1：在岩溶地质上的待钻孔处向下垂直钻孔，且在钻孔时判断是否存在溶洞，若存在，则进入步骤S2，否则进入步骤S3；步骤S2: 判断所述溶洞相对所述桩基的位置，若所述溶洞位于桩尖设定的范围内，先采用混凝土对所述溶洞进行填筑，直至混凝土高出所述溶洞顶板的桩径高度，且混凝土面不再下降时，停止灌注，待混凝土到达设定强度后继续钻进成孔至设计桩底，且终孔孔深按照溶洞底板以下不小于设定倍数桩径控制；若所述溶洞不在桩尖设定的范围内，采用回填粘土钻孔固壁的方法；步骤S3：将提前制作的钢筋笼沿所述钻孔吊放到位；步骤S4：沉放导管，使所述导管接近所述钻孔底部，从所述导管内向所述钢筋笼中连续注入混凝土形成桩基。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S1中钻孔时，对同一墩台上不同桩位钻孔采用对角钻孔，隔孔施工的方法。

在本发明的一个实施例中，所述隔孔施工时，施工下一根桩基时，上一根桩基的强度到达设定强度后开始施工。

在本发明的一个实施例中，对同一墩台上不同桩长施工时，先施工桩长长、溶洞多以及施工难的桩孔。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中，回填粘土钻孔固壁的方法为：钻进施工过程中，当泥浆面迅速下降时，先补水，然后将粘土投入在钻孔中，采用减压慢进的方法重新钻孔，通过冲孔堵住溶洞并重新造浆；若再次漏浆，按照上述方法，反复回填钻孔，直钻进至设计桩底标高。

在本发明的一个实施例中，钻进过程中，若发生大面积塌孔或泥浆快速流走，钻孔原泥浆面下降超过规定距离以上，则表明钻孔过程中将原超前勘探未揭示的溶洞已击破并形成了中型及以上溶洞。

在本发明的一个实施例中，对于中型及以上溶洞采用钢护筒跟进的方法。

在本发明的一个实施例中，所述钢护筒跟进的方法为：钻进穿过所述溶洞顶部时，将制作好的钢护筒沿所述钻孔沉至孔底，将水下砼导管放入所述钻孔内，利用砼进行封堵，待砼凝固产生一定强度后，再进行回钻，跟进钢护筒，当所述钢护筒跟进至超前勘探溶洞底以下设定距离后，钻孔至设计桩底。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S3之前，待所述钻孔达到所述设计标高后进行清孔。

在本发明的一个实施例中，连续注入混凝土时，控制所述导管的埋入深度，提升所述导管时，根据溶洞情况确定导管埋深。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的岩溶地质钻孔桩的施工方法，通过施工时发现的溶洞相对所述桩基的位置继而采用不同的处理手段，对于位于桩尖设定范围内的溶洞，通过填筑的方式处理，不但避免了塌孔的事故，而且施工简单，有利于降低成本；对于不在桩尖设定范围内的溶洞，采用钢护筒跟进的方法，由于针对不同的溶洞高度采用不同的处理方法，因此有利用降低成本，缩短了施工周期。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明岩溶地质钻孔桩的施工方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供一种岩溶地质钻孔桩的施工方法，包括如下步骤：步骤S1：在岩溶地质上的待钻孔处向下垂直钻孔，且在钻孔时判断是否存在溶洞，若存在，则进入步骤S2，否则进入步骤S3；步骤S2：判断所述溶洞相对所述桩基的位置，若所述溶洞位于桩尖设定的范围内，先采用混凝土对所述溶洞进行填筑，直至混凝土高出所述溶洞顶板的桩径高度，且混凝土面不再下降时，停止灌注，待混凝土到达设定强度后继续钻进成孔至设计桩底，且终孔孔深按照溶洞底板以下不小于设定倍数桩径控制；若所述溶洞不在桩尖设定的范围内，采用回填粘土钻孔固壁的方法；步骤S3：将提前制作的钢筋笼沿所述钻孔吊放到位；步骤S4：沉放导管，使所述导管接近所述钻孔底部，从所述导管内向所述钢筋笼中连续注入混凝土形成桩基。

本实施例所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，所述步骤S1中，在岩溶地质上的待钻孔处向下垂直钻孔，且在钻孔时判断是否存在溶洞，若存在，则进入步骤S2，否则进入步骤S3，从而有利于保证施工的正常；步骤S2：判断所述溶洞相对所述桩基的位置，若所述溶洞位于桩尖设定的范围内，先采用混凝土对所述溶洞进行填筑，直至混凝土高出所述溶洞顶板的桩径高度，且混凝土面不再下降时，停止灌注，待混凝土到达设定强度后继续钻进成孔至设计桩底，且终孔孔深按照溶洞底板以下不小于设定倍数桩径控制，由于通过填筑的方式就处理了溶洞，不但避免了塌孔的事故，而且施工简单，有利于降低成本；若所述溶洞不在桩尖设定的范围内，采用回填粘土钻孔固壁的方法，由于针对不同的溶洞高度采用不同的处理方法，因此有利用降低成本，缩短了施工周期；步骤S3：将提前制作的钢筋笼沿所述钻孔吊放到位；步骤S4：沉放导管，使所述导管接近所述钻孔底部，从所述导管内向所述钢筋笼中连续注入混凝土形成桩基，从而有效保证了所述桩基的强度以及质量。

所述步骤S1中，钻孔前先使钻机就位，将钻头尖对准桩位，调整所述钻机平整稳固，保证主动钻杆垂直地面。钻孔时，对同一墩台上不同桩位钻孔采用对角钻孔，隔孔施工的方法。所述隔孔施工时，施工下一根桩基时，上一根桩基的强度到达设定强度后开始施工，以防止钻孔时造成已灌注混凝土桩剪切破坏。具体地，对于同一墩位的桩基而言，待一根桩基混凝土浇筑完成后，且混凝土强度到达70%时，才可进行下一根桩基钻孔施工。另外，施工中应根据设计图纸及地质报告，对同一墩台上不同桩长施工时，先施工桩长长、溶洞多以及施工难的桩孔，钻孔桩中有溶洞的桩第一根桩孔施工时一般较困难，要保证上一层溶洞处理好了才能继续下钻，提高了桩基砼灌注的成功率，并克服了桩端承载力不足或桩基失稳等质量事故。

所述步骤S2中，回填粘土钻孔固壁的方法为：钻进施工过程中，当泥浆面迅速下降时，先补水，然后将粘土投入在钻孔中，采用减压慢进的方法重新钻孔，通过冲孔堵住溶洞并重新造浆；若再次漏浆，按照上述方法，反复回填钻孔，到达填充溶洞及固壁的目的，直钻进至设计桩底标高。具体地，在旋挖钻钻进施工过程中，在钻进时密切注意护筒内泥浆面的水平位置变化情况，当泥浆面迅速下降时，先补水，然后将准备好的粘土向钻孔中投入，回填高度大于2m以上，采用减压慢进的方法重新钻孔，通过冲孔堵住溶洞并重新造浆；当再次漏浆时，扔按照上述方法，反复回填钻孔，到达填充溶洞及固壁的目的，直钻进至设计桩底标高。在上述钻孔过程中，若发生大面积塌孔或泥浆快速流走，钻孔原泥浆面下降超过规定距离以上，如钻孔原泥浆面下降超过2m以上，则表明钻孔过程中将原超前勘探未揭示的溶洞已击破并形成了中型及以上溶洞。

对于中型及以上溶洞采用钢护筒跟进的方法。所述钢护筒跟进的方法为：钻进穿过所述溶洞顶部时，将制作好的钢护筒沿所述钻孔沉至孔底，将水下砼导管放入所述钻孔内，利用砼进行封堵，待砼凝固产生一定强度后，再进行回钻，跟进钢护筒，当所述钢护筒跟进至超前勘探溶洞底以下设定距离后，钻孔至设计桩底。具体地，提前加工好钢护筒，且钢护筒的加工尺寸必须严格控制，护筒上下节的连接缝除焊接外，还在接缝处焊加强钢带，护筒水平接缝所成平面与护筒竖向垂直，使整个钢护筒的垂直度符合要求，振动锤与护筒顶面焊接牢固，无松动；下放钢护筒时，位置必须准确，下放完成后，检查其高程、垂直、护筒顶面水平度。当钻进穿过溶洞顶部已成功时，要反复提升钻锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，钻锤不明显受阻，说明顶部已成孔并且圆滑垂直的，此时用钢丝绳扣绑住钢护筒，用吊机（或桩基自身重量）把护筒放入并下沉至孔底，必要时用振动锤下沉。用旋挖钻成孔钢护筒跟进法施工时，施工中应充分利用旋挖钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。为保证钢护筒顺利下滑，桩孔需竖直、无歪斜、缩颈。旋挖钻钻至溶槽顶部范围做到上下轻提慢放，缓慢的进尺至所述绒槽处形成一小的裂口。进入溶洞后，由于孔内的泥浆势必全部漏失，需单独对溶槽进行处理：孔内浆漏失完后，尽快提起钻锤，将拼装好的水下砼导管放入孔内，采用砼进行封堵，其中砼需多次进行，且每次灌入的砼不宜过多，同时砼需在待前面砼达到初凝后进行，砼的塌落度控制在一定范围内，通过砼的低流动性达到暂时封堵的目的，待砼凝固产生一定强度后，再用旋挖钻进行重复回钻，跟进钢护筒；当所述钢护筒跟进至超前勘探溶洞底以下设定距离后，钻孔至设计桩底。

为了保证成孔垂直度满足设计要求，施工过程中，通过钻机本身的三向垂直控制***反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量，并于成孔前下放钢筋前作用验孔器对桩孔孔径、倾斜度进行检查，以确保桩身成孔垂直度。另外，待所述钻孔达到所述设计标高后进行清孔，清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力，干孔清孔采用截齿双底捞砂斗进行捞砂。

所述步骤S4中，沉放导管前，对所述导管作密水性试验，通过检查导管的连接是否牢固和密室，以防止漏气漏浆而影响灌注，而导管出现变径或缩径及管壁出现凹槽时不得使用。所述导管距离孔底高度为30-50cm。另外，连续注入混凝土时，控制所述导管的埋入深度，提升所述导管时，根据溶洞情况确定导管埋深。具体地，浇筑混凝土时，要连续有序地进行，尽可能缩短拆除导管的时间，中途不得停顿，每根桩的浇筑时间不应太长；当漏斗内或导管内砼不满时，慢慢浇筑，防止在导管内造成高压空气囊，压漏导管。混凝土灌注过程中需控制导管的埋入深度，严禁将导管底部端提出混凝土面。灌注中导管提升时，要根据溶洞情况确定导管埋深，避免灌注过程中挤破溶洞混凝土面突然下降，造成断桩事故发生，在混凝土灌注中遇有溶洞处应适当把导管埋深加大。当混凝土面接近钢筋骨架时，使导管保持稍大的埋深，并放慢浇筑速度；当井孔砼面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架在砼中有一定的埋深，稳定钢筋笼，防止钢筋笼上浮。为确保桩顶质量，桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m以上，灌注完成后观察一段时间，若混凝土面没有变化拔出导管。

本实施例中，所述步骤S1中，所述溶洞位于桩尖设定的范围为2m；所述步骤S2中，采用混凝土对所述溶洞进行填筑时，直至混凝土高出所述溶洞顶板1倍桩径高度，且混凝土面不再下降时，停止灌注；另外，终孔孔深按照溶洞底板以下不小于2倍桩径控制。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：在岩溶地质上的待钻孔处向下垂直钻孔，且在钻孔时判断是否存在溶洞，若存在，则进入步骤S2，否则进入步骤S3；

步骤S2：判断所述溶洞相对所述桩基的位置，若所述溶洞位于桩尖设定的范围内，先采用混凝土对所述溶洞进行填筑，直至混凝土高出所述溶洞顶板的桩径高度，且混凝土面不再下降时，停止灌注，待混凝土到达设定强度后继续钻进成孔至设计桩底，且终孔孔深按照溶洞底板以下不小于设定倍数桩径控制；若所述溶洞不在桩尖设定的范围内，采用回填粘土钻孔固壁的方法；

步骤S3：将提前制作的钢筋笼沿所述钻孔吊放到位；

步骤S4：沉放导管，使所述导管接近所述钻孔底部，从所述导管内向所述钢筋笼中连续注入混凝土形成桩基。

2.根据权利要求1所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中钻孔时，对同一墩台上不同桩位钻孔采用对角钻孔，隔孔施工的方法。

3.根据权利要求2所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于：所述隔孔施工时，施工下一根桩基时，上一根桩基的强度到达设定强度后开始施工。

4.根据权利要求2所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于：对同一墩台上不同桩长施工时，先施工桩长长、溶洞多以及施工难的桩孔。

5.根据权利要求1所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，回填粘土钻孔固壁的方法为：钻进施工过程中，当泥浆面迅速下降时，先补水，然后将粘土投入在钻孔中，采用减压慢进的方法重新钻孔，通过冲孔堵住溶洞并重新造浆；若再次漏浆，按照上述方法，反复回填钻孔，直钻进至设计桩底标高。

6.根据权利要求5所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于：钻进过程中，若发生大面积塌孔或泥浆快速流走，钻孔原泥浆面下降超过规定距离以上，则表明钻孔过程中将原超前勘探未揭示的溶洞已击破并形成了中型及以上溶洞。

7.根据权利要求6所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于：对于中型及以上溶洞采用钢护筒跟进的方法。

8.根据权利要求7所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于：所述钢护筒跟进的方法为：钻进穿过所述溶洞顶部时，将制作好的钢护筒沿所述钻孔沉至孔底，将水下砼导管放入所述钻孔内，利用砼进行封堵，待砼凝固产生一定强度后，再进行回钻，跟进钢护筒，当所述钢护筒跟进至超前勘探溶洞底以下设定距离后，钻孔至设计桩底。

9.根据权利要求1所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于：所述步骤S3之前，待所述钻孔达到所述设计标高后进行清孔。

10.根据权利要求1或9所述岩溶地质钻孔桩的施工方法，其特征在于：连续注入混凝土时，控制所述导管的埋入深度，提升所述导管时，根据溶洞情况确定导管埋深。