一种复杂地质深孔桩施工方法与流程

1.本技术涉及桩基施工领域，尤其涉及一种复杂地质深孔桩施工方法。


背景技术：

2.随着我国经济和社会的快速发展,基础设施建设规模也在不断增大。作为桥梁工程的重要基础结构，桩基的施工显得尤为重要。
3.现有技术中，申请公布号为cn111594041a的中国发明专利申请公开了一种岩溶地质下大直径深孔桩基的快速成孔施工方法，采用“旋挖钻 反循环冲击钻”组合施工工艺进行岩溶地质下的大直径深孔桩基施工，在覆盖层用旋挖钻进行快速化施工；旋挖钻施工完成，自行移至下一根桩进行覆盖层钻进，然后采用85t履带吊吊运反循环冲击钻接力进行岩溶地质层的钻进直至成孔。该施工方法具体包括，a、旋挖钻开钻前检查：旋挖钻就位前，所有零部件须检查及整修，旋挖钻的钻头直径必须满足钻孔要求，底座平整牢固保证安装后稳定可靠；由于旋挖钻自重大，工作时荷载较大，要求旋挖钻就位时尽量避开平台受力薄弱点，加大施工安全系数；旋挖钻就位后根据测量放样中心点对旋挖钻的钻头位置进行校正。b、旋挖钻覆盖层钻进：先由旋挖钻就位到桩位，下放钻杆将桶式钻头置放到桩基孔内，钻机旋转动力装置为钻杆提供扭矩、加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆、钻头，钻头回转破碎覆盖层的土类地质，采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺，直接将破碎土装入钻头内，然后再由钻机提升装置和钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土、卸土，直至钻至设计深度。c、更换成反循环冲击钻：旋挖钻移位，旋挖钻行走机动、灵活，在完成覆盖层钻进后，自动快速移至下一根桩进行覆盖层施工；反循环冲击钻就位，用85t履带吊吊运反循环冲击钻至已完成覆盖层施工的桩基孔的孔位，进行岩溶地质层的钻进；复钻前，反循环冲击钻要保持平稳，不发生倾斜、位移，反循环冲击钻的下部要用方木垫平，塞牢。d、反循环冲击钻钻进成孔：反循环冲击钻由机架、传动机构、走行系统、冲击机构、反循环排渣系统构成，其中冲击机构由钢丝绳和冲击钻头构成，通过传动机构驱动冲击机构上下冲击运动，形成瞬时冲击力破碎岩土，同时在冲击机构做上下冲击运动时，反循环排渣系统利用空气的抽吸作用，在大气压力做功下，将泥浆与岩土钻渣吸入反循环排渣系统的导管内，排入泥浆池内。
4.上述现有技术中的岩溶地质下大直径深孔桩基的快速成孔施工方法存在的问题是，在复杂地质进行百米深孔桩施工时，穿越超厚（最厚67m）粉砂层及圆砾层、岩溶强烈发育区（串堂葫芦式溶洞和溶槽交替）、斜岩交错等的超复杂性地质，容易发生漏浆塌孔、地面塌陷，斜岩卡钻、埋锤的现象。施工时桩基成孔难度大、成桩周期长、垂直度控制难、成桩质量及安全风险高、工期风险大。


技术实现要素：

5.为了改善上述现有技术中存在的在复杂地质进行百米深孔桩施工时，容易发生漏浆塌孔、地面塌陷，斜岩卡钻、埋锤的现象，进而导致施工时桩基成孔难度大、成桩周期长的
技术问题，本技术提供一种复杂地质深孔桩施工方法。
6.本技术提供的复杂地质深孔桩施工方法采用如下的技术方案：一种复杂地质深孔桩施工方法，包括以下步骤，s1，采用跟管钻进法，先旋挖钻进3m孔深，并在孔内安装3m底节专用钢套管；s2，捞砂斗取土钻进；s3，在3m底节专用钢套管的上端固定安装4m专用标准节钢套管，4m专用标准节钢套管的下端与3m底节专用钢套管的上端固定连接，继续旋挖钻进4m孔深，并使得4m专用标准节钢套管跟进到孔内；s4，在孔内的4m专用标准节钢套管的上端固定安装下一节4m专用标准节钢套管，下一节4m专用标准节钢套管的下端与孔内的4m专用标准节钢套管的上端固定连接，继续旋挖钻进4m孔深，并使得4m专用标准节钢套管跟进到孔内；s5，重复s4直至钢套管安装至要求标高位置，得到成孔；s6，在钢套管底部进行桩基砼灌注施工，并使得灌注形成的桩基砼的上端面位于钢套管底面上方6m标高处；s7，搓管、顶升拆除钢套管，先对钢套管进行搓管，搓管时采用搓管机的水平液压千斤顶在一定角度范围内来回搓动位于孔内的钢套管，然后对钢套管进行顶升，顶升时采用搓管机的垂直液压千斤顶顶升钢套管，然后依次循环搓管和顶升步骤，直至将需要拆除的钢套管段顶升出施工地面，再采用吊车拆除需要拆除的钢套管段；s8，继续在钢套管底部进行下一节桩基砼灌注施工，并使得灌注形成的下一节桩基砼的高度为4m；s9，循环重复s7和s8直至孔内的桩基砼灌注到要求标高位置，最后采用吊车将钢套管全部拔出。
7.通过采用上述技术方案，本技术的复杂地质深孔桩施工方法在使用时可以防止钻进过程中的孔壁坍塌或流砂充塞钻孔，不易出现斜岩卡钻、埋锤的现象，对土层扰动小，施工出的桩基砼垂直度好；而且在拆除钢套管时比较轻松且对土层扰动小，能够防止孔壁坍塌，从而大大降低了桩基成孔的难度、提高了成桩的施工效率，缩短了施工周期。
8.优选的，4m专用标准节钢套管的下端与3m底节专用钢套管的上端采用35crmo钢加工的连接销连接成整体，相邻两个4m专用标准节钢套管之间采用35crmo钢加工的连接销连接成整体。
9.通过采用上述技术方案，使得相邻的钢套管之间的连接强度更大。
10.优选的，还包括步骤s5.1，对成孔进行验收，如果验收不合格则继续重复s4直至验收合格。
11.通过采用上述技术方案，能够提高施工质量。
12.优选的，还包括步骤s5.2，验收合格后对成孔进行一次清孔，并对一次清孔是否合格进行验收，如果不合格则继续进行一次清孔，直至一次清孔合格。
13.通过采用上述技术方案，能够提高施工质量。
14.优选的，还包括步骤s5.3，在成孔内安装钢筋笼和砼灌注导管，然后对成孔进行二次清孔，并对二次清孔是否合格进行验收，如果不合格则继续进行二次清孔，直至二次清孔合格。
15.通过采用上述技术方案，能够提高施工质量。
16.优选的，所述步骤s7中，搓管机的水平液压千斤顶搓动钢套管的角度为15
°
。
17.通过采用上述技术方案，既能够较好的对钢套管进行顶升前的松动以便于后续顶升钢套管，又不会对周围的土层造成大的扰动。
18.优选的，还包括步骤s10，对灌注完成的桩基砼进行检测，检测采用4根声测管，并对各声测管加长，检测时各声测管露出施工地面50cm。
19.通过采用上述技术方案，能够防止各种不利因素导致声测管堵管影响对桩基砼的检测。
20.优选的，步骤s10中对桩基砼进行检测时，先检测桩基砼，然后再凿除桩顶砼。
21.通过采用上述技术方案，使得检测效率和凿除桩顶砼的施工速度大幅提高，而且可以防止漏浆堵管和凿除桩顶砼堵管现象的发生。
附图说明
22.图1是本技术的复杂地质深孔桩施工方法的实施例1的流程示意图；图2是本技术的复杂地质深孔桩施工方法的实施例2的流程示意图。
具体实施方式
23.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
24.参照图1，本技术的复杂地质深孔桩施工方法的实施例1包括以下步骤，s1，采用跟管钻进法，先旋挖钻进3m孔深，并在孔内安装3m底节专用钢套管。
25.s2，捞砂斗取土钻进。
26.s3，在3m底节专用钢套管的上端固定安装4m专用标准节钢套管，4m专用标准节钢套管的下端与3m底节专用钢套管的上端固定连接，继续旋挖钻进4m孔深，并使得4m专用标准节钢套管跟进到孔内；在本实施例中，4m专用标准节钢套管的下端与3m底节专用钢套管的上端采用35crmo钢加工的连接销连接成整体。
27.s4，在孔内的4m专用标准节钢套管的上端固定安装下一节4m专用标准节钢套管，下一节4m专用标准节钢套管的下端与孔内的4m专用标准节钢套管的上端固定连接，继续旋挖钻进4m孔深，并使得4m专用标准节钢套管跟进到孔内。在本实施例中，相邻两个4m专用标准节钢套管之间采用35crmo钢加工的连接销连接成整体。
28.s5，重复s4直至钢套管安装至要求标高位置，得到成孔。
29.s5.1，对成孔进行验收，如果验收不合格则继续重复s4直至验收合格。
30.s5.2，验收合格后对成孔进行一次清孔，并对一次清孔是否合格进行验收，如果不合格则继续进行一次清孔，直至一次清孔合格。
31.s5.3，在成孔内安装钢筋笼和砼灌注导管，然后对成孔进行二次清孔，并对二次清孔是否合格进行验收，如果不合格则继续进行二次清孔，直至二次清孔合格。
32.s6，在钢套管底部进行桩基砼灌注施工，并使得灌注形成的桩基砼的上端面位于钢套管底面上方6m标高处。
33.s7，搓管、顶升拆除钢套管，先对钢套管进行搓管，搓管时采用搓管机的水平液压千斤顶在一定角度范围内来回搓动位于孔内的钢套管，然后对钢套管进行顶升，顶升时采
用搓管机的垂直液压千斤顶顶升钢套管，然后依次循环搓管和顶升步骤，每次将钢套管顶升一小段距离，直至将需要拆除的钢套管段顶升出施工地面，再采用吊车拆除需要拆除的钢套管段。在本实施例中，搓管机的水平液压千斤顶搓动钢套管的角度为15
°
。
34.s8，继续在钢套管底部进行下一节桩基砼灌注施工，并使得灌注形成的下一节桩基砼的高度为4m。
35.s9，循环重复s7和s8直至孔内的桩基砼灌注到要求标高位置，最后采用吊车将钢套管全部拔出。
36.s10，对灌注完成的桩基砼进行检测，检测采用4根声测管，并对各声测管加长，检测时各声测管露出施工地面50cm，且先检测桩基砼，然后再凿除桩顶砼。
37.本技术的复杂地质深孔桩施工方法的实施例1的实施原理为：本技术的复杂地质深孔桩施工方法在使用时可以防止钻进过程中的孔壁坍塌或流砂充塞钻孔，对土层扰动小，施工出的桩基砼垂直度好；而且在拆除钢套管时比较轻松且对土层扰动小，能够防止孔壁坍塌，从而大大降低了桩基成孔的难度、提高了成桩的施工效率，缩短了施工周期。
38.参照图2，本技术的复杂地质深孔桩施工方法的实施例2包括以下步骤，a、进行施工准备、施工场地整平、换填、桩位放样、跟管钻机就位、开钻前桩位复测。
39.b、钻孔并安装钢套管。先用跟管钻机旋挖钻进3m孔深，然后用跟管钻机配套设施安装3m的底节钢套管；然后采用捞砂斗取土钻进；再继续钻进4m孔深，然后安装第二节4m长的标准节钢套管，底节钢套管和第二节标准节钢套管采用35crmo钢加工的连接销连接成整体，钢套管每个连接头需用公母连接销共12个，钢套管公母连接销的安装和拆除采用专用"内四角”电动板手施工。再继续依次循环钻进4m孔深和4m长的标准节钢套管，直至钢套管安装至要求标高位置，最后安装2m长的顶节钢套管；然后继续采用跟管钻机旋挖施工工艺按照设计孔深要求进行正常钻孔施工。其中，底节钢套管、标准节钢套管和顶节钢套管的内径均为1.25m，壁厚均为4cm，采用a3钢板加工而成。另外，在施工现场提前准备好粘土、膨润土、水泥、工业纤维，在钻孔过程中遇到塌孔现象后及时按比例对塌孔处进行回填处理，当第二次塌孔发生后采用c20低标号砼回填处理，确保塌孔处理得到有效控制。
40.c、对施工完成后的成孔进行验收，如果验收不合格则继续采用跟管钻机旋挖施工工艺按照设计孔深要求进行正常钻孔施工，直至验收合格；验收合格后对成孔进行一次清孔，对一次清孔是否合格进行验收，如果不合格则继续进行一次清孔，直至一次清孔合格。
41.d、第一次清孔合格后将搓管机、砼灌注导管、履带吊车、钢筋笼安装就位。钢筋笼安装施工按照设计和规范要求，采用常规“直螺纹套筒连接”施工工艺。然后对成孔进行二次清孔，采用“反循环”施工工艺进行二次清孔，并对二次清孔是否合格进行验收，如果不合格则继续进行二次清孔，直至二次清孔合格。
42.e、第二次清孔合格后，将汽车泵、挖掘机准备就位，进行桩基砼灌注。桩基砼灌注时，先在钢套管底部进行桩基砼灌注施工，并使得灌注形成的桩基砼的上端面位于钢套管底面上方6m标高处。桩基砼灌注施工按照设计和规范要求，常规“汽车泵配合人工”施工工艺。为确保桩基砼灌注质量，桩基砼在灌注施工过程中，采用深孔桩专用内径325mm壁厚的砼灌注导管进行砼灌注施工，钢套管埋入砼内按照2m施工控制，砼灌注导管埋入砼内不少于4m。
43.f、搓管、顶升拆除钢套管。先对钢套管进行搓管，搓管时采用搓管机的水平液压千斤顶在15
°
范围内来回搓动钢套管；然后对钢套管进行顶升，顶升时采用搓管机的垂直液压千斤顶顶升钢套管一段距离，然后依次循环搓管和顶升步骤，直至将需要拆除的钢套管段顶升出施工地面。然后，采用50吨履带吊车吊走拆除需要拆除的钢套管段。
44.g、继续依次重复桩基砼灌注和搓管、顶升拆除钢套管，直至桩基砼灌注到要求标高，完成桩基砼灌注，桩基砼灌注完成后等半小时，经现场值班技术人员反复检测桩顶砼无异常后再拔除砼灌注导管。
45.h、对桩基砼进行检测，合格后进行下一道工序。为确保桩基砼检测顺利，避免因各种不利因素导致声测管堵管影响检测结果，将现有的3根声测管，增加成4根，并对声测管加长，使其露出施工地面50cm左右；将传统的“先凿除桩顶砼，再检测桩基砼”，优化为“先检测桩基砼，后凿除桩顶砼”。这样不仅检测桩基砼的效率和凿除桩顶砼施工速度大幅提高，同时也有效避免了漏浆堵管和凿除桩顶砼堵管现象的发生。
46.本技术的复杂地质深孔桩施工方法的实施例2的实施原理为：本技术的复杂地质深孔桩施工方法在使用时可以防止钻进过程中的孔壁坍塌或流砂充塞钻孔，对土层扰动小，施工出的桩基砼垂直度好；而且在拆除钢套管时比较轻松且对土层扰动小，能够防止孔壁坍塌，从而大大降低了桩基成孔的难度、提高了成桩的施工效率，缩短了施工周期。在古迹保护区或不宜震动的建筑物旁施工，施工扰动小，对保护古迹和建筑物优势明显。本技术的复杂地质深孔桩施工方法在应用中还具有以下优点，一是钢套管拔除可以重复利用，节约成本；二是避免了不稳定细砂层和细圆砾层的坍塌，减少了塌孔处理措施费；三是施工速度快，节省了人工费和机械费。
47.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。