CN207017255U - 洞内机械打桩*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及地铁打桩技术领域，具体而言，涉及一种洞内机械打桩***，包括桩基孔口加固装置（10）、桩基钻孔装置（20）、洞内机械打桩装置（30）、机械移位装置及安装孔内钢筋笼装置（60）、钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置（70）和水下混凝土灌注装置（80），该***省去了成桩时安装钢护筒的工序，无需进行清理桩顶淤泥和破除桩头混凝土安装***，免除了作业工人在钢管柱内狭小空间的作业工序，避免了安全事故的发生，同时缩短了工期，节约了成本。

Description

洞内机械打桩***

技术领域

本实用新型涉及地铁打桩技术领域，具体而言，涉及一种洞内机械打桩***。

背景技术

现有技术中的地铁隧道打桩过程中通常在成桩时安装钢护筒，则需进行清理桩顶淤泥和破除桩头混凝土安装***，由于钢管柱内空间狭小故给作业工人带来了安全隐患，工期较长，制造成本增加。

另外，地铁隧道开挖过程中首先需进行桩基施工，通常是采用以下方法：1、人工破孔进行导坑开挖，导坑开挖深度为3.0m；2、机械钻进，成孔；3、沉放钢筋笼、声测管；4、灌注混凝土；5、进行后注浆。由于洞内施做的经验不足，试验过程中完成25根，塌孔6根，塌孔率24％；后续再次进行试验完成的头3根中桩均不同程度的出现了塌孔现象，塌孔率为100％，紧接着后续又进行了大量的试验，最后试验得出：塌孔位置均集中在初支仰拱下4-6m处，对照地层分布多处于卵石层。因此，桩基孔口加固至关重要。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种洞内机械打桩***，通过改变安装方式解决安装困难、工期较长的问题。

按照本实用新型的洞内机械打桩***，包括桩基钻孔装置、机械打桩装置、机械移位装置及安装孔内钢筋笼、钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置和水下混凝土灌注装置，钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置位于钢筋笼的上方；水下混凝土灌注装置与钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置的连接；该***还包括桩基孔口加固装置。该***省去了成桩时安装钢护筒的工序，无需进行清理桩顶淤泥和破除桩头混凝土安装***，免除了作业工人在钢管柱内狭小空间的作业工序，避免了安全事故的发生，同时缩短了工期，节约了成本。

优选的是，所述机械打桩装置选用洞内机械打桩装置。

在上述任一方案中优选的是，所述桩基孔口加固装置包括导洞仰拱及侧墙根部上打设注浆管、导坑开挖装置、测量孔内泥浆比重装置、增加泥浆护壁装置和桩基成孔装置。

在上述任一方案中优选的是，所述桩基孔口加固装置还包括孔口加固布局结构。

在上述任一方案中优选的是，所述孔口加固布局结构包括位于地层以下的桩基，桩基的孔口四周竖直打设注浆孔，所述注浆孔内***注浆管，注浆管的管壁上具有多个开孔，注浆管内灌有单液水泥浆。

在上述任一方案中优选的是，所述地层的顶部铺设有支撑垫，该支撑垫由多根螺纹钢拼接而成的网状结构。

在上述任一方案中优选的是，所述洞内机械打桩装置选用履带式钻机和组合筒钻进行钻孔。

在上述任一方案中优选的是，所述组合筒钻包括筒体，筒体的中心部位设有圆管，该圆管通过支架与筒体固定连接，支架由三角板组成，所述三角板的边缘上设有多个钻头；筒体内设有多根钢丝绳。

在上述任一方案中优选的是，所述钢丝绳为两层，所述两层钢丝绳均匀交错分布。

在上述任一方案中优选的是，所述圆管的前端设有带有钻头的连接板。

附图说明

图1为按照本实用新型的洞内机械打桩***的一优选实施例的结构示意图。

图2为按照本实用新型的洞内机械打桩***的一优选实施例中桩基孔口加固的结构示意图。

图3为按照本实用新型的洞内机械打桩***的一优选实施例中组合钻筒的结构示意图。

图4为按照本实用新型的洞内机械打桩***的一优选实施例中组合钻筒的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本实用新型洞内机械打桩***的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，按照本实用新型的洞内机械打桩***的一优选实施例的结构示意图。

按照本实用新型的洞内机械打桩***，包括桩基钻孔装置20、机械打桩装置、机械移位装置及安装孔内钢筋笼60、钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置70和水下混凝土灌注装置80，钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置70位于钢筋笼60的上方；水下混凝土灌注装置80与钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置70的连接；该***还包括桩基孔口加固装置10。该***省去了成桩时安装钢护筒的工序，无需进行清理桩顶淤泥和破除桩头混凝土安装***，免除了作业工人在钢管柱内狭小空间的作业工序，避免了安全事故的发生，同时缩短了工期，节约了成本。

在本实施例中，所述机械打桩装置选用洞内机械打桩装置30。

在本实施例中，所述桩基孔口加固装置10包括导洞仰拱及侧墙根部上打设注浆管11、导坑开挖装置12、测量孔内泥浆比重装置13、增加泥浆护壁装置14和桩基成孔装置15。

本实用新型的洞内机械打桩***的桩基施工如下：

1、在上导洞内向下进行边桩、中桩钻孔，对于边桩，应按“隔二钻一”的钻孔顺序施工，并设置导坑。

2、钻机成孔的质量控制：因地层砂卵石较多，须注意检查泥浆的护壁性能，以免造成扩孔或塌孔，进而造成开挖时凿除工作量大；控制成孔的垂直度控制，以免桩体侵入基坑，根据不同成孔工艺选择控制方法；控制好钻机的对中，以免桩位偏差超限而侵限。

3、控制钢筋笼成型制作质量：控制好墩粗直螺纹加工及连接质量；检查加强筋焊接质量，尤其是第一道加强筋的焊接质量，以免钢筋笼吊装时有大的变形。

4、安装钢筋笼时，注意检查监控装置的安装情况。

5、钢筋笼定位控制：检查水下钢筋笼对中是否合格，检查笼顶标高是否正确。

6、检查灌注前准备工作是否符合要求，主要包括导管质量、导管长度搭配、导管气密性检查结果、初灌量的控制、泥浆比重、含砂率、孔深等。

7、做好灌注过程的监理旁站工作。

8、按设计要求督促施工单位进行桩基检测，做好见证工作。

9、做好桩基后注浆的监理旁站工作。

本实用新型的洞内机械打桩***包括以下重点工序：

一、人工挖孔(导坑)

1、人工挖孔的深度3m，采用C20钢筋混凝土护壁结构。边桩护壁结构的最小内径为1100mm，厚度为100mm，护壁结构分节施工，每节高度1m，共分为3节。中桩护壁结构的最小内径为1900mm，厚度为150mm，护壁结构分节施工，每节高度1m，共分为3节。其中第一节护壁施工应与导洞底板开口加固同时浇筑，使之连接成整体，增强其稳固性。

2、护壁结构的配筋：环向钢筋为φ8@200,搭接长度不小于31d；竖向钢筋间距为φ8@200mm，竖向钢筋端部应打入土面以下250～300mm，竖向钢筋接头搭接连接，搭接长度 为31d。Φ14钢筋等级为HRB400，φ8钢筋等级为HPB300.

3、人工挖孔施工的导坑采用隔一挖一的顺序施工。开挖采用人工逐层开挖，每节护壁均应在当日连续施工完毕，护壁模板的拆除应在灌注混凝土24h之后进行，在上节护壁达到设计强度70％后方可进行下节挖孔施工，每天最多开挖1节护壁，即1m。

4、当遇到流动性淤泥或流沙时，孔圈护壁的施工应减少每节护壁的高度(可取0.3-0.5m)，或采用钢护筒施工，采用上述方法仍无法施工时，即迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止，并速报有关技术部门处理；对易塌方段即挖即护壁。随着挖孔加深，安装潜水泵排水，排水量适当控制以防止塌孔。开挖过程中发现管线、异物必须停止施工，第一时间项目部相关部门，待确认处理后继续施工。

本实用新型的洞内机械打桩***的钻孔桩施工准备工作应符合下列规定：

1、场地平整：

要求施工承包人对钻孔作业面事先进行平整，清除地表弃物。场地低洼处可用粘性土料、二灰土进行回填压实、并保证地基承载力满足施工需要。

2、测量放线：

对整个工程的平面控制、高程控制网进行复核的基础上，检查施工承包人的桩位放样，要求施工承包人对每个桩位用木桩或钢筋进行定位，定位偏差不得大于50mm。

3、制浆池、沉淀池和泥浆池的设置要符合安全、环保、文明施工的要求。

4、护筒埋设：

①检查护筒中心位置，在护筒顶拉十字线定出桩位中心。允许偏差≤50mm。护筒内径应大于钻头直径20cm。护筒顶宜高出施工水位或地下水位2m，并高出施工地面0.5m。其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。当表面土层松软时，宜将护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5m。应在护筒四周回填黏土，并分层夯实。可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。

②检查护筒垂直度，允许偏差要满足规范要求。

③护筒顶标高及护筒埋置深度满足施工需要，护筒埋设应牢固，不漏水。

5、泥浆控制：

①泥浆比重：灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25。

②黏度：不得大于28s。

③含砂率：新制泥浆不宜大于8％。

④泥浆原料宜选用优质黏土，有条件时，可优先采用膨润土造浆。为了提高泥浆的黏度 和胶体率，可在泥浆中投入适量的烧碱或碳酸钠，其掺量由试验决定。

本实用新型的洞内机械打桩***的钻孔桩施工控制如下：

1、钻机安装及钻孔

①安装钻机时，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧。

②钻机就位后，复核钻杆位置。钻杆要求垂直，其中心应与桩位重合，允许偏差50mm以内。现场监理应要求质检员用水平尺检查转盘水平度，底盘应稳固。

③开钻前对主杆、钻杆、钻头长度及钻头直径进行核查并记录，要求钻杆、钻头专机专用；检查测锤、检孔器是否齐备并符合要求；检查导管的密闭性能及安装后的垂直度等。

④钻机钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.0m以上。

⑤钻进时速度宜均匀。孔内出土，不得堆积在钻孔周围。钻孔过程中应注意地层变化，要求按不同地质情况，严格控制钻孔进尺速度，及时调整泥浆性能，如实填写钻孔原始记录。

⑥钻孔应一次成孔，中途不得停顿。钻孔达到设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查，并按规范填写钻孔记录表。

2、钻孔异常处理

①钻孔中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重者，可加大泥浆比重继续钻进；严重者回填重钻。

②出现流沙现象后，应增大泥浆比重，提高孔内压力或用黏土作成大泥块或泥砖挤入流沙层，加强护壁，堵住流沙。

③弯孔不严重时，可重新调整钻机或卡杆继续钻进。发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，应回填修孔，必要时反复几次修孔。冲击法修孔，应回填硬质带角棱的石块并多填0.5m。

④出现缩孔时，可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法，恢复孔径。

⑤发生卡钻时，不宜强提。应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳或钻头以及其他措施，使钻头松动后再提起。

⑥发生掉钻时，应及时摸清情况，查明原因，采取措施，尽快处理。如钻头被埋住，应首先清除泥砂，再进行打捞。

本实用新型的洞内机械打桩***的钢筋笼的安装如下：

1、钢筋笼下放，现场监理工程师应对两节钢筋笼的接头位置进行检查。要求机械连接质量符合相关技术标准规程。吊放钢筋笼应注意其方向性，每段钢筋的长度和位置应符合设 计要求。

2、钢筋笼下沉完毕后，要检查钢筋笼的顶面高程和中心位置。位置调整好后应固定好，质检人员及现场监理人员签署检验记录。

3、钢筋笼主筋与加强箍筋全部焊接且宜整体吊装入孔。当条件困难时，可分段入孔，上下两段应保持顺直。

4、钢筋笼入孔后，应牢固定位。

本实用新型的洞内机械打桩***中导管安装要求如下：

1、导管内壁应光滑圆顺，内径一致。

2、使用前应试拼、试压、不得漏水，并编号及自下而上标示尺度。导管轴线偏差依孔深、钢筋笼内径与法兰盘外径差值而定，不宜超过孔深的0.5％，亦不宜大于10cm；组装时，连接螺栓的螺帽宜在上；试压的压力宜等于孔底静水压力的1.5倍。

3、导管长度应能满足水下砼的灌注，导管接头不能漏水，导管下放后，下口距离孔底悬高应为30～50cm。

本实用新型的洞内机械打桩***中的水下混凝土灌注如下：

1、检测孔底沉淀厚度，及孔中不同位置的泥浆性能，检测指标值不能满足设计要求时须进行第二次清孔，待重新检测合格后，方可进行下道工序施工。

2、水下混凝土的坍落度应采用16～21cm。

3、水下混凝土封底，必须有隔水栓，隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出。

4、混凝土的储存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土中的深度不得小于1m；当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当加大。水下混凝土应连续灌注，不得中途停顿。

5、水下混凝土灌注面宜高出桩顶设计高程0.5-1.0m，凿除浮浆后的桩顶混凝土标号必须满足设计要求。

6、在混凝土灌注过程中，应设专人经常测量导管埋入深度，并按规范要求作好记录。

7、灌注过程中，当因导管漏水或拔出混凝土面、机械故障、操作失误或其他原因，造成断桩事故时，应予重钻或会同有关单位研究补救措施。

8、桩的混凝土强度等级必须符合设计要求，水下混凝土标准养护试件强度必须符合设计强度等级的1.15倍。混凝土试件制作，同一配合比每班不少于1组，每拌制100盘且不超过100立方的同配合比混凝土，取样不得少于一次；每工作班拌制的同一配合比混凝土不足100盘时，取样不少于一次；预拌混凝土应在卸料的1/4-3/4之间取样，每个试样量应满足混凝土质量检验项所需量的1.5倍，但不少于0.2方。每次取样应至少留置一组标准养护试件。

本实用新型的洞内机械打桩***打桩完成后需进行成桩检验，具体检验要求如下：

1、施工应满足桩长、桩径、混凝土强度等级等设计要求，不得有断桩、混凝土离析、夹泥等现象发生。

2、桩位偏差≤±50mm，垂直度偏差≤1％，且不可向坑内倾斜。

3、对于中桩及边桩均应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力，检测数量在同一条件下不应少于3根，且不宜少于总桩数的1％。当工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。

4、混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量不应少于总桩数的20％，且不得少于10根。在抽检桩数范围内，选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测，检测数量不应少于总桩数的10％。

5、应按照规范要求留置试块。

如图2所示，按照本实用新型的洞内机械打桩***的一优选实施例中桩基孔口加固的结构示意图。

在本实施例中，所述桩基孔口加固装置10还包括孔口加固布局结构。

在本实施例中，所述孔口加固布局结构包括位于地层1以下的桩基3，桩基3的孔口四周竖直打设注浆孔，所述注浆孔内***注浆管4，注浆管4的管壁上具有多个开孔，注浆管4内灌有单液水泥浆。钻孔前对桩基孔口采用注浆加固有效地防止了塌孔的现象。

在本实施例中，所述地层1的顶部铺设有支撑垫2，该支撑垫由多根螺纹钢拼接而成的网状结构，避免钻孔表面的泥土产生塌陷的现象。

在本实施例中选取5根桩体进行试验，预先对将施工的桩基孔口周边地层进行注浆加固并作好记录，加固范围为孔边周围2m，加固深度为初支下4-5m，加固浆液为1：1单液水泥浆。采用本次会议确定的预加固措施试验后，再次进行总结。试验证明，洞内所有桩体施工前均需进行孔口加固注浆。

接下来参阅图3所示，按照本实用新型的洞内机械打桩***的一优选实施例中组合钻筒的结构示意图。

在本实施例中，所述洞内机械打桩装置30选用履带式钻机40和组合筒钻50进行钻孔。

在本实施例中，所述组合筒钻50包括筒体51，筒体51)的中心部位设有圆管53，该圆管53通过支架52与筒体51固定连接，支架52由三角板54组成，所述三角板54的边缘上设有多个钻头56；筒体51内设有多根钢丝绳55，当该钻具碰到易堵管的卵石层时，勤提钻，进入到筒体1内的卵石将被提起，不会掉落到桩底。。

在本实施例中，所述钢丝绳55为两层，所述两层钢丝绳55均匀交错分布，进一步地保证了进入到筒体1内的卵石将被提起，不会掉落到桩底。

在本实施例中，所述圆管53的前端设有带有钻头56的连接板。这样设计的好处是圆管3前端的钻头6先接触到岩层中的卵石，为随后三角板4上的钻头6工作做准备，击碎周边的岩层更容易。

最后参阅图4所示，按照本实用新型的洞内机械打桩***的一优选实施例中组合钻筒的另一实施例的结构示意图。

与图3所示实施例一不同的是筒体1的中心部位取消了圆管；多个钻头6均匀分布在连接板的前端；筒体1的边缘上均匀分布四个大钻头。由于取消了圆管，两层钢丝绳的一端均焊接在筒体1端部的横向连接板上，工作过程中钢丝绳容易发生脱落的现象。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的洞内机械打桩***包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。

Claims (10)

1.一种洞内机械打桩***，包括桩基钻孔装置（20）、机械打桩装置、机械移位装置及安装孔内钢筋笼（60）、钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置（70）和水下混凝土灌注装置（80），其特征在于：钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置（70）位于钢筋笼（60）的上方；水下混凝土灌注装置（80）与钢管柱的定位安装及浇筑导管的安装装置（70）的连接；该***还包括桩基孔口加固装置（10）。

2.如权利要求1所述的洞内机械打桩***，其特征在于：所述机械打桩装置选用洞内机械打桩装置（30）。

3.如权利要求1所述的洞内机械打桩***，其特征在于：桩基孔口加固装置（10）包括导洞仰拱及侧墙根部上打设注浆管（11）、导坑开挖装置（12）、测量孔内泥浆比重装置（13）、增加泥浆护壁装置（14）和桩基成孔装置（15）。

4.如权利要求1所述的洞内机械打桩***，其特征在于：桩基孔口加固装置（10）还包括孔口加固布局结构。

5.如权利要求4所述的洞内机械打桩***，其特征在于：所述孔口加固布局结构包括位于地层（1）以下的桩基（3），桩基（3）的孔口四周竖直打设注浆孔，所述注浆孔内***注浆管（4），注浆管（4）的管壁上具有多个开孔，注浆管（4）内灌有单液水泥浆。

6.如权利要求5所述的洞内机械打桩***，其特征在于：地层（1）的顶部铺设有支撑垫（2），该支撑垫由多根螺纹钢拼接而成的网状结构。

7.如权利要求2所述的洞内机械打桩***，其特征在于：洞内机械打桩装置（30）选用履带式钻机（40）和组合筒钻（50）进行钻孔。

8.如权利要求7所述的洞内机械打桩***，其特征在于：组合筒钻（50）包括筒体（51），筒体（51）的中心部位设有圆管（53），该圆管（3）通过支架（52）与筒体（51）固定连接，支架（52）由三角板（54）组成，所述三角板（54）的边缘上设有多个钻头（56）；筒体（51）内设有多根钢丝绳（55）。

9.如权利要求8所述的洞内机械打桩***，其特征在于：钢丝绳（55）为两层，所述两层钢丝绳（55）均匀交错分布。

10.如权利要求8所述的洞内机械打桩***，其特征在于：圆管（53）的前端设有带有钻头（56）的连接板。