咬合桩施工方法与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种咬合桩施工方法。


背景技术：

2.随着城市化的发展，填海造陆地区的建筑施工逐渐增多，在进行填海造陆区域的建筑施工时，通常采用咬合桩形成地下连续墙作为基坑围护结构。因填海造陆区的回填石较多，存在钻孔周边缝隙较多，泥浆流失，导致无法起到泥浆护壁作用，容易造成塌孔，因此多使用套管形成护壁使得成孔更为容易，但因为填海造陆地区的地层中常常随机分布有大块石，当套管旋转钻进切除块石容易导致套管偏位，出现偏孔的问题，导致咬合桩咬合效果差，影响地下连续墙的支护和止水作用。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种咬合桩施工方法，旨在提高咬合桩的施工质量。
4.为实现上述目的，本发明提出的一种咬合桩施工方法，包括：
5.在预设位置施放套管，并驱使所述套管下压，且清除所述套管内的杂物；
6.当所述套管下压遇到障碍物时，对所述套管下端管口处进行清障处理。
7.可选地，所述对所述套管下端管口处进行清障处理的步骤包括：
8.将潜孔锤机下放至所述套管内，并对障碍物进行破碎处理。
9.可选地，所述对障碍物进行破碎处理的步骤之后，还包括：
10.下放套管，并清除套管内被破碎的障碍物。
11.可选地，所述清除套管内被破碎的障碍物的步骤包括：
12.将所述潜孔锤机更换为抓斗，对被破碎的障碍物进行抓取。
13.可选地，所述清除套管内被破碎的障碍物的步骤之后，还包括：
14.对当前套管的下沉深度进行识别；
15.当下沉深度不满足预设条件时，将所述潜孔锤机下放至所述套管内，并对障碍物进行破碎处理。
16.可选地，所述下放套管，并清除套管内被破碎的障碍物的步骤之后，还包括：
17.检测所述套管的垂直度；
18.若所述套管的垂直度超出预设范围，对所述套管进行垂直度校正。
19.可选地，所述套管由钻机驱动下压，所述钻机包括抵持所述套管的两顶推机构，两顶推机构分别设于所述套管上端端面的两侧，所述对所述套管进行垂直度校正的步骤包括：
20.当所述套管的入土深度小于预设深度时，分别伸缩两侧的顶推机构以调直所述套管。
21.可选地，所述套管由钻机驱动下压，所述钻机包括抵持所述套管的两顶推机构，两顶推机构分别设于所述套管上端端面的两侧，所述对所述套管进行垂直度校正的步骤包
括：
22.当所述套管的入土深度大于预设深度时，向所述套管内回填填充物并逐渐拔起所述套管，直至所述套管的入土深度达到前次垂直度检测合格的深度，分别伸缩两侧的顶推机构以调直所述套管，并下压套管。
23.可选地，所述向所述套管内回填填充物并逐渐拔起所述套管的步骤包括：
24.当进行素桩施工时，向所述套管内回填砂或粘土，并逐渐拔起所述套管；
25.当进行荤桩施工时，向所述套管内回填与素桩相同的混凝土，并逐渐拔起所述套管。
26.可选地，所述潜孔锤机采用空压机驱动，所述潜孔锤机锤击时所述空压机的气压值范围是0.5mpa～2.46mpa。
27.本发明的技术方案，在套管下压形成咬合桩桩孔的过程中，当套管遇到块石等障碍物时，对套管遇到的障碍物先进行清障处理。相较于直接采用套管破坏块石等障碍物的做法，得以避免块石等障碍物产生对套管的反作用力导致套管偏斜，提高咬合桩的施工质量，使咬合桩成型后的垂直度保持在所需范围内，确保相邻的咬合桩之间保持较好的咬合距离，以使咬合桩组成的地下连续墙具有较好的支护和止水作用。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
29.图1为本发明咬合桩施工方法第一实施例的流程图；
30.图2为本发明咬合桩施工方法第二实施例的流程图；
31.图3为本发明咬合桩施工方法第三实施例的流程图；
32.图4为本发明咬合桩施工方法第四实施例的流程图；
33.图5为本发明咬合桩施工方法第五实施例的流程图；
34.图6为本发明咬合桩施工方法第六实施例的流程图；
35.图7为本发明咬合桩施工方法第七实施例的流程图。
36.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，
例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
41.本发明提出一种咬合桩施工方法。
42.请参照图1，在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述咬合桩施工方法包括如下步骤：
43.s10，在预设位置施放套管，并驱使所述套管下压，且清除所述套管内的杂物；
44.s20，当所述套管下压遇到障碍物时，对所述套管下端管口处进行清障处理。
45.具体地，本发明的技术方案，应用于填海造陆区的咬合桩施工，在咬合桩施工过程中，需在预定的地点依次完成素桩和荤桩的浇筑成型，并使得素桩和荤桩相互咬合，以提高支护和防水能力，对基坑形成较好的保护。在咬合桩成孔时，因填海造陆区的回填石较多，存在钻孔周边缝隙较多，泥浆流失，导致无法起到泥浆护壁作用，容易造成塌孔，因此多使用套管形成护壁使得成孔更为容易。常见的，采用全套管全回转钻机进行钻孔成型，将套管施放于预设位置，并使得套管的轴线垂直于地面设置，套管的底部固定安装有刃刀，刃刀的截面形状为底边倾斜的矩形，用于向下挖孔并将岩层搅碎，刃刀设有多个，多个刃刀在套管的底部沿周向均匀分布，使套管在挖孔的过程中受力均匀。此时，钻机带动套管向下驱动进行钻孔，当钻机驱动套管向下钻孔遇到障碍物时，此时对套管下端管口的障碍物进行清障处理，对障碍物进行清障处理可以采用旋挖钻机或潜孔锤机等设备破碎障碍物，避免因障碍物的干涉导致套管下行路线偏位。进一步地，在套管下压的过程中，监测套管的垂直度，并在套管的垂直度超出预设范围即套管偏斜时对套管进行校正将套管调直，确保套管竖直下行，得以保证浇筑混凝土后形成的咬合桩的垂直度，从而使得相邻的素桩和荤桩的底部也保持较好的咬合距离，使咬合桩具有较好的支护能力和防水能力。
46.需要说明的是，在套管起拔过程中，通过导管向桩孔内灌注混凝土，并保持底部套管下端始终位于混凝土面以下至少2m。
47.因此，可以理解的，本发明的技术方案，在套管下压形成咬合桩桩孔的过程中，当套管遇到块石等障碍物时，在套管内安装潜孔锤机以冲击破碎障碍物。相较于直接采用套管破坏块石等障碍物的做法，利用潜孔锤机冲击破坏块石得以避免块石产生对套管的反作用力导致套管偏斜，提高了咬合桩桩孔的垂直度，从而得以使咬合桩成型后的垂直度保持在所需范围内，确保相邻的咬合桩之间保持较好的咬合距离，以使咬合桩组成的地下连续墙具有较好的支护和止水作用。
48.请参照图2，在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述对所述套管下端管口处进行清障处理的步骤包括：
49.s21，将潜孔锤机下放至所述套管内，并对障碍物进行破碎处理。
50.本技术的技术方案，旨在当套管下压遇到障碍物时通过其他方式进行清障，从而避免套管与障碍物直接产生力的相互作用，保证套管下压的垂直度。本实施例中，当套管下压遇到障碍物时，在套管内下方潜孔锤机，潜孔锤机对套管下端端口处的障碍物进行冲击使其破碎，潜孔锤机的使用，得以有效冲击不同硬度的障碍物是障碍物破碎，通用性较高，在障碍物破碎之后便得以有效降低套管下压时的阻力，使套管得以继续下沉。本实施例中，障碍物破碎且当套管下压之后，可以将破碎的障碍物清除，或者若套管下压后已经达到预设桩深时，可以不清除破碎的障碍物，直接灌注水泥使水泥与障碍物混合形成桩身。
51.请参照图3，在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述对障碍物进行破碎处理的步骤之后，还包括：
52.s22，下放套管，并清除套管内被破碎的障碍物。
53.前述实施例的技术方案，采用潜孔锤机冲击破碎障碍物，以降低套管下压时的阻力。本实施例中，在障碍物破碎之后，继续下放套管，并开始清除套管内的已经破碎的障碍物，以便后续灌注水泥形成桩身，若清除障碍物再下方套管，则容易出现塌孔现象。其中，清除障碍物的方式，可以是潜孔锤机自身反循环转动，并向孔内喷高压气体使杂物排出，也可以是将潜孔锤机替换为旋挖钻机或抓斗，抓出孔内破碎的障碍物。
54.请参照图4，在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述清除套管内被破碎的障碍物的步骤包括：
55.s221，将所述潜孔锤机更换为抓斗，对被破碎的障碍物进行抓取。
56.前述实施例的技术方案，在潜孔锤机冲击破碎障碍物之后，使得套管跟随潜孔锤机下沉，再将套管内破碎的障碍物清除。本实施例中，在套管下压之后，将套管内的潜孔锤机替换为抓斗，采用抓斗将套管内破碎的障碍物抓出。
57.请参照图5，在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述清除套管内被破碎的障碍物的步骤之后，还包括：
58.s23，对当前套管的下沉深度进行识别，当下沉深度不满足预设条件时，将所述潜孔锤机下放至所述套管内，并对障碍物进行破碎处理。
59.前述实施例的技术方案，当套管下沉遇到障碍物时，通过潜孔锤机冲击破碎障碍物，并在套管下压后将破碎的障碍物清除。本实施例中，当潜孔锤机进行一次冲击破碎障碍物，并完成套管下压和障碍物清除工作之后，若套管下端端口处仍存在未破碎的障碍物，此时，判断套管的下沉深度是否已经达到预设的桩深，若已经达到桩深，便可以直接向孔内浇筑混凝土，若仍未达到桩深，重新将潜孔锤机下放至套管内进行清障。
60.当然，在潜孔锤机进行一次冲击破碎障碍物，并完成套管下压和障碍物清除工作之后，若障碍物已经完全清除，此时可直接根据是否达到预设孔深选择是否继续下压套管，也无需再次下放潜孔锤机。
61.请参照图6，在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述下放套管，并清除套管内被破碎的障碍物的步骤之后，还包括：
62.s25，检测所述套管的垂直度；
63.s26，若所述套管的垂直度超出预设范围，对所述套管进行垂直度校正：
64.前述实施例的技术方案，当套管下沉遇到障碍物时，通过潜孔锤机冲击破碎障碍
物，并在套管下压后将破碎的障碍物清除。本实施例中，当潜孔锤机进行一次冲击破碎障碍物，并完成套管下压和障碍物清除工作之后，检测套管的垂直度，以确保套管下压过程中的垂直度始终保持在预设的范围内，若套管的垂直度超出了预设范围，则采用钻机本身的调直结构对套管进行调直，避免套管倾斜，提高施工过程中套管下放的垂直度。
65.可以理解的，本技术的技术方案中，通过驱使套管旋转下压形成桩孔围护，清除套管内的杂物便形成了咬合桩桩孔。本实施例中，在驱使套管下压的过程中，可以在每当套管下压一定的单位距离时，检测套管的垂直度，以确保套管下压过程中的垂直度始终保持在预设的范围内，若套管的垂直度超出了预设范围，则采用钻机本身的调直结构对套管进行调直，避免套管倾斜。可以理解的，预设的单位距离应小于单节套管的长度。
66.常见的，对所述套管进行垂直度校正的步骤包括：
67.在地面选择两个相互垂直的方向采用经纬仪检测地面以上部分所述套管的垂直度；
68.和/或，采用线锥检测所述套管的孔内垂直度。
69.前述实施例的技术方案中，在套管下压的过程中，持续检测套管的垂直度，以便及时发现套管偏斜，对套管进行校正。本实施例中，对显露于地面之上的部分套管进行垂直度检测，具体的，在地面选择两个相互垂直的方向分别设置经纬仪，两个经纬仪分别从套管显露的底部向顶部观测，便得以算出套管倾斜的偏角，以此作为依据对套管进行校正调直，从而使得套管的垂直度在预设范围内。其中，两台经纬仪放置的位置距离全套管全回转钻机至少20米，避免全套管全回转钻机对经纬仪造成影响，且能够对套管的整体进行垂直度监测。
70.或者采用通过在孔内吊放线锥的方式，使线锥沿桩孔的内壁下垂测量形成的桩孔的母线垂直度，若桩孔的垂直度超出预设范围，则通过钻机自身的调直机构对套管进行调直，从而使得钻出的桩孔的垂直度在预设范围内。当然，可以同时采用前述两种或其他方式进行垂直度检测，在此不做限定。
71.请参照图7，在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述对所述套管进行垂直度校正的步骤包括：
72.s261，当所述套管的入土深度小于预设深度时，分别伸缩钻机两侧的顶推机构以调节所述套管的垂直度。
73.前述实施例的技术方案中，在套管下压过程中，测量套管或桩孔的垂直度，以便及时发现套管偏斜，对套管进行校正。本实施例中，在套管的垂直度偏差值小于预设值或者套管的入土深度小于预设深度时，直接利用钻机自身的调直机构对套管进行校正，可以理解的，全套管全回转钻机包括套管和驱动件，驱动件设置于套管的末端以推动套管下压，驱动件包括设于套管两侧的两组顶推机构，当检测发现套管偏斜时，伸长偏斜方向一侧的顶推机构，使得套管向另一侧偏斜，直至套管的垂直度回复预设范围内，完成套管校正。
74.请参照7，在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述对所述套管进行垂直度校正的步骤包括：
75.s262，当所述套管的入土深度大于预设深度时，向所述套管内回填填充物并逐渐拔起所述套管，直至所述套管的入土深度达到前次垂直度检测合格的深度，分别伸缩钻机两侧的顶推机构以调直所述套管。
76.前述实施例的技术方案中，在套管下压过程中，多次测量套管或桩孔的垂直度，以便及时发现套管偏斜，对套管进行校正。本实施例中，若套管的入土深度大于预设深度时，将套管拔起至前次测量合格的深度，检测套管的垂直度，对套管的垂直度进行校正后，重新下压套管，分别伸缩钻机两侧的顶推机构以调直所述套管，完成套管的垂直度校正。同时，在套管拔起的过程中，需往套管内回填填充物，可以理解的，当套管下压时同步清除套管内的填土形成桩孔，套管同时作为桩孔的支撑壁作用，当套管拔起时，底部的桩孔没有套管支撑，容易出现塌孔现象，特别是在荤桩的成孔过程中，由于素桩的混凝土还未完全凝结，容易导致素桩内的混凝土流入荤桩的桩孔内，影响素桩的成桩强度也影响后序荤桩桩孔的成型。
77.需要说明的是，在一些实施例中，当将套管拔起至前次垂直度检测合格的深度时并进行调校之后，垂直度仍达不到预设范围时，可重复拔起套管和调校套管的步骤直至所述套管的垂直度达到预设的垂直度范围。
78.在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述向所述套管内回填填充物并逐渐拔起所述套管的步骤包括：
79.当进行素桩施工时，向所述套管内回填砂或粘土，并逐渐拔起所述套管；
80.当进行荤桩施工时，向所述套管内回填与素桩相同的混凝土，并逐渐拔起所述套管。
81.前述实施例的技术方案中，当套管的入土深度大于预设深度且套管的垂直度超出预设范围时，逐步提起套管并往套管内回填填充物直至套管达到前次检测合格的深度。可以理解的，在咬合桩施工过程中，先形成间隔设置的一排素桩，在素桩的混凝土未凝固之前，在相邻的两素桩之间进行荤桩成孔，并使得荤桩的桩孔与素桩咬合。本实施例中，在素桩的桩孔成孔过程中，当套管的入土深度大于预设深度且套管的垂直度超出预设范围时，在提起套管时需往素桩桩孔内回填砂或粘土，以避免套管拔起时底部的桩孔孔壁塌孔，砂或粘土得以避免桩孔周围土层塌陷，影响土层强度，在套管完成调直之后再次下压，此时便可将回填的砂或粘土清除，重新成孔。在荤桩的桩孔成孔过程中，当套管的入土深度大于预设深度且套管的垂直度超出预设范围时，由于此时素桩的混凝土还未凝结，此时在提起套管时需往荤桩桩孔内填充与素桩相同的混凝土，以避免素桩的混凝土流入荤桩桩孔内，也避免回填砂或粘土的填充物与素桩的混凝土混合在素桩内形成土夹层影响素桩的质量。
82.在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述潜孔锤机采用空压机驱动，所述潜孔锤机锤击时所述空压机的气压值范围是0.5mpa～2.46mpa。
83.前述实施例的技术方案中，当套管下沉遇到障碍物时，通过潜孔锤机冲击破碎障碍物，并在套管下压后将破碎的障碍物清除。本实施例中，潜孔锤机采用空压机驱动，所述潜孔锤机锤击时所述空压机的气压值范围是0.5mpa～2.46mpa。使得潜孔锤机具有较强的冲击强度和效率，且得以避免冲击强度过大导致塌孔。
84.本技术的技术方案，通过驱使套管回转压入地层形成桩孔围护，清除套管内的杂物便形成了咬合桩桩孔。本实施例中，在对于一些桩高较大的咬合桩施工过程中，通过多节套管依次连接的方式使得成型的桩孔达到预设桩高，此时，采用逐节压入套管的方式，当一节套管向下压入直至该套管在地面上的长度在预设的长度范围内时，将另一节套管与该套管连接后继续下压，以将多节套管依次压入地层，直至地面下的套管总长达到预设深度，自
下而上向套管内浇筑混凝土并逐节拔出套管直至混凝土浇筑完毕，当逐节拔出套管时，需保证套管的底部始终低于混凝土面，以避免孔壁的土层进入桩孔内与混凝土混合形成土夹层，影响成桩质量。
85.同时，在一节套管压入直至所述套管在地面上的长度在预设的长度范围内时，检测在地面上的部分所述套管的垂直度，当垂直度在预设的垂直度范围时，将另一节套管与该套管后连接下压；若检测的套管垂直度超出预设范围，则先进行套管调直后再将另一节套管与该套管连接，从而确保对桩孔垂直度的准确控制。
86.当采用多节套管依次连接的方式使得成型的桩孔达到预设桩高时，在预设位置施放套管，驱使所述套管下压的步骤之前，还包括：
87.检测单节套管的直线度；
88.当每一节套管的直线度均在预设的直线度范围时，将多节套管依次连接，检测连接后多节套管的整体直线度；
89.当连接后多节套管的整体直线度满足预设的直线度范围时，执行在预设位置施放套管的步骤。
90.也即，在将套管下压至地面之前，先测量每一套管以及连接后整体套管的直线度，确保不会因为套管本身直线度达不到直线度要求导致成孔过程中桩孔的垂直度超出预设范围，影响最终咬合桩的成桩质量。常见的，测量套管直线度可以在地面上测放出两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锥和直尺进行检测，以选用符合规格的套管进行施工。
91.在本发明咬合桩施工方法的一些实施例中，所述在预设位置施放套管，并驱使所述套管下压的步骤包括：
92.在预设位置浇筑导墙；
93.将所述套管施放于所述导墙的定位孔中，驱使所述套管下压。
94.前述实施例的技术方案中，在预设位置采用全套管全回转技术进行钻孔。本实施例中，在进行套管下压前确定套管下压位置，先平整场地，采用gps或全站仪测放导墙施工的控制线，挖机挖出导墙沟槽后，绑扎导墙钢筋并架设导墙模板，同时进行咬合桩的测量放样，浇筑导墙混凝土，形成导墙。此时，在导墙内形成多个依次排列的定位孔，定位孔的孔径大于咬合桩的直径，将套管至于定位孔中，沿定位孔下压至地层中，套管的底部固定安装有刃刀，刃刀的截面形状为底边倾斜的矩形，用于向下挖孔并将岩层搅碎，刃刀设有多个，多个刃刀在套管的底部沿周向均匀分布，使套管在回旋下压的过程中受力均匀。导墙的设置，得以对套管起锁口和导向作用，以确保最终咬合桩的成型精度。
95.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。