CN117905050A - 一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，包括：S1、测量放样，S2、钢护筒制作及埋设，S3、钻机就位，S4、钻机钻进成孔，S5、溶洞定位、测量，S6、钻机钻进至终孔，S7、清孔及验收，S8、钢筋笼制作运输及安装，S9、下导管，S10、二次清孔，S11、水下混凝土灌注。本申请的岩溶地区钻孔桩基础施工方法，高效地解决了因桩基中无法判断溶洞大小而导致混凝土超灌量难以控制的问题，成桩质量高，对自然环境影响小，绿色建造水平高，施工周期大大缩短。

Description

一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法

技术领域

本申请涉及钻孔灌桩的技术领域，尤其涉及一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法。

背景技术

钻孔灌注桩是目前应用比较广泛的桩基类型，它机械化程度高，单桩承载大，桩身刚度强。

在钻孔施工过程中遇到溶洞时，常常会向溶洞内抛填片石、混凝土、粘土等，与岩溶填充物共同形成良好的护壁。但是，该方法仍然存在以下问题：

岩溶地区钻孔桩基础施工中无法判断溶洞大小而导致混凝土超灌量难以控制，成桩质量差，对自然环境影响大，绿色建造水平低。

发明内容

本申请提供一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，高效地解决了因桩基中无法判断溶洞大小而导致混凝土超灌量难以控制的问题，成桩质量高，对自然环境影响小，绿色建造水平高，施工周期大大缩短。

本申请提供一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，包括：S1、测量放样，采用仪器精确定位桩孔的位置，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个所述控制桩为基准控制钢护筒的埋设位置和钻机的准确就位；S2、钢护筒制作及埋设，采用钢板卷制成型所述钢护筒，使所述钢护筒的内径比设计桩径大0.2～0.4m；所述钢护筒埋设完毕后，控制所述钢护筒的顶部高于原地面0.3m,用于钻头定位及保护桩孔；S3、钻机就位，钻机就位时，事先检查钻机的性能状态是否良好，保证钻机工作正常；通过测设的桩位准确地确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后, 利用自动控制***调整钻杆保持竖直状态；S4、钻机钻进成孔，现场设置泥浆池，随后，进行钻孔作业；S5、溶洞定位、测量，根据地勘报告溶洞位置结合钻进深度进行初步定位，并阻断地面泥浆流入孔内；钻至溶洞具***置时，孔内泥浆面会迅速下降，此时孔深位置可近似侧壁溶洞顶部标高，根据泥浆面下降高度，测算出溶洞最小容量；再根据地勘报告显示的溶洞底标高结合钻孔岩样判定溶洞近似底标高，近似确定孔侧壁溶洞断面尺寸；S6、钻机钻进至终孔；S7、清孔及验收，湿孔清孔采用换浆法清孔，清孔时需要注意保持孔内水位；干孔沉渣采用沉淀后用平头钻头进行清理；S8、钢筋笼制作运输及安装，若溶洞深度超过4m或者无法判断溶洞体积大小，则在钢筋笼对应溶洞侧壁的外侧固定包裹快易收口网，所述快易收口网的尺寸大于溶洞的洞口尺寸；S9、下导管，导管安装时逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录，检查每段导管两头丝扣无破丝现象；S10、二次清孔，导管下放到位后，立即进行桩基础底部沉渣检测，若沉渣厚度不满足设计要求，采用气举反循环二次清孔，清孔结束检验合格后，立即拆除吸泥弯头；S11、水下混凝土灌注。

在上述一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法的可选技术方案中，在步骤S2中，在所述钢护筒的顶部、底部端口***均焊接加劲环。

在上述一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法的可选技术方案中，在步骤S3中，采用旋挖钻机进行钻孔。

在上述一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法的可选技术方案中，在步骤S4中，对于黏结性良好的岩土层，采用干式或清水钻进工艺，不使用泥浆护壁，对孔口0.5m范围内的碎石泥土进行清理干净；对于松散易坍塌地层或有地下水分布的底层，采用静态泥浆护壁钻进工艺。

在上述一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法的可选技术方案中，在步骤S4中，钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，减速慢进；在易缩径的地层中，适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；对于砂层，采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。

在上述一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法的可选技术方案中，在步骤S7中，清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，待钢筋笼安装到位后下放导管前再进行第二次清孔。

在上述一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法的可选技术方案中，在步骤S8中，为防止运输和吊装时钢筋笼变形，对吊点位进行加强处理，对加劲筋进行加密。

在上述一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法的可选技术方案中，在步骤S8中，使用顶部、底部具有折边的快易收口网，钢筋笼下放至孔内后，使所述折边紧贴孔壁；使用顶部、底部大于侧壁溶洞尺寸至少50cm的快易收口网；使用U型钢筋绑扎快易收口网，并加密所述U型钢筋，沿着快易收口网均匀布设所述U型钢筋。

在上述一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法的可选技术方案中，在步骤S11中，灌注混凝土前对混凝土输送管路及容器洒水润湿。

本申请提供的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，步骤S8为关键步骤，通过在钢筋笼对应溶洞侧壁的外侧固定包裹快易收口网，快易收口网的尺寸大于溶洞的洞口尺寸，高效地解决了因桩基中无法判断溶洞大小而导致混凝土超灌量难以控制的问题，成桩质量高，对自然环境影响小，绿色建造水平高，施工周期大大缩短。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法的流程图；

图2为溶洞位置尺寸判断步骤图；

图3为带有快易收口网的钢筋笼的安装示意图；

图4为混凝土灌注过程示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

正如背景技术所述，钻孔灌注桩是目前应用比较广泛的桩基类型，它机械化程度高，单桩承载大，桩身刚度强。

在钻孔施工过程中遇到溶洞时，常常会向溶洞内抛填片石、混凝土、粘土等，与岩溶填充物共同形成良好的护壁。但是，该方法仍然存在以下问题：

岩溶地区钻孔桩基础施工中无法判断溶洞大小而导致混凝土超灌量难以控制，成桩质量差，对自然环境影响大，绿色建造水平低。

针对上述技术问题，本申请实施例提供一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，通过在钢筋笼对应溶洞侧壁的外侧固定包裹快易收口网，从而可以封堵溶洞的泄漏口，从而解决了岩溶地区钻孔桩基础施工中无法判断溶洞大小而导致混凝土超灌量难以控制，成桩质量差，对自然环境影响大，绿色建造水平低的技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图1-4，对本申请的实施例进行描述。

本申请实施例提供一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，包括以下步骤：

S1、测量放样，请参照图1，采用仪器精确定位桩孔的位置，本实施例可以采用全站仪，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制桩为基准控制钢护筒的埋设位置和钻机的准确就位，控制桩需要做到良好的保护工作，防止施工过程中被扰动。

S2、钢护筒制作及埋设，请参照图1，采用钢板卷制成型钢护筒，具体而言，钢护筒可以采用6mm钢板卷制成型，使钢护筒的内径比设计桩径大0.2m～0.4m；在钢护筒的顶部、底部端口***均焊接加劲环；钢护筒安装时，钻机操作手利用扩孔器将桩孔扩大，之后通过大扭矩钻头将钢护筒压入设计标高。护筒压入前及压入后，通过靠在钢护筒上的精确水平仪调整钢护筒的垂直位置；钢护筒埋设完毕后，控制钢护筒的顶部高于原地面0.3m,用于钻头定位及保护桩孔。

S3、钻机就位，请参照图1，具体而言，本实施例可以采用旋挖钻机进行钻孔；钻机就位时，事先检查钻机的性能状态是否良好，保证钻机工作正常；通过测设的桩位准确地确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后, 利用自动控制***调整钻杆保持竖直状态。

S4、钻机钻进成孔，请参照图1，现场设置泥浆池，随后，进行钻孔作业。

①泥浆制备

对于黏结性良好的岩土层，采用干式或清水钻进工艺，不使用泥浆护壁，对孔口0.5m范围内的碎石泥土进行清理干净；对于松散易坍塌地层或有地下水分布的底层，采用静态泥浆护壁钻进工艺。

泥浆池包含回浆用沉淀池及泥浆储备池，一般为钻孔容积的1.5～2.0倍，泥浆池的底部和四周要铺设塑料布或采取其它封闭措施，防止泥浆外流。

具体而言，制备泥浆的设备有两种：泥浆搅拌机、水力搅拌器。使用粘土粉造浆时优先使用水力搅拌器；使用膨润土造浆时优先使用泥浆搅拌机。

造浆后试验全部性能指标，钻孔过程中随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，并随时注意地质变化，根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标，保证泥浆的各项指标符合规范要求。

钻孔施工现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理（加入适量纯碱和CMC改善泥浆性能）经测试合格后重复使用。

②钻孔作业

开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，减速慢进；在易缩径的地层中，适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；对于砂层，采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。

随着钻进的进行，泥浆不断流入桩孔内，确保桩孔内水位与钢护筒外水位一致。

S5、溶洞定位、测量，请参照图1和图2，根据地勘报告溶洞位置结合钻进深度进行初步定位，并阻断地面泥浆流入孔内；钻至溶洞具***置时，孔内泥浆面会迅速下降，此时孔深位置可近似侧壁溶洞顶部标高，根据泥浆面下降高度，测算出溶洞最小容量；再根据地勘报告显示的溶洞底标高结合钻孔岩样判定溶洞近似底标高，近似确定孔侧壁溶洞断面尺寸。

S6、钻机钻进至终孔，请参照图1，钻孔达到设计深度后，核实地质情况。通过钻渣与地质柱状图对照结合首桩验收封样的岩样比对，以验证地质情况是否满足设计要求；如与勘测设计资料不符，及时进行确认处理；如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型进行检查。

对于孔径、孔壁、垂直度等检测项目采用测孔仪进行检测。

孔深及沉渣厚度检测：成孔后，根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比，如果L2小于L1，更换清底钻头，进行清底，并重新测定孔深。

确认满足设计和验标要求后，进行验收，验收合格后，立即进行清孔。

S7、清孔及验收，请参照图1，湿孔清孔采用换浆法清孔，清孔时需要注意保持孔内水位；干孔沉渣采用沉淀后用平头钻头进行清理。清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，减少桩基础底部沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力。

清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，第一次清孔应满足规范要求，否则不下放钢筋笼。

待钢筋笼安装到位后下放导管前再进行第二次清孔，灌注混凝土前清孔必须达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉，泥浆比重＞1.03，含砂率＜2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前桩基础底部沉渣厚度不大于5cm。

桩基础底部沉渣的测量：采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深，测点不少于4个，两者底标高之差为沉渣厚度，每次测量前采用钢尺对测量绳进行校核。

S8、钢筋笼制作运输及安装，请参照图1和图3，根据配筋图制作钢筋笼，按桩孔深度分两段制作，第一节为定长钢筋笼（结合吊机的起吊高度），第二节由桩实际深度确定制作长度。确保钢筋的位置、间距及根数符合图纸的规定和规范要求；主筋焊接相互错开，使35d（d为钢筋直径）范围内的接头数不超过钢筋总数的一半。

钢筋笼的螺旋箍筋或加劲筋的接头采用焊接，加劲筋与主筋连接采用点焊，螺旋箍与主筋连接采用绑扎。为防止运输和吊装时钢筋笼变形，对吊点位进行加强处理，对加劲筋进行加密。

若溶洞深度超过4m或者无法判断溶洞体积大小，则在钢筋笼对应溶洞侧壁的外侧固定包裹快易收口网，快易收口网的尺寸大于溶洞的洞口尺寸；使用顶部、底部具有折边的快易收口网，钢筋笼下放至孔内后，使所述折边紧贴孔壁；使用顶部、底部大于侧壁溶洞尺寸至少50cm的快易收口网；使用U型钢筋绑扎快易收口网，并加密所述U型钢筋，沿着快易收口网均匀布设所述U型钢筋。

为保证钢筋笼的保护层厚度，在钢筋笼外侧事先焊接U型筋支撑，沿桩长的间距为2m，横向圆周不少于4处。

在加工现场分段制作完成并验收合格后的钢筋笼，运至孔口吊放入孔内，两段钢筋笼连接时采用单面焊，焊接长度为10d（d为钢筋直径）。搬运和吊装时，需要防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼顶达到设计标高后立即固定，以免浇注混凝土时钢筋笼上浮。整根钢筋笼制作完成后，在钢筋加工场内分段运送至工地。钢筋笼安装前清除粘附的泥土和油渍，保证钢筋与混凝土紧密黏结。

S9、下导管，请参照图1和图4，导管安装时逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录以便砼灌注过程中控制埋管深度，需要注意橡皮圈是否安置，检查每段导管两头丝扣无破丝现象，以免灌注过程中出现导管进水的现象。

S10、二次清孔，请参照图1，导管下放到位后，立即进行桩基础底部沉渣检测，若沉渣厚度不满足设计要求，采用气举反循环二次清孔，循环时注意保持泥浆水头并补充优质泥浆防止塌空，清孔结束检验合格后，立即拆除吸泥弯头。

S11、水下混凝土灌注，请参照图1和图4，灌注混凝土前对混凝土输送管路及容器洒水润湿，然后在填充导管内安装隔水设施，待储料斗储满混凝土后，开始灌注水下混凝土。

首批灌注混凝土的数量要能满足导管首次埋置深度至少为1m和填充导管底部高度的需要，封底时导管埋入混凝土中的深度至少为1m，首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定，拌制好的混凝土用砼运输车运至桩基口处，注入钻机提升的料斗内，车内砼方量约8m³，由一人统一指挥，双方都准备好后将隔水栓和阀门同时打开进行封底，隔离栓采用钢板，钢板用细钢丝绳牵引，由塔吊或汽车吊起吊。

①首批混凝土下落后，混凝土连续灌注。在灌注过程中，导管埋置深度控制在2～6m。

②灌注混凝土过程中采用重量不小于4kg测锤经常量测孔内混凝土面的上升高度，导管到达一定埋深后，逐级快速拆卸导管，并在每次起升导管前，探测一次孔内混凝土面高度。测量用的测绳在每根桩灌注前后用钢尺校核各一次，避免发生错误。

③控制灌注的桩顶标高比设计标高要高出0.3m以上，保证混凝土强度，多余部分桩头进行凿除，确保桩头无松散层。

④灌注完混凝土后，及时将导管、漏斗等进行清理和检查，以备下一孔使用。

⑤在灌注水下混凝土前，应填写检查钻孔桩和钢筋笼情况的“相关检测表格”，在浇注水下混凝土的过程中，应填写“水下混凝土浇筑记录”。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (9)

1.一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、测量放样，采用仪器精确定位桩孔的位置，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个所述控制桩为基准控制钢护筒的埋设位置和钻机的准确就位；

S2、钢护筒制作及埋设，采用钢板卷制成型所述钢护筒，使所述钢护筒的内径比设计桩径大0.2～0.4m；所述钢护筒埋设完毕后，控制所述钢护筒的顶部高于原地面0.3m,用于钻头定位及保护桩孔；

S3、钻机就位，钻机就位时，事先检查钻机的性能状态是否良好，保证钻机工作正常；通过测设的桩位准确地确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后, 利用自动控制***调整钻杆保持竖直状态；

S4、钻机钻进成孔，现场设置泥浆池，随后，进行钻孔作业；

S5、溶洞定位、测量，根据地勘报告溶洞位置结合钻进深度进行初步定位，并阻断地面泥浆流入孔内；钻至溶洞具***置时，孔内泥浆面会迅速下降，此时孔深位置可近似侧壁溶洞顶部标高，根据泥浆面下降高度，测算出溶洞最小容量；再根据地勘报告显示的溶洞底标高结合钻孔岩样判定溶洞近似底标高，近似确定孔侧壁溶洞断面尺寸；

S6、钻机钻进至终孔；

S7、清孔及验收，湿孔清孔采用换浆法清孔，清孔时需要注意保持孔内水位；干孔沉渣采用沉淀后用平头钻头进行清理；

S8、钢筋笼制作运输及安装，若溶洞深度超过4m或者无法判断溶洞体积大小，则在钢筋笼对应溶洞侧壁的外侧固定包裹快易收口网，所述快易收口网的尺寸大于溶洞的洞口尺寸；

S9、下导管，导管安装时逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录，检查每段导管两头丝扣无破丝现象；

S10、二次清孔，导管下放到位后，立即进行桩基础底部沉渣检测，若沉渣厚度不满足设计要求，采用气举反循环二次清孔，清孔结束检验合格后，立即拆除吸泥弯头；

S11、水下混凝土灌注。

2.根据权利要求1所述的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，其特征在于，在步骤S2中，在所述钢护筒的顶部、底部端口***均焊接加劲环。

3.根据权利要求1所述的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，其特征在于，在步骤S3中，采用旋挖钻机进行钻孔。

4.根据权利要求1所述的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，其特征在于，在步骤S4中，对于黏结性良好的岩土层，采用干式或清水钻进工艺，不使用泥浆护壁，对孔口0.5m范围内的碎石泥土进行清理干净；对于松散易坍塌地层或有地下水分布的底层，采用静态泥浆护壁钻进工艺。

5.根据权利要求1所述的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，其特征在于，在步骤S4中，钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，减速慢进；在易缩径的地层中，适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；对于砂层，采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。

6.根据权利要求1所述的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，其特征在于，在步骤S7中，清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，待钢筋笼安装到位后下放导管前再进行第二次清孔。

7.根据权利要求1所述的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，其特征在于，在步骤S8中，为防止运输和吊装时钢筋笼变形，对吊点位进行加强处理，对加劲筋进行加密。

8.根据权利要求1所述的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，其特征在于，在步骤S8中，使用顶部、底部具有折边的快易收口网，钢筋笼下放至孔内后，使所述折边紧贴孔壁；使用顶部、底部大于侧壁溶洞尺寸至少50cm的快易收口网；使用U型钢筋绑扎快易收口网，并加密所述U型钢筋，沿着快易收口网均匀布设所述U型钢筋。

9.根据权利要求1所述的一种岩溶地区钻孔桩基础施工方法，其特征在于，在步骤S11中，灌注混凝土前对混凝土输送管路及容器洒水润湿。