CN111733813A - 一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法 - Google Patents

Abstract

一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，包括以下步骤：（1）利用封闭式已入岩的地下连续墙前期施工，隔断地下承压水；（2）选用合适的旋挖钻机进行岩层成孔；（3）对桩位进行测量放线；（4）对上部松散土层进行人工开孔至中风化岩层；（5）对人工开孔采用钢筋混凝土护壁进行稳固；（6）采用旋挖钻机开挖至地下室底板底标高；（7）吊摄像头检查护壁稳定性和地下水情况；（8）下人检查成孔偏差；（9）人工修、扩孔进行纠偏；（10）采用旋挖钻机第二次开挖至桩基设计底标高；（11）采用旋挖钻机机械扩底，再用人工修、扩、清底；（12）单桩成孔验收。利用本发明，可满足一柱一桩垂直度高和承载力高的要求。

Description

一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法

技术领域

本发明涉及一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法。

背景技术

高层建筑采取逆作法一柱一桩施工，具有入岩深度大、承载能力大、垂直度要求高的特点。现有桩基成孔施工方法存在以下问题：采用钢护筒护壁成孔工艺，施工振动噪声大；由于没有有效的纠偏措施，桩身垂直度偏差过大；由于受旋挖钻机设备限制，机械扩底达不到设计要求及井底不能清理干净等缺陷，影响桩基承载力。目前，在桩基垂直度控制和桩基成孔后清孔质量控制一直没有很好的解决与处理方案，因此，提高桩身垂直度和提高桩基成孔后清孔质量是该工程领域技术人员亟待解决的重大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，包括以下步骤：

（1）利用封闭式已入岩的地下连续墙前期施工，隔断地下承压水，为一柱一桩人工开孔干作业创造首要条件；

（2）根据岩层强度、桩径大小、垂直度要求选用合适的旋挖钻机进行岩层成孔；

（3）对桩位进行测量放线；

（4）对上部松散土层进行人工开孔至中风化岩层；

（5）对人工开孔采用钢筋混凝土护壁进行稳固；

（6）采用旋挖钻机开挖至地下室底板底标高；

（7）吊摄像头检查护壁稳定性和地下水情况；

（8）下人检查成孔偏差；

（9）人工修、扩孔进行纠偏；

（10）采用旋挖钻机第二次开挖至桩基设计底标高；

（11）采用旋挖钻机机械扩底，再用人工修、扩、清底；

（12）单桩成孔验收。

优选的，步骤（2）中，旋挖钻机的型号是以动力头扭矩大小为编号，其型号越大即扭矩越大，破岩能力越强，同时钻杆直径越粗和单节钻杆越长，其设备的纠偏能力越强。

优选的，步骤（4）中，人工开孔直径比桩径大0.2±0.01m，开孔深度挖至中风化岩层1.0m深以上。

优选的，步骤（5）中，人工开孔护壁在钢立柱顶部位置设置一道护壁圈梁及预埋件，以起到固定钢立柱和加强护壁稳定性的作用。

优选的，步骤（6）中，按旋挖钻机使用说明进行操作，特别要注意设备的接地比压、外形尺寸、回转半径、重量、最大坡度、桅杆、钻具。

优选的，步骤（8）中，利用吊锤检查成孔偏差；当检查成孔中心偏差大于0.05m时，采取人工二次重新引定位孔进行纠偏，进入流程（9）；否则，进入流程（10）。

优选的，步骤（9）中，当检查成孔中心偏差大于0.05m时，采取人工二次重新引定位孔进行纠偏步骤为：第一步用风镐凿除侧向孔壁偏差部分，超出钻斗高度0.3±0.1m；第二步向下重新引孔深为0.5±0.1m的纠偏孔。

技术原理：

本发明针对地基上部松散土层较深（5-8m）的情况，采用钢筋混凝土护壁提高桩基上部松散土层的孔壁稳定性，为人工井下作业、钢立柱顶部支撑创造有利条件；根据岩层强度、桩径大小、垂直度要求选用合适旋挖钻机进行岩层成孔，旋挖钻机型号是以动力头扭矩大小为编号，其型号越大即扭矩越大，破岩能力越强，同时钻杆直径越粗与单节钻杆越长，其设备的纠偏能力越强；当旋挖钻机挖至地下室底板底标高时增设一道纠偏工艺，即井底重新定位引孔（窝穴）进行二次纠偏，以提高桩基垂直度；为解决利用旋转钻机扩底达不到设计要求和井底不能清理干清等问题，当旋挖钻机钻至桩底设计标高后，先采用旋挖钻机机械扩底再用人工修、扩、清底，以提高桩基的承载力；本发明适用于岩土地区逆作法一柱一桩成孔施工。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

采用钢筋混凝土护壁解决上部松散土层的孔壁稳定性，减少施工噪声对周围居民的影响；当旋挖钻机挖至地下室底板底标高时增设一道纠偏工艺，即井底重新定位引孔（窝穴）进行二次纠偏，以满足一柱一桩垂直度高的要求；采取旋挖钻机钻至桩底设计标高后，先用旋挖钻机机械扩底，再人工修、扩、清底，以满足一柱一桩承载力高的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为本发明一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法的工艺示意图；

图2 为本发明旋挖钻机钻至地下室底板底标高时进行人工引孔二次纠偏工艺示意图；

图1中：1.室外地坪，2.人工挖孔桩进入中风化岩层时桩长，3.护壁圈梁及预埋件，4.钢筋混凝土护壁，5.承台顶标高，6.承台，7.柱的插筋，8.桩身长度，9.焊接加劲环；

图2中：10.桩中心轴线，11.钻斗偏位轨迹，12.井壁理论垂线，13.岩层，14.纠偏高度，15.修凿垂直度偏差孔壁，16.钻斗高度，17.底板底标高，18.人工引孔深度，19.人工引孔（窝穴）进行钻头轨迹纠偏，20.桩径。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

参照图1和图2，一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，包括以下步骤：

（1）利用封闭式已入岩的地下连续墙前期施工，隔断地下承压水，为一柱一桩人工开孔干作业创造首要条件；

（2）根据岩层强度、桩径大小、垂直度要求选用合适的旋挖钻机进行岩层成孔；

（3）对桩位进行测量放线；

（4）对上部松散土层进行人工开孔至中风化岩层；

（5）对人工开孔采用钢筋混凝土护壁进行稳固；

（6）采用旋挖钻机开挖至地下室底板底标高；

（7）吊摄像头检查护壁稳定性和地下水情况；

（8）下人检查成孔偏差；

（9）人工修、扩孔进行纠偏；

（10）采用旋挖钻机第二次开挖至桩基设计底标高；

（11）采用旋挖钻机机械扩底，再用人工修、扩、清底，达到设计、规范要求；

（12）单桩成孔验收。

步骤（2）中，旋挖钻机的型号是以动力头扭矩大小为编号，其型号越大即扭矩越大，破岩能力越强，同时钻杆直径越粗和单节钻杆越长，其设备的纠偏能力越强。

步骤（4）中，人工开孔直径比桩径大0.2m，开孔深度挖至中风化岩层1.0m深以上。

步骤（5）中，人工开孔护壁在钢立柱顶部位置设置一道护壁圈梁及预埋件3，以起到固定钢立柱和加强护壁稳定性的作用。

步骤（6）中，按旋挖钻机使用说明进行操作，特别要注意设备的接地比压、外形尺寸、回转半径、重量、最大坡度、桅杆、钻具。

步骤（8）中，利用吊锤检查成孔偏差；当检查成孔中心偏差大于0.05m时，采取人工二次重新引定位孔进行纠偏，进入流程（9）；否则，进入流程（10）。

步骤（9）中，当检查成孔中心偏差大于0.05m时，采取人工二次重新引定位孔进行纠偏步骤为：第一步用风镐凿除侧向孔壁偏差部分，超出钻斗高度0.3±0.1m；第二步向下重新引孔深为0.5±0.1m的纠偏孔。

通过以上步骤，采用钢筋混凝土护壁解决上部松散土层的孔壁稳定性，减少施工噪声对周围居民的影响；当旋挖钻机挖至地下室底板底标高时增设一道纠偏工艺，即井底重新定位引孔（窝穴）进行二次纠偏，以满足一柱一桩垂直度高的要求；采取旋挖钻机钻至桩底设计标高后，先用旋挖钻机机械扩底，再人工修、扩、清底，以满足一柱一桩承载力高的要求。

实施时，上述方法可进行如下实施例的优化或扩展，以下所有实施例中的技术特征和步骤，均可以在合理的范围内任意组合，实施例的划分仅是为了举例和阅读方便，不做组合方式和保护范围的限制。

实施例1

参照图1和图2，一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，包括以下步骤：

（1）利用封闭式已入岩的地下连续墙前期施工，隔断地下承压水，为一柱一桩人工开孔干作业创造首要条件；

（2）根据岩层强度、桩径大小、垂直度要求选用360型旋挖钻机进行岩层成孔：360型钻机杆为Φ580mm，大大优于250型钻杆Φ470mm，提高了自身刚度，减小钻孔过程中变形偏位；360型钻机杆长17.5米，250型钻杆长14.5米，以40m深地层为例，本工程地层***主要在12～20m、28～32m段，钻杆每节加长，相对钻杆的大截面增加即钻杆的整体刚度增大，减小钻斗偏位；360型动力头为360KN•m，大大优于250型动力头为258KN•m，钻进时不加压或者少加压，利用钻杆和钻斗重量钻进；

（3）采用拓普康GTS-602激光全站仪对桩位进行测量放线；

（4）人工挖孔桩进入中风化岩层时桩长为13.0m，且人工开孔直径比设计桩径大0.2m；

（5）采用钢筋混凝土护壁，当桩径不大于1.6m时，对称预埋4块200*400*8钢板；当桩径大于1.6m时，对称预埋8块200*400*8钢板，以起到固定钢立柱和加强护壁稳定性的作用；

（6）采用旋转钻机开挖至地下室底板底标高（-30.000m、上部为空桩）；

（7）吊摄像头检查护壁稳定性和地下水情况；

（8）下人利用吊锤检查成孔偏差；

（9）第一步用风稿凿除侧向孔壁偏差部分，高度为1.8m，超出钻斗高度0.3m，第二步向下重新引孔深为0.5m的纠偏孔；

（10）采用旋挖钻机第二次开挖至桩基设计底标高；

（11）采用旋挖钻机机械扩底，再用人工修、扩、清底，达到设计、规范要求；

（12）单桩成孔验收满足规范要求，垂直度为≤1/300；桩位中心偏差为≤50mm。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）利用封闭式已入岩的地下连续墙前期施工，隔断地下承压水，为一柱一桩人工开孔干作业创造首要条件；

（2）根据岩层强度、桩径大小、垂直度要求选用合适的旋挖钻机进行岩层成孔；

（3）对桩位进行测量放线；

（4）对上部松散土层进行人工开孔至中风化岩层；

（5）对人工开孔采用钢筋混凝土护壁进行稳固；

（6）采用旋挖钻机开挖至地下室底板底标高；

（7）吊摄像头检查护壁稳定性和地下水情况；

（8）下人检查成孔偏差；

（9）人工修、扩孔进行纠偏；

（10）采用旋挖钻机第二次开挖至桩基设计底标高；

（11）采用旋挖钻机机械扩底，再用人工修、扩、清底；

（12）单桩成孔验收。

2.根据权利要求1所述的一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，其特征在于，步骤（2）中，旋挖钻机的型号是以动力头扭矩大小为编号，其型号越大即扭矩越大，破岩能力越强，同时钻杆直径越粗和单节钻杆越长，其设备的纠偏能力越强。

3.根据权利要求1或2所述的一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，其特征在于，步骤（4）中，人工开孔直径比桩径大0.2±0.01m，开孔深度挖至中风化岩层1.0m深以上。

4.根据权利要求1或2所述的一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，其特征在于，步骤（5）中，人工开孔护壁在钢立柱顶部位置设置一道护壁圈梁及预埋件。

5.根据权利要求1或2所述的一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，其特征在于，步骤（6）中，按旋挖钻机的使用说明进行操作，特别要注意设备的接地比压、外形尺寸、回转半径、重量、最大坡度、桅杆、钻具。

6.根据权利要求1或2所述的一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，其特征在于，步骤（8）中，利用吊锤检查成孔偏差；当检查成孔中心偏差大于0.05m时，采取人工二次重新引定位孔进行纠偏，进入流程（9）；否则，进入流程（10）。

7.根据权利要求1或2所述的一柱一桩人工与机械干作业组合成孔施工方法，其特征在于，步骤（9）中，当检查成孔中心偏差大于0.05m时，采取人工二次重新引定位孔进行纠偏步骤为：第一步用风镐凿除侧向孔壁偏差部分，超出钻斗高度0.3±0.1m；第二步向下重新引孔深为0.5±0.1m的纠偏孔。

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