一种钻孔灌注桩的施工方法与流程

1.本发明涉及基础工程技术领域，具体涉及一种钻孔灌注桩的施工方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.钻孔灌注桩施工过程中，常采用泥浆护壁法进行施工。该法应用制作简单，操作方便，但也均存在一些问题，比如泥浆的比重既不能过大也不能过小，避免护壁效果不好或泥皮太厚。塌孔是较常见的一种现象，特别是在深厚松软沙土层地区。在遇到易发生塌孔的地质条件时，如何有效解决塌孔问题是灌注桩成孔质量控制的关键。
4.发明人发现，采用泥浆护壁法时，浆液液位很难高出地面，在泥浆比重无法合理提高的客观前提下，遇到不良地质情况时，泥浆对孔壁的保护力度往往达不到需求，不能够有效护壁，容易发生塌孔的现象。如果采用全钢钢护筒，浇筑混凝土后又很难拔出，造成很大的浪费。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种钻孔灌注桩的施工方法，克服了采用泥浆护壁法防止塌孔时泥浆液位受限的问题，保证了对孔壁的支撑效果，同时施工成本低。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明的实施例提供了一种钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：
8.开挖凹坑，并在凹坑的底面铺设面积大于钢护筒截面面积的防渗土工膜；
9.在防渗土工膜上方放置钢护筒，对钢护筒外壁与凹坑坑壁之间的空间进行回填；
10.对钢护筒位置处防渗土工膜下方的土体施工钻孔直至钻孔达到设定深度，钻孔的同时对钻孔和钢护筒内部空间注入泥浆，进行泥浆护壁；
11.在钻孔和钢护筒内施工灌注桩。
12.可选的，所述防渗土工膜上开设有孔洞，钢护筒施工时，钢护筒与孔洞同轴设置。
13.可选的，所述孔洞开设在防渗土工膜的中心位置，且所述孔洞的直径等于钢护筒的内径。
14.可选的，所述防渗土工膜的施工方法为：在凹坑的底面铺设第一柔性板，在第一柔性板上表面铺设固定防渗土工膜，在防渗土工膜上表面铺设固定第二柔性板。
15.可选的，所述防渗土工膜与第一柔性板和第二柔性板采用焊接固定或采用紧固件可拆卸固定。
16.可选的，所述第一柔性板固定在防渗土工膜下表面中心位置，第二柔性板固定在防渗土工膜上表面中心位置，第一柔性板和第二柔性板均开设有与孔洞同轴的通孔。
17.可选的，所述第一柔性板和第二柔性板采用沥青杉木板。
18.可选的，所述钢护筒底端与防渗土工膜密封连接。
19.可选的，所述钢护筒的长度大于凹坑的深度，使得钢护筒放置在防渗土工膜上方后其顶端能够伸出至地面上方设定距离。
20.可选的，灌注桩的具体施工方法为：在钢护筒和钻孔内置入钢筋笼，然后在钢护筒和钻孔内灌注混凝土，将泥浆挤出钢护筒和钻孔，直至灌注的混凝土到设定高度。
21.上述本发明的有益效果如下：
22.1.本发明的方法，在高液位泥浆作用下，通过设置防渗土工膜，能够防止钻孔周围渗入土体的泥浆向上渗透，通过延长泥浆渗径的方法增长了泥浆的渗透距离，从而避免了泥浆从地面渗出，同时确保防渗土工膜一定的埋深，避免了高液位下泥浆护壁施工时产生的地面隆起现象。与传统的泥浆护壁法相比，本发明的方法能够使得泥浆的液位能够达到一个较高的高度，从而能够对钻孔孔壁施加足够的侧向压力，保证了对钻孔孔壁的支撑效果，防止了塌孔现象。
23.2.本发明的方法，由于泥浆能够提供足够的侧向压力，所以减少了钢护筒的长度，与传统的埋设长钢钢护筒法相比，使用钢护筒的长度小，节省了钢护筒的用量，特别在不良地质的群桩施工中，经济效益和适用性上更加明显。
24.3.本发明的方法，防渗土工膜采用第一柔性板和第二柔性板进行固定，利用第一柔性板和第二柔性板进行保护，防止钢护筒施工时对防渗土工膜造成损坏。
附图说明
25.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。
26.图1是本发明实施例1施工状态主视示意图；
27.图2是本发明实施例1施工状态俯视示意图；
28.其中，1.钢护筒，2.防渗土工膜，3.第一柔性板，4.回填土，5.泥浆泵，6.地下水水位线，7.泥浆液面，8.泥浆向上渗透的边界线,9.第二柔性板,10.砂石泵。
具体实施方式
29.实施例1
30.本实施例公开了一种钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：
31.步骤1：将所在桩位的土体以桩所在圆心为中点采用开挖设备开挖凹坑，所述凹坑的深度等于钢护筒的底部标高，所述凹坑的面积等于防渗土工膜的铺设面积。
32.步骤2：凹坑开挖完成后，在凹坑的底面施工防渗土工膜2，所述防渗土工膜的面积大于钢护筒的截面面积，所述防渗土工膜采用hdpe防渗膜，具有普通防水材料无法比拟的防渗效果，hdpe防渗膜具有高强抗拉伸机械性，它优良的弹性和变形能力使其非常适用于膨胀或收缩基面，可有效克服基面的不均匀防渗膜沉降，同时还具有拉伸强度好，冲击强度高，防渗透、耐酸碱、耐热、耐候、耐磨等特性，使用寿命长，所述防渗土工膜的施工具体方法为：
33.步骤2.1在凹坑的底面铺设第一柔性板3，本实施例中，所述第一柔性板采用沥青杉木板，沥青杉木板是将杉木按设计要求制成木板，待其成型后阴干，用沥青浸泡或用沥青满布涂刷而成的。沥青杉木板阴干时，其控制水份需达到要求，一般需少于3％
‑
5％。用沥青
满布涮涂时，一般需要涂刷2
‑
3遍。沥青杉木板具有耐碱、耐水、耐油、耐霉变、耐疲劳和优异的抗老化性能，耐温可达到
‑
200
‑
150度，伸长率可达到400％，其弹性模量e达到3.9
‑
8.5，是聚板的7
‑
15倍，可广泛应用于基础工程，可以理解的是，本领域技术人员可根据实际工程需要选择相应类型的柔性板作为第一柔性板。
34.步骤2.2第一柔性板施工完成后，在第一柔性板上表面铺设防渗土工膜，本实施例中，所述防渗土工膜的面积大于第一柔性板的面积，防渗土工膜的中心位置开设有孔洞，所述孔洞的直径等于钢护筒的内径，相应的，所述第一柔性板上也开设有与所述孔洞同轴设置的通孔。通孔的直径等于孔洞的直径。
35.在一种实施方式中，所述第一柔性板上表面与防渗土工膜的下表面采用焊接的方法固定。
36.在另一种实施方式中，所述第一柔性板的上表面与防渗土工膜的下表面采用多个固定件可拆卸固定，优选的，为了取材方便，所述固定件采用螺栓或螺钉。
37.步骤2.3防渗土工膜与第一柔性板固定完成后，在防渗土工膜的上表面铺设第二柔性板9，优选的，所述第二柔性板的面积与第一柔性板的面积相同，小于防渗土工膜的面积，第二柔性板采用沥青杉木板，可以理解的是，本领域技术人员可根据实际工程需要选择相应类型的柔性板作为第二柔性板。
38.相应的，所述第二柔性板上设置有与所述孔洞同轴的通孔，所述第二柔性板采用焊接的方法与防渗土工膜固定或采用固定件与防渗土工膜可拆卸固定，所述固定件采用螺栓或螺钉。
39.步骤3：防渗土工膜施工完成后，在第二柔性板上表面放置钢护筒1，本实施例中，所述钢护筒采用钢钢护筒，钢护筒放置在第二柔性板后，钢护筒底端与第二柔性板进行焊接，以密封钢护筒与第二柔性板之间的间隙。
40.防渗土工膜采用第一柔性板和第二柔性板进行固定，利用第一柔性板和第二柔性板进行保护，防止了钢护筒施工时对防渗土工膜造成损坏。
41.步骤4：钢护筒施工完成后，对钢护筒外筒面与凹坑坑壁之间的空间进行回填，直至与地面平齐，并对回填土4进行压实，本实施例中，所述钢护筒的长度大于凹坑的深度，使得钢护筒设置在第二柔性板后，其顶端能够伸出地面上方设定距离。
42.在其他一些实施例中，所述孔洞不位于防渗土工膜的中心位置，但是需要满足所述孔洞与防渗土工膜边缘距离的最小值大于设定值，以满足防渗土工膜阻止泥浆通过土体向上渗透的需要。
43.所述防渗土工膜的尺寸由设定液位高度下的泥浆液渗透及抗隆起验算获得，不同工程所使用的防渗土工膜的尺寸不同，本领域技术人员可根据理论计算获取，在此不进行详细叙述。
44.步骤5：回填完成后，开始进行钻孔，钻孔采用现有的钻孔设备即可，利用钻孔设备对防渗土工膜下方的土体进行钻孔，钻机的钻头进入钢护筒内部并通过通孔和孔洞依次穿过第二柔性板、防渗土工膜和第一柔性板后，对防渗土工膜下方的土体进行钻孔，直至钻孔达到设定深度。
45.钻孔的同时，通过泥浆泵5将预先设置的泥浆池内的泥浆泵入钻孔和钢护筒内部，直至钻孔和钢护筒内的泥浆液面7高度达到第一设定高度，进行泥浆护壁，泥浆的注入方法
采用现有泥浆护壁法的施工方法即可，在此不进行详细叙述，钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流的作用，
46.在一种实施方式中，泥浆由钻孔设备的钻杆内部注入，并从钻杆底端喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，并右钢护筒顶端流出将土渣带入沉淀池，经沉淀池的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，以此循环。
47.在另一种实施方式中，泥浆由钻杆与孔壁之间的患者间隙流入钻孔，然后砂石泵10再钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。
48.所述泥浆液面的第一设定高度根据地下水水位线6的高度及采用的泥浆密度决定，泥浆液面高度使得钢钢护筒外泥浆的最高高度即泥浆向上渗透的边界线8在地面以下不小于0.5米，泥浆液面高度可根据理论计算获得，在此不进行详细叙述。
49.本实施例总，通过设置防渗土工膜，能够防止钻孔周围渗入土体的泥浆向上渗透，使得泥浆向钻孔四周渗透，会极大降低泥浆向上渗透的距离，从而避免了泥浆从地面渗出，避免了泥浆护壁施工时产生的地面隆起现象，与传统的泥浆护壁法相比，本发明的方法能够使得泥浆的液位能够达到一个较高的高度，从而能够对钻孔孔壁施加足够的侧向压力，保证了对钻孔孔壁的支撑效果，防止了塌孔现象。
50.步骤6：钻孔达到设定深度后进行清孔施工，清空采用现有的泥浆循环施工方式或空气吸泥机施工，采用现有施工方法即可，在此不进行详细叙述，清孔后检查孔底沉渣厚度、孔内泥浆密度等，符合要求后，在钢护筒及钻孔内施工灌注桩，灌注桩的施工方法采用现有施工方法即可，首先将预先制作好的钢筋笼采用起吊设备置入钢护筒和钻孔内部，然后采用注浆设备向钻孔和钢护筒内灌注混凝土，注浆设备的注浆管伸至钻孔底部，使得混凝土注入钻孔后，能够将钻孔和钢护筒内的泥浆挤出，持续注入混凝土，直至混凝土达到第二设定高度，第二设定高度即为灌注桩的顶部标高。
51.待混凝土凝固并养护设定时间后，完成了灌注桩的施工。
52.本实施例的方法，采用了钢护筒与泥浆护壁结合的方式防止塌孔，钢护筒的长度只要能够大于凹坑的深度即可，由于泥浆能够提供足够的侧向压力，与传统的埋设长钢钢护筒法相比，使用钢钢护筒的长度小，节省了钢护筒的用量，尤其是打群桩时，极大的节省了钢护筒用量，降低了工程的施工成本。
53.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。