一种厚软弱土层桩基施工方法与流程

1.本技术涉及桩基施工技术领域，具体而言，涉及一种厚软弱土层桩基施工方法。


背景技术：

2.在高速公路施工过程中，经常遇到厚达30m-50m的淤泥和粉砂层等软弱土层，在上述工况环境下进行桥梁桩基施工时最容易出现的问题就是塌孔、扩孔缩颈等问题。而传统的泥浆护壁效果很差，施工单位唯一有效做法就是加长钢护筒，但也只将钢护筒加长到穿越2/3厚软弱土层，为了便于钢护筒打入不变形且能承受强大土压力，需要采用壁厚22mm以上钢板卷制钢护筒，以保证所需的强度要求。
3.施工期间发现成桩率确实显著提高，但无护筒的1/3底部软弱土层仍然是质量问题的集中位置，这个事实说明钢护筒穿软弱土层确实是最佳方法，但采用上述方式用钢量很大，仅此一项投入增加工程造价就达到上亿元。
4.由于采用钢护筒的形式成本太高，在实际施工时，个别施工队伍宁可冒险采用泥浆护壁和改善泥浆赌运气也不愿采用钢护筒的形式，导致桩基质量问题和施工安全问题激增。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种厚软弱土层桩基施工方法，能够降低施工成本，并提升施工质量和施工时的安全性。
6.本技术的实施例是这样实现的：
7.本技术实施例提供一种厚软弱土层桩基施工方法，所述方法包括：
8.加工内护筒；在所述内护筒外圈加工外护筒，以形成双壁护筒，其中，所述内护筒的厚度大于所述外护筒的厚度；在地表打孔至预设深度，以形成桩孔；将所述双壁护筒吊装，并伸入至所述桩孔；将所述内护筒拔出；向所述外护筒内进行混凝土灌注，以形成桩基。
9.可选地，所述内护筒包括内筒顶节、内筒标准节和内筒底节，所述加工内护筒包括：
10.分别加工所述内筒顶节、所述内筒标准节和所述内筒底节；将所述内筒顶节、至少一个所述内筒标准节和所述内筒底节依次连接。
11.可选地，所述内筒顶节包括第一内筒，所述第一内筒一端的外圈设置有加强箍，且所述第一内筒另一端的内圈设置有第一内套管；所述内筒标准节包括第二内筒，以及在所述第二内筒一端的内圈设置的第二内套管；所述第一内筒的两端分别设置有第一连接孔，所述第二内筒的两端分别设置有第二连接孔，所述内筒底节包括第三内筒，以及设置在所述第三内筒一端的第三连接孔；所述将所述内筒顶节、至少一个所述内筒标准节和所述内筒底节依次连接包括：
12.将所述第一内套管与所述第二内筒远离所述第二内套管的一端连接；将所述第三内筒与所述第二内套管连接。
13.可选地，所述外护筒包括外筒顶节、外筒标准节和外筒底节；所述在所述内护筒外圈加工外护筒，以形成双壁护筒包括：
14.将第一钢板、第二钢板和第三钢板分别卷绕于所述内护筒外圈；将所述第一钢板对接后的相对两侧焊接，形成所述外筒顶节；将所述第二钢板对接后的相对两侧焊接，形成所述外筒标准节；将所述第三钢板对接后的相对两侧焊接，形成所述外筒底节；将所述外筒顶节、所述外筒标准节和所述外筒底节依次焊接形成所述外护筒；在所述外筒底节一端的内圈设置挡圈，以使所述内护筒的一端与所述挡圈抵持。
15.可选地，所述预设深度等于所述双壁护筒的长度时；所述将所述双壁护筒吊装，并伸入至所述桩孔包括：
16.使所述双壁护筒伸出所述地表预设距离并固定。
17.可选地，所述预设深度大于所述双壁护筒的长度时，所述内护筒的相对两端分别设置第一卡扣和第二卡扣，所述外护筒的相对两端分别设置有所述第一卡扣和所述第二卡扣；所述将所述双壁护筒吊装，并伸入至所述桩孔包括：
18.在地表打孔至所述桩孔深度等于所述双壁护筒长度；将所述双壁护筒伸入至所述桩孔；继续打孔所述预设深度，以使所述双壁护筒依靠自身重力下沉；将另一所述双壁护筒伸入至所述桩孔，并使对接的所述内护筒和外护筒分别通过所述第一卡扣和所述第二卡扣对应卡接。
19.可选地，所述预设深度等于所述双壁护筒的长度时，所述将所述内护筒拔出包括：
20.向所述双壁护筒内注入水或泥浆；用振动器挂壁振动所述内护筒，并对所述内护筒逐渐加力加速提升。
21.可选地，所述向所述外护筒内进行混凝土灌注包括：
22.向所述外护筒内吊入钢筋骨架；将所述混凝土通过导管注入所述外护筒底部，并逐渐向上提升。
23.可选地，所述预设深度大于所述双壁护筒的长度时，所述将所述内护筒拔出包括：
24.所述内护筒拔出长度等于所述双壁护筒长度时，将所述内护筒固定，拆除已拔出的所述内护筒并吊离；用吊具将下一所述内护筒连接并拔出。
25.可选地，所述内护筒的厚度为3mm至5mm，所述外护筒的厚度为2mm至3mm。
26.本技术实施例的有益效果包括：
27.本技术实施例提供的厚软弱土层桩基施工方法，通过分别设置内护筒和外护筒，并将外护筒设置在内护筒的外圈形成双壁护筒，有利于增强整体的结构强度，避免因抵抗不住土压力造成缩孔和坍孔。其中，双壁护筒的加工和桩孔的施工可同时进行，以保证施工效率，在桩孔施工完成后，即可将双壁护筒吊装起来，并伸入至桩孔内，以保证桩孔的施工质量，避免长时间未将双壁护筒伸入至桩孔内，造成桩孔的坍塌。在需要向桩孔内灌注混凝土时，需要将内护筒拔出，以便于将内护筒循环使用，外护筒则留在桩孔内，保证桩孔状态的稳定性。在内护筒拔出后，就可以向外护筒内进行混凝土灌注，以形成所需的桩基。采用上述形式，驻留土体之中的外护筒仅为原设计护筒材料用量(厚度)的1/6-1/8，使得钢材的消耗量为原成本的20％不到，能够降低施工成本，并提升施工质量和施工时的安全性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
29.图1为本技术实施例提供的软弱厚土层桩基施工方法的流程示意图；
30.图2为本技术实施例提供的内护筒的结构示意图；
31.图3为本技术实施例提供的外护筒的结构示意图；
32.图4为本技术实施例提供的外筒底节的结构示意图。
33.图标：100-内护筒；110-内筒顶节；112-第一内筒；114-加强箍；116-第一内套管；118-第一连接孔；120-内筒标准节；122-第二内筒；124-第二内套管；126-第二连接孔；130-内筒底节；132-第三内筒；134-第三连接孔；200-外护筒；210-外筒顶节；212-第一钢板；214-加劲箍；220-外筒标准节；222-第二钢板；230-外筒底节；232-第三钢板；234-挡圈；236-钢筋。
具体实施方式
34.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
39.请参照图1、图2和图3，本实施例提供一种厚软弱土层桩基施工方法，该方法包括：
40.s100、加工内护筒100。
41.s200、在内护筒100外圈加工外护筒200，以形成双壁护筒，其中，内护筒100的厚度大于外护筒200的厚度。
42.s300、在地表打孔至预设深度，以形成桩孔。
43.s400、将双壁护筒吊装，并伸入至桩孔。
44.s500、将内护筒100拔出。
45.s600、向外护筒200内进行混凝土灌注，以形成桩基。
46.具体的，在加工内护筒100时，可以在施工场所进行加工，也可以在工厂进行初步加工后，运输至施工场所进行最后的加工。以节省成本和时间为准，可根据实际的工作环境灵活选择。在内护筒100加工完成之后，在内护筒100的外圈加工外护筒200，以形成双壁护筒，采用上述方式，在将双壁护筒伸入至桩孔内时，能够保证所需的结构强度，避免因抵抗不住土压力造成缩孔和坍孔。由于在后续的施工过程中，需要将内护筒100拔出，因此，在内护筒100外圈加工外护筒200时，应保证两者之间不会卡死。同时，在内护筒100拔出后，外护筒200需要留在桩孔内，通过将内护筒100的厚度设置为大于外护筒200的厚度，有利于保证留在桩孔内的钢材更少，从而降低施工成本。
47.本技术实施例提供的厚软弱土层桩基施工方法，通过分别设置内护筒100和外护筒200，并将外护筒200设置在内护筒100的外圈形成双壁护筒，有利于增强整体的结构强度，避免因抵抗不住土压力造成缩孔和坍孔。其中，双壁护筒的加工和桩孔的施工可同时进行，以保证施工效率，在桩孔施工完成后，即可将双壁护筒吊装起来，并伸入至桩孔内，以保证桩孔的施工质量，避免长时间未将双壁护筒伸入至桩孔内，造成桩孔的坍塌。在需要向桩孔内灌注混凝土时，需要将内护筒100拔出，以便于将内护筒100循环使用，外护筒200则留在桩孔内，保证桩孔状态的稳定性。在内护筒100拔出后，就可以向外护筒200内进行混凝土灌注，以形成所需的桩基。采用上述形式，驻留土体之中的外护筒200仅为原设计护筒材料用量(厚度)的1/6-1/8，使得钢材的消耗量为原成本的20％不到，能够降低施工成本，并提升施工质量和施工时的安全性。
48.如图2所示，内护筒100包括内筒顶节110、内筒标准节120和内筒底节130时；加工内护筒100这一步骤包括：
49.s110、分别加工内筒顶节110、内筒标准节120和内筒底节130。
50.s120、将内筒顶节110、至少一个内筒标准节120和内筒底节130依次连接。
51.具体的，通常内护筒100的整体长度可达15m左右，为了便于施工，将内护筒100拆分为内筒顶节110、内筒标准节120和内筒底节130，在需要使用时再进行组装即可。在将双壁护筒伸入至桩孔时，内护筒100可以串联设置，以便于和桩孔的深度相匹配。另外，在实际的施工过程中，实际桩孔的深度并不是内护筒100长度的整数倍，在实际施工过程中，可以将两个内筒标准节120串联设置在内筒顶节110和内筒底节130之间，也可以根据实际的情况直接将内筒顶节110和内筒底节130之间连接，以便于和桩孔的深度更好的匹配。
52.请继续参考图2，内筒顶节110包括第一内筒112，第一内筒112一端的外圈设置有加强箍114，且第一内筒112另一端的内圈设置有第一内套管116；内筒标准节120包括第二内筒122，以及在第二内筒122一端的内圈设置的第二内套管124；第一内筒112的两端分别设置有第一连接孔118，第二内筒122的两端分别设置有第二连接孔126，内筒底节130包括第三内筒132，以及设置在第三内筒132一端的第三连接孔134时；将内筒顶节110、至少一个内筒标准节120和内筒底节130依次连接这一步骤包括：
53.s122、将第一内套管116与第二内筒122远离第二内套管124的一端连接；
54.s124、将第三内筒132与第二内套管124连接。
55.具体的，通过在第一内筒112一端的外圈设置加强箍114，有利于保证第一内筒112边沿的结构强度，避免第一内筒112发生变形，通过在设置加强箍114的一端设置第一连接孔118，第一连接孔118同时贯穿第一内筒112和加强箍114，且第一连接孔118的个数可设置为多个，便于吊具通过第一连接孔118进行吊装作业。另外，在第一内筒112远离加强箍114的一端设置的第一连接孔118则设置在第一内套管116上，第二内筒122的一端设置的第二连接孔126在第一内套管116与第二内筒122远离第二内套管124的一端连接时能够对应设置，以使螺栓等紧固件可以穿过第一内套管116上的第一连接孔118，并通过第二连接孔126穿设于第二内筒122，从而使第一内筒112和第二内筒122形成所需的连接关系。在第二内筒122与第二内套管124连接时，采用上述相类似的方法，以使紧固件穿过第二内套管124上的第二连接孔126，与第三内筒132一端的第三连接孔134之间形成所需的连接关系。这样一来，就可以将内筒顶节110、至少一个内筒标准节120和内筒底节130依次连接形成内护筒100。
56.如图1和图3所示，外护筒200包括外筒顶节210、外筒标准节220和外筒底节230时；在内护筒100外圈加工外护筒200，以形成双壁护筒这一步骤包括：
57.s210、将第一钢板212、第二钢板222和第三钢板232分别卷绕于内护筒100外圈。
58.s220、将第一钢板212对接后的相对两侧焊接，形成外筒顶节210。
59.s230、将第二钢板222对接后的相对两侧焊接，形成外筒标准节220。
60.s240、将第三钢板232对接后的相对两侧焊接，形成外筒底节230。
61.s250、将外筒顶节210、外筒标准节220和外筒底节230依次焊接形成外护筒200。
62.s260、在外筒底节230一端的内圈设置挡圈234，以使内护筒100的一端与挡圈234抵持。
63.具体的，为了节省成本，可以在施工现场以内护筒100为芯铺焊，但应精确计算周长和裁切钢板，以保证所需的配合精度。在进行卷绕过程中，由于围在内护筒100上很难合拢焊接口，可以用细钢绳缠绕多圈后，一边圆周用木锤敲打钢板，一边收紧钢绳，直到对接边方便焊接为止。在焊接形成外筒顶节210时，在外筒顶节210的一端焊接加劲箍214，以保证吊装时的强度，避免因吊装导致变形。另外，通过在外筒底节230一端的内圈设置挡圈234，以使内护筒100的一端与挡圈234抵持，这样一来，在将双壁护筒放入桩孔内时，有利于保证内护筒100和外护筒200相对位置的稳定性，避免发生错位。可以理解的，为了避免内护筒100和外护筒200之间卡死，无法顺利将内护筒100拔出，可以将内护筒100与外护筒200之间设置1mm至2mm的间隙，在内护筒100对外护筒200起到一定支撑作用的同时，能够使内护筒100受力相对外护筒200滑动。
64.在本技术的可选实施例中，预设深度等于双壁护筒的长度时；将双壁护筒吊装，并伸入至桩孔这一步骤包括：
65.使双壁护筒伸出地表预设距离并固定。
66.具体的，在地表打孔至预设深度时，可采用旋挖钻直接原位打孔到双壁护筒底部位置，提钻后吊车迅速将套好的双壁护筒吊放对正入孔，有振动锤条件的顶部加振动锤适量震动加快入孔，无震动锤的周边对称钩挂电动附着式震动器协助。在入孔完成后，使双壁护筒伸出地表预设距离并固定，采用上述形式，可以避免地表土层过于松软影响后续施工，
便于在桩孔周围设置混凝土护帽，以保证施工质量。
67.在本技术的可选实施例中，预设深度大于双壁护筒的长度时，内护筒100的相对两端分别设置第一卡扣和第二卡扣，外护筒200的相对两端也分别设置有第一卡扣和第二卡扣；将双壁护筒吊装，并伸入至桩孔这一步骤包括：
68.s410、在地表打孔至桩孔深度等于双壁护筒长度。
69.s420、将双壁护筒伸入至桩孔。
70.s430、继续打孔预设深度，以使双壁护筒依靠自身重力下沉。
71.s440、将另一双壁护筒伸入至桩孔，并使对接的内护筒100和外护筒200分别通过第一卡扣和第二卡扣对应卡接。
72.具体的，预设深度大于双壁护筒的长度时，不能一次性打孔至预设深度，这样容易造成缩孔和坍孔，影响后续工序的正常施工。通过在地表打孔至双壁护筒的长度之后，将双壁护筒伸入至桩孔，此时，再继续打孔时，已经位于桩孔内的双臂护筒会依靠自身重力下沉，直至打孔至另一双壁护筒的长度时，将另一双壁护筒伸入至桩孔，此时，旋转后一伸入至桩孔内的双壁护筒，以使内护筒100和外护筒200分别通过第一卡扣和第二卡扣对应卡接，从而形成所需的连接关系。采用上述方式，就可以打孔一节接后，接入一个双壁护筒，直到穿过厚软弱土层。
73.在本技术的可选实施例中，预设深度等于双壁护筒的长度时，将内护筒100拔出这一步骤包括：
74.s510、向双壁护筒内注入水或泥浆。
75.s520、用振动器挂壁振动内护筒100，并对内护筒100逐渐加力加速提升。
76.具体的，为了避免在内护筒100拔出后，仅依靠外护筒200达不到所需的结构强度，可以在双壁护筒内注入水或泥浆，这样一来，在内护筒100拔出时，外护筒200内填充有水或泥浆，以使外护筒200的内外压力趋于平衡，有利于保证内护筒100拔出后的稳定性。在内护筒100拔出的操作中，用振动器挂壁振动内护筒100，有利于减小内护筒100拔出时的阻力，当内护筒100能够相对外护筒200顺利移动时，就可以对内护筒100逐渐加力加速提升，从而提升操作效率。
77.如图4所示，由第三钢板232卷绕形成的外筒底节230的外圈焊接有多个钢筋236，钢筋236的一端焊接在外筒底节230上，且钢筋236与外筒底节230形成一定的角度，在将双壁护筒伸入至桩孔内之后，拔出内护筒100的过程中，内护筒100也会施加给外护筒200拔出的作用力，通过设置钢筋236，有利于使得外筒底节230处形成倒刺，避免外护筒200随内护筒100一起拔出。
78.可选地，预设深度大于双壁护筒的长度时，将内护筒100拔出这一步骤还包括：
79.s530、内护筒100拔出长度等于双壁护筒长度时，将内护筒100固定，拆除已拔出的内护筒100并吊离。
80.s540、用吊具将下一内护筒100连接并拔出。
81.具体的，在桩孔内设置多个双壁护筒时，受限于吊具的结构形式，无法一次性把所有的内护筒100拔出，在拔出一节内护筒100时，临时用井形支架夹紧下一个内护筒100，拆掉对接处的连接，将上一节吊离后用吊具将下一节固定好继续提升，直到全部内护筒100拔出孔外。
82.在本技术的可选实施例中，向外护筒200内进行混凝土灌注这一步骤包括：
83.s610、向外护筒200内吊入钢筋236骨架；
84.s620、将混凝土通过导管注入外护筒200底部，并逐渐向上提升。
85.具体的，为了保证桩基的质量，在灌注混凝土之前，需要向外护筒200内吊入钢筋236骨架，将混凝土通过导管注入外护筒200底部，并逐渐向上提升，以使在外护筒200内的水或泥浆排出外护筒200之外，并全部由混凝土填充，以此生成所需的桩基。其中，在内护筒100拔出后，为了避免外护筒200很软弱抵抗不住地表较大压力，此时可以将地表0.5米换填后浇筑50cm
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20cm混凝土护帽圆环，以保证桩孔表面处的稳定性。
86.在本技术的可选实施例中，内护筒100的厚度为3mm至5mm，外护筒200的厚度为2mm至3mm。这样一来，就可以在保证形成的双壁护筒的结构强度下，减少钢材的用量，有利于降低施工成本。
87.采用上述形式，具有很好地推广价值和经济效益，对于软弱土层地基加固，比如采用钢管混凝土桩也具有很好地推广借鉴意义，对于深水桩基钻孔也同样具有借鉴意义和经济价值。
88.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。