CN113481971A - 一种复杂地质条件下灌注桩成孔的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复杂地质条件下灌注桩成孔的施工方法,采用长螺旋钻机与旋挖机结合成孔的施工方法,由于处于复杂的地质结构条件,易塌孔的位置一般位于地下约15m处的软弱稀泥土层,首先利用长螺旋钻机在泥浆护壁的施工工艺下钻孔至孔深约18m的位置处,依据其良好稳定的性能顺利成孔;再将长螺旋钻机更换为旋挖机继续向下钻进成桩孔直至达到桩基的设计标高,软弱稀泥土层的下方多为全风化~强风化砂岩夹砂砾岩层及强风化~中风化砂岩夹砂砾岩层等,若继续使用长螺旋钻机钻进则会导致施工效率降低,因而更换旋挖机接力继续下钻成孔。既能保证顺利地穿透软弱稀泥土层,又能大大提高后续施工的效率,缩短施工工期,创造了良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种复杂地质条件下灌注桩成孔的施工方法,属于建筑工程施工工艺技术领域。
背景技术
钻孔灌注桩是指在施工现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而作成的桩。依照成孔方法的不同,灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖空灌注桩等几种类型。然而随着当代经济建设的飞速发展,城市的建设也不断崛起,建设用地日趋紧张,对于处在复杂地带地质条件下的钻孔灌注桩施工则尤为困难。当钻孔到一定深度时,由于其复杂的地质构造,常常存在软弱的稀泥土层,而导致出现塌孔以及钻机无法成孔的现象。
通常针对塌孔处理的方法是更换施工工艺,即将常用的旋挖干成孔施工工艺更换成水钻开孔施工工艺,所使用的的器械也从旋挖钻机更换成螺旋钻机。但若钻孔灌注桩所需打桩的桩基很深时,容易出现强风化砂岩层,如果再由螺旋钻机往下钻孔就显得较为困难,因而导致施工效率的降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复杂地质条件下灌注桩成孔的施工方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:包括以下步骤:
步骤1、根据施工的设计图纸定位坐标,对所需钻孔灌注桩的施工位置进行精准定位;
步骤2、在定位后的施工位置处挖坑并于其内部配置静态泥浆形成泥浆池,泥浆池的下方与灌注桩的桩孔相连;
步骤3、根据施工灌注桩的桩径大小,在泥浆池内埋设相应孔口大小的护筒;
步骤4、将长螺旋钻机就位,使用长螺旋钻机利用泥浆池内的静态泥浆作为护壁向下钻进;
步骤5、将长螺旋钻机移位更换旋挖机就位,使用旋挖机继续接力向下钻进成孔直至达到桩基设计标高;
步骤6、检验测量桩孔深是否符合设计要求,符合后进行清孔操作;
步骤7、在桩孔内侧下放钢筋笼和导管;
步骤8、浇筑混凝土,测量桩顶标高是否符合设计要求,符合后待混凝土凝固该灌注桩施工完成。
进一步的,步骤2中所述静态泥浆采用水、膨润土以及烧碱混合制成,且所述静态泥浆的比重在1.2~1.35之间;静态泥浆对孔壁的静压力和在孔壁上形成的泥皮可以有效防止孔壁坍塌。除此之外,静态泥浆还具有携渣、冷却和润滑机具的作用,具有一定黏度的静态泥浆可以携同泥渣一起排出,防止孔壁坍塌或剥落,并维持挖成孔的形状不变。静态泥浆的配置比例为水15t、膨润土125kg、烧碱50kg,混合制成比重在1.2~1.35之间的静态泥浆。
进一步的,步骤3中埋设的所述护筒长度为2m,且所述护筒的顶端需高出静态泥浆上表面;护筒在钻孔前埋入,其作用是固定桩位、引导钻孔的方向,护筒的顶端高出静态泥浆上表面能够隔离静态泥浆避免其流入桩孔内。其次还能保护孔口不坍塌,确保钻孔时孔内水位高出地下水位或施工水位一定高度形成静水压力,以保护孔壁免于坍塌。
进一步的,步骤4中使用所述长螺旋钻机钻孔至孔深约18m处停止继续钻进,然后将所述长螺旋钻机移位更换所述旋挖机接力继续向下钻进成孔;长螺旋钻机具有无振动、无污染、低噪声并且可免除大量土方运输的特点,能够在含水量很高乃至饱和的土中钻进成孔。而旋挖机具有功率大、输出扭矩大、轴向压力大、施工效率高等特点,能达到高速、高质量的成孔要求。通常灌注桩钻孔的施工工艺大多采用旋挖机直接钻孔,但在复杂的地质条件下施工则易出现塌孔,塌孔的位置一般位于地下约15m处的软弱稀泥土层,而采用长螺旋钻机泥浆护壁的施工工艺向下钻孔,利用其良好的稳定性能够确保安全得穿过软弱稀泥土层,有效避免塌孔的发生。另外,地下约18m以下多为全风化~强风化砂岩夹砂砾岩层、强风化~中风化砂岩夹砂砾岩层及中风化砂岩夹砂砾岩层等,若继续使用长螺旋钻机钻孔则易导致施工效率降低,因此更换旋挖机继续向下钻进成孔,既能保证顺利穿透软弱稀泥土层,又能有效保证后续施工的效率。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明采用长螺旋钻机与旋挖机结合成孔的方法对灌注桩进行施工,方法简单易掌握,具有可操作性、针对性以及可复制性强的特点。由于复杂的地质结构条件,易塌孔的位置一般位于地下约15m处的软弱稀泥土层,那么首先利用长螺旋钻机在泥浆护壁的施工工艺下钻孔至孔深约18m的位置处,依据其良好及稳定的性能顺利成孔避免塌孔;再将长螺旋钻机更换为旋挖机继续向下钻进成桩孔直至达到桩基的设计标高,软弱稀泥土层的下方多为全风化~强风化砂岩夹砂砾岩层、强风化~中风化砂岩夹砂砾岩层及中风化砂岩夹砂砾岩层等,风化严重原岩结构构造被破坏,若继续使用长螺旋钻机钻进则会导致施工效率降低,因而需更换功率较大的旋挖机接力下钻成孔。既能保证顺利地穿透易塌孔的软弱稀泥土层,又能大大提高后续施工的效率,缩短施工工期,创造了良好的经济效益,减少泥浆用量还有利于保护环境。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解,下面结合附图和实施例,对本发明进行进一步的详细说明。
实施例1
本实施例应用某大型商业综合体工程,地下4层、地上8层。用地面积约7.2万m²,总建筑面积约32万m²。项目工程重要性等级为一级工程,工程勘察等级为甲级,场地大地构造属于新华夏系第二***带与淮阳山字型东翼反射弧及秦岭东西向复杂构造带的复合地带,地质构造复杂。浅层地下水类型为孔隙型潜水,①层素填土、②层粉土、③层粉砂夹粉土存在裂隙、孔隙,具有一定透水性,为场地的潜水含水层,④-1层粉质黏土、④-2层粉质黏土、④-3层粉质黏土夹黏土、④层黏土夹粉质黏土、⑤-2层残积土,以粘性土质为主、⑤层全风化~强风化砂岩夹砂砾岩、⑥层强风化~中风化砂岩夹砂砾岩、⑦层中风化砂岩夹砂砾岩为相对隔水层。设计采用灌注桩筏板基础,桩顶标高-18.6m(±0=8.7m),桩长14.5m,桩径800mm。根据地质状况及总体部署灌注桩施工采用旋挖干成孔工艺,浇筑水下混凝土成桩。施工中部分灌注桩在旋挖机钻孔至地下15m左右时出现软弱稀泥土层,导致塌孔、钻机无法成孔。
本实施例采用复杂地质条件下灌注桩成孔的施工方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤1、根据施工的设计图纸定位坐标,对所需钻孔灌注桩的施工位置进行精准定位。
步骤2、在定位后的施工位置处挖坑并在其内部配置静态泥浆形成泥浆池,而泥浆池的下方与桩孔相连。该静态泥浆采用水、膨润土和烧碱混合制成,配比为水15t、膨润土125kg以及烧碱50kg,混合制成比重在1.2~1.35之间的静态泥浆。泥浆池的下方与桩孔相连,即泥浆池的下方为所需钻孔灌注桩的桩孔位置。
步骤3、根据施工灌注桩的桩径大小,在泥浆池内埋设相应孔口大小的护筒,护筒的长度为2m,且护筒的顶端高出静态泥浆的上表面,为隔离静态泥浆避免其流入桩孔内。
步骤4、将长螺旋钻机就位,使用长螺旋钻机利用泥浆池内的静态泥浆作为护壁向下钻进,钻进直至孔深约18m的位置处,此时停止长螺旋钻机工作,不再继续向下钻进。
步骤5、将长螺旋钻机移位更换旋挖机就位,使用旋挖机继续接力向下钻进成孔,从孔深约18m的位置处向下继续钻进成孔直至达到桩基的设计标高。
步骤6、检验测量桩孔深是否符合设计要求,符合要求后进行桩孔内的清孔操作。
步骤7、清孔完毕后,先下放钢筋笼后下放导管。钢筋笼位于桩孔内侧,导管位于钢筋笼内侧。
步骤8、向导管内侧浇筑混凝土,测量桩顶标高是否符合设计要求,符合要求后待混凝土凝固则该灌注桩施工完成。
另外,若首先采用的是常规旋挖机成孔的施工方法进行灌注桩的成孔施工时。如遇到软弱稀泥土层而出现塌孔的情形时,可于原塌孔的位置处更换长螺旋钻机向下钻进至孔深约18m的位置处,便停止继续向下钻进,然后再重复上述步骤5至8即可完成该灌注桩的施工。
本实施例在此地勘条件下常规长螺旋泥浆护壁灌注桩施工单根桩施工工期约3~4d,采用本实施例技术多工艺综合复成孔施工方法后,单根桩施工工期缩短至1.5d,大大提高了施工效率,缩短施工工期,创造了良好的经济效益,减少泥浆用量也有利于保护环境。
在本发明的描述中,需要理解的是,本实施例所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以上结合具体实施例详细描述了本发明的实施步骤,这些藐视只是为了解释本发明的原理,并不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。除上述实施例外,本发明还可以有其他的实施方式。对于本领域的技术人员来说,依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种复杂地质条件下灌注桩成孔的施工方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1、根据施工的设计图纸定位坐标,对所需钻孔灌注桩的施工位置进行精准定位;
步骤2、在定位后的施工位置处挖坑并于其内部配置静态泥浆形成泥浆池,泥浆池的下方与灌注桩的桩孔相连;
步骤3、根据施工灌注桩的桩径大小,在泥浆池内埋设相应孔口大小的护筒;
步骤4、将长螺旋钻机就位,使用长螺旋钻机利用泥浆池内的静态泥浆作为护壁向下钻进;
步骤5、将长螺旋钻机移位更换旋挖机就位,使用旋挖机继续接力向下钻进成孔直至达到桩基设计标高;
步骤6、检验测量桩孔深是否符合设计要求,符合后进行清孔操作;
步骤7、在桩孔内侧下放钢筋笼和导管;
步骤8、浇筑混凝土,测量桩顶标高是否符合设计要求,符合后待混凝土凝固该灌注桩施工完成。
2.根据权利要求1所述的一种复杂地质条件下灌注桩成孔的施工方法,其特征在于:步骤2中所述静态泥浆采用水、膨润土以及烧碱混合制成,所述静态泥浆的比重在1.2~1.35之间。
3.根据权利要求1所述的一种复杂地质条件下灌注桩成孔的施工方法,其特征在于:步骤3中埋设的所述护筒长度为2m,所述护筒的顶端需高出静态泥浆上表面。
4.根据权利要求1所述的一种复杂地质条件下灌注桩成孔的施工方法,其特征在于:步骤4中使用所述长螺旋钻机钻孔至孔深约18m处停止继续钻进,然后将所述长螺旋钻机移位更换所述旋挖机接力继续向下钻进成孔。
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