一种超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法与流程

1.本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法。


背景技术：

2.桩基础在超高层建筑中应用较广，在深厚软土地区如何保证钻孔灌注桩的成桩质量成为了现阶段的难题，而工程桩试桩则是为后续工程桩的设计及施工提供有效的参数依据及经验参考。很多高层乃至超高层建筑地下室深度较深，限于施工条件无法开挖较深土方，试桩需在原始地面进行施工，故存在较深的负空段(地面至设计桩顶深度)，实际施工桩长大于设计有效桩长，负空段桩长为无效段，此无效段桩长范围内桩周土体摩擦力不应考虑在承载力取值内，一些小型工程直接采用经验参数法、原位测试法理论计算扣除，或是采用高压旋喷振冲法，但都无法实现完全准确消除无效段桩侧土体摩擦力。为取得较为准确的承载力取值数据，现多采用双套管隔绝法，但限于技术未突破，目前类似工程采用较复杂的装置，施工较为不便。为此，研发一种超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法是非常必要的。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法。
4.本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤：
5.s1、桩位放点：采用全站仪或rtk进行施放，误差要求≯1cm，钻孔前进行复核；
6.s2、准备护筒：护筒包括外护筒1、内护筒2，均为圆钢管，外护筒1的长度等于负空段长度，内护筒2的长度等于外护筒1的长度 3.3～3.4m，在靠近内护筒2上下口的内护筒2外表面分别焊接有一圈限位封堵环3；
7.s3、外护筒沉设：将外护筒1运至待成孔桩位附近，由起吊设备将外护筒1起吊，并用ice液压振动锤4的夹具5夹住外护筒1顶部，将外护筒1吊离地面并运至桩位上方对中调垂，启动ice液压振动锤4，缓慢将外护筒1振动沉设至要求标高，沉设过程实时监测垂直度，完成外护筒1沉设；
8.s4、内护筒沉设：通过旋挖机钻进成孔至设计桩顶标高，使外护筒1内的土体被取出，通过起吊设备、ice液压振动锤4以及夹具5，按s3步骤外护筒沉设相同过程振动沉设内护筒2，沉设过程确保内护筒2位于外护筒1中心并实时监测垂直度，内护筒2底端伸出外护筒3m，内护筒2上口对应的限位封堵环3距离外护筒1上口0.4～0.6m，内护筒2下口对应的限位封堵环3距离外护筒1下口0.4～0.6m；
9.s5、内、外护筒封闭：内护筒2上口对应的限位封堵环3与外护筒1上口之间的内、外护筒间隙区域使用编织袋以及黏土堵塞封闭，黏土位于编织袋之上。
10.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
11.1、本发明施工方法施工效率高、质量保证好、数据准确可靠，克服了开挖地下室深
度较大方量土体并需要支护再进行试验的不利条件，提高了以往采用经验参数法计算扣减、高压旋喷振冲法冲散土体从而减小摩擦力的结果准确性，以及避免了现有双套管装置制作、安装复杂、质量保证不高的弊端；本发明确保超长试桩空桩段(地面至设计桩顶深度)土体摩擦力有效消除，能够为超长试桩的试验取得较为准确的承载力取值数据；
12.2、本发明内护筒长于外护筒，内护筒底端伸出外护筒一定距离，ice液压振动锤振动沉设护筒时对深部土体扰动较小，底端土体自身可形成自封闭空间；
13.3、限位封堵环用于减小内护筒上部产生的水平向位移容差，并适应护筒局部尺寸误差及微变形，同时起到辅助封堵作用，其中底端限位封堵环除限位以外，可作为保险装置增强内外护筒底口封堵密实性，而顶端限位封堵环配合编织袋及黏土填充，可以避免顶部泥浆及混凝土等掉落进内、外护筒之间，并且封闭后将内、外护筒中间形成“气塞”，加强封闭效果，加载时无需拆除。
附图说明
14.图1为本发明流程示意图；
15.图2为护筒沉设结构示意图；
16.图3为内、外护筒立面结构示意图；
17.图4为护筒接长大样示意图；
18.图5为护筒顶端满包边示意图；
19.图中：1-外护筒，2-内护筒，3-限位封堵环，4-ice液压振动锤，5-夹具，6-全站仪，7-桩位，8-黏土封口，9-编织袋封口。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
21.如附图1～图5所示本发明包括以下步骤：
22.s1、桩位放点：采用全站仪或rtk进行施放，误差要求≯1cm，钻孔前进行复核；
23.s2、准备护筒：护筒包括外护筒1、内护筒2，均为圆钢管，外护筒1的长度等于负空段长度，内护筒2的长度等于外护筒1的长度 3.3～3.4m，在靠近内护筒2上下口的内护筒2外表面分别焊接有一圈限位封堵环3；
24.s3、外护筒沉设：将外护筒1运至待成孔桩位附近，由起吊设备将外护筒1起吊，并用ice液压振动锤4的夹具5夹住外护筒1顶部，将外护筒1吊离地面并运至桩位上方对中调垂，启动ice液压振动锤4，缓慢将外护筒1振动沉设至要求标高，沉设过程实时监测垂直度，完成外护筒1沉设；
25.s4、内护筒沉设：通过旋挖机钻进成孔至设计桩顶标高，使外护筒1内的土体被取出，通过起吊设备、ice液压振动锤4以及夹具5，按s3步骤外护筒沉设相同过程振动沉设内护筒2，沉设过程确保内护筒2位于外护筒1中心并实时监测垂直度，内护筒2底端伸出外护筒3m，内护筒2上口对应的限位封堵环3距离外护筒1上口0.4～0.6m，内护筒2下口对应的限位封堵环3距离外护筒1下口0.4～0.6m；
26.s5、内、外护筒封闭：内护筒2上口对应的限位封堵环3与外护筒1上口之间的内、外
护筒间隙区域使用编织袋以及黏土堵塞封闭，黏土位于编织袋之上。
27.s2步骤圆钢管壁厚11～13mm，优选为12mm，钢材等级q345b级，外护筒1内径为桩径 19～21cm，选为桩径 20cm，内护筒2内径为桩径 9～11cm，优选为桩径 10cm。
28.s2步骤外护筒1、内护筒2均是由多段护筒依次焊接而成，适合护筒较长(通常长度超过12m)无法整根运输的情况，因此现场焊接，焊接选用e50型焊条电弧焊或co2气体保护焊，护筒焊接接头处应采用“v”形坡口焊接，先对四个方位采取点焊固定后再满焊，焊接护筒对接顺直并保证轴心同心，四角采用定位辅助缀板或钢筋，焊缝焊接连续、饱满，能满足受力及施工要求。
29.护筒接头焊接完毕后，在接头四侧分别采用厚度相同并具有弧度的300*150mm钢板(加强缀板)背焊进行加强连接，增强稳固性。
30.s2步骤外护筒1、内护筒2上口均采用25cm宽护筒钢板进行焊接包边，包边利于夹具5夹持护筒，确保ice夹稳及增强强度；也可以距离护筒上口处焊接一个起吊环或开孔，方便通过卡扣固定护筒并进行起吊。
31.s2步骤限位封堵环3为圆钢。
32.s4步骤内护筒2上口对应的限位封堵环3距离外护筒1上口优选为0.5m，内护筒2下口对应的限位封堵环3距离外护筒1下口优选为0.5m。
33.下面结合实施例1～实施例10对本发明作进一步说明。
34.实施例1
35.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，包括以下步骤：
36.s1、桩位放点：采用全站仪进行施放，误差要求≯1cm，钻孔前进行复核；
37.s2、准备护筒：护筒包括外护筒1、内护筒2，均为圆钢管，外护筒1的长度等于负空段长度，内护筒2的长度等于外护筒1的长度 3.3m，在靠近内护筒2上下口的内护筒2外表面分别焊接有一圈限位封堵环3；
38.s3、外护筒沉设：将外护筒1运至待成孔桩位附近，由起吊设备将外护筒1起吊，并用ice液压振动锤4的夹具5夹住外护筒1顶部，将外护筒1吊离地面并运至桩位上方对中调垂，启动ice液压振动锤4，缓慢将外护筒1振动沉设至要求标高，沉设过程实时监测垂直度，完成外护筒1沉设；
39.s4、内护筒沉设：通过旋挖机钻进成孔至设计桩顶标高，使外护筒1内的土体被取出，通过起吊设备、ice液压振动锤4以及夹具5，按s3步骤外护筒沉设相同过程振动沉设内护筒2，沉设过程确保内护筒2位于外护筒1中心并实时监测垂直度，内护筒2底端伸出外护筒3m，内护筒2上口对应的限位封堵环3距离外护筒1上口0.4m，内护筒2下口对应的限位封堵环3距离外护筒1下口0.4m；
40.s5、内、外护筒封闭：内护筒2上口对应的限位封堵环3与外护筒1上口之间的内、外护筒间隙区域使用编织袋以及黏土堵塞封闭，黏土位于编织袋之上。
41.实施例2
42.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，除s1步骤采用rtk，s2步骤内护筒2的长度等于外护筒1的长度 3.4m，s4步骤内护筒2上口对应的限位封堵环3距离外护筒1上口0.6m，内护筒2下口对应的限位封堵环3距离外护筒1下口0.6m外，其余与实施例1相同。
43.实施例3
44.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，除s2步骤内护筒2的长度等于外护筒1的长度 3.35m，s4步骤内护筒2上口对应的限位封堵环3距离外护筒1上口0.5m，内护筒2下口对应的限位封堵环3距离外护筒1下口0.5m外，其余与实施例1相同。
45.实施例4
46.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，是在实施例1的基础上，s2步骤圆钢管壁厚11mm，外护筒1内径为桩径 19cm，内护筒2内径为桩径 9cm。
47.实施例5
48.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，是在实施例2的基础上，s2步骤圆钢管壁厚13mm，外护筒1内径为桩径 21cm，内护筒2内径为桩径 11cm。
49.实施例6
50.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，是在实施例3的基础上，s2步骤圆钢管壁厚12mm，外护筒1内径为桩径 20cm，内护筒2内径为桩径 10cm。
51.实施例7
52.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，是在实施例4的基础上，s2步骤外护筒1、内护筒2均是由多段护筒依次焊接而成，焊接选用e50型焊条电弧焊，护筒焊接接头处应采用“v”形坡口焊接，先对四个方位采取点焊固定后再满焊，焊接护筒对接顺直并保证轴心同心，四角采用定位辅助缀板或钢筋。
53.实施例8
54.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，除s2步骤多段护筒焊接采用co2气体保护焊，护筒接头焊接完毕后，在接头四侧分别采用厚度相同并具有弧度的钢板背焊进行加强连接外，其余与实施例7相同。
55.实施例9
56.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，是在实施例8的基础上，s2步骤外护筒1、内护筒2上口均采用宽护筒钢板进行焊接包边。
57.实施例10
58.本实施例超长试桩空桩段桩土隔离的施工方法，是在实施例9的基础上，s2步骤限位封堵环3为圆钢，直径22mm。