全护筒钻孔灌注桩施工方法与流程

1.本发明涉及桩基础领域，具体是一种全护筒钻孔灌注桩施工方法。

背景技术：

2.钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。由于其施工工艺成熟、承载力高、适用范围广已被广泛应用于公路、铁路桥梁等结构工程基础中。钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全护筒施工法两种。其中全护筒钻孔灌注桩施工是利用专用摇、振动设备使钢护筒克服个土层间与护筒间的摩擦力，使护筒穿越桩机钻孔施工中的不利地层直至到达稳定的桩端持力层，利用钻孔设备掏空护筒内渣土，保证灌注成桩的施工技术，这种方式不采用膨润土或化学泥浆护壁，对地下水没有污染，施工现场整洁，不影响周围居民及企业的正常工作和生活，满足高环保要求；同时在松散砂层、细角砾石层、流砂层、厚淤泥质层以及喀斯特地貌等地质情况下，进行泥浆护壁难以保证孔壁稳定，这种情况下就需要使用全护筒施工技术。

3.目前的工程场地原始地貌为滨海滩涂，后经填海造地成为待建用地。场地北、西、南侧均为淤泥堆填场地。场地内存在流塑性淤泥包，如用传统的泥浆护壁施工工艺，很难解决护壁与缩径的问题。

技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种全护筒钻孔灌注桩施工方法，在流塑性淤泥层施工形成的桩身质量有保证。

5.为达此目的，本发明实施例提供如下的技术方案：

6.全护筒钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：

7.泥浆制备

→

全护筒定位下埋

→

钻机就位

→

钻进成孔

→

钢筋笼制作

→

钢筋安装

→

设置导管

→

二次清孔

→

浇筑混凝土

→

全护筒提拔

→

混凝土养护及空孔回填

→

泥浆及淤泥外运

→

基桩检测；

8.在全护筒定位下埋步骤中，护筒采用全钢护筒，埋设护筒前，先在桩孔周围设四个定位桩，定位桩埋设在钻孔中心位置，使护筒中心与钻孔中心重合,定位桩用16mm钢筋打入土中，埋设护筒时，采用振动锤。埋设护筒时确保护筒垂直度。

9.进一步的，在泥浆制备步骤中，利用上部粘性土和施工用水在孔中慢速自搅形成泥浆。

10.进一步的，在钻进成孔步骤中，钻孔时采用减压钻进，钻机主吊钩始终承受钻具的重力，孔底承受钻具重的80％，穿透淤泥层的桩位全护筒护壁；

11.钻孔深度用测绳测量，终孔后立即测孔深并作好记录，清孔后计算沉渣厚度，测绳材质为钢丝，定期对测绳进行校核；

12.钻孔的垂直度依据吊线锤与导向杆所成的夹角进行计算，钻孔垂直度≤1％；

13.钻进到设计桩底标高时，当确定可以终孔时，桩孔终孔后立即进行清孔，保持慢速空转。

14.进一步的，受力筋及定位筋、箍筋均采用hrb400热轧钢筋；

15.加劲箍筋与主筋采用点焊连结，螺旋箍筋与主筋采用全数点焊连接，点焊成梅花形式，间距≤1m，钢筋保护层用短钢筋耳控制，沿桩长每2m设置4个钢筋耳；

16.设置3个钢筋笼加工场地，钢筋笼通过平板车运送至桩孔位置；

17.钢筋笼分节制作，焊接而成；主筋搭接50％错开，单面焊接长度≥10d，双面焊接长度≥5d；焊缝宽度≥0.7d，厚度≥0.3d；

18.钢筋笼制作前，将主筋校直、除锈，下料长度准确。

19.进一步的，钢筋安装步骤如下：

20.30m以下的钢筋笼整体吊装，每个钢筋笼焊接2根25mm钢筋作为吊筋，钢筋笼采用桩机自带的卷扬机吊装，钢筋笼下放前，先挂上混凝土垫块控制保护层厚度，吊装采用两点吊，吊点采用加强焊接；

21.用水平仪测量护筒顶高程，确保钢筋笼顶端到达设计标高，随后立即固定，安装钢筋笼完毕后安排灌注混凝土。

22.进一步的，在设置导管步骤中：

23.准备若干套总长30m的导管，导管内径φ250mm，导管中间节长为3m，下端节加长至6m；

24.导管上口设置一个漏斗，漏斗下端焊接≤0.5m的导管。

25.进一步的，在浇筑混凝土步骤中，

26.首批灌注砼的数量满足导管初次埋置深度和填充导管底部间隙的需要；

27.导管一次埋入混凝土灌注面以下的深度≥0.8m；

28.测量导管埋深及管内外混凝土灌注面高差，填水下砼灌注记录；

29.灌注水下混凝土时必须连续施工，每根桩的灌注时间按初盘混凝土的初凝时间控制；

30.控制最后一次灌注量，超灌高度≥2m，凿除泛浆高度后保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级；

31.砼采用商品砼，粗骨料的粒径≤40mm，坍落度控制在180～220mm。

32.进一步的，导管埋入混凝土深度为2～6m。

33.与现有技术相比，本发明有益效果及显著进步在于：

34.本发明实施例在流塑性淤泥层,灌注桩采用全护筒和泥浆护壁旋挖钻机成孔，穿透淤泥层的桩位全钢护筒护壁，保证了桩身质量。

附图说明

35.为更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的实施例所需使用的附图作一简单介绍。

36.显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明中的部分实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，但这些其他的附图同样属于本发明实施例所需使用的附图之内。

37.图1为本发明施工流程图。

具体实施方式

38.为使本发明实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚，下面，将结合本发明实施例中所提供的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

39.显然，所有描述的这些实施例仅是本发明的部分实施例，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。

40.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书以及本发明实施例附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”(如果存在)等，仅是用于区别不同的对象，而非用于描述特定的顺序。此外，术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

41.需要理解的是：

42.在本发明实施例的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”等指示性方位或位置用词，仅为基于本发明实施例附图所示的方位或位置关系，是为了便于描述本发明的实施例和简化说明，而不是指示或暗示所述的装置或元件必须具有的特定方位、特定的方位构造和操作，因此，不能理解为是对本发明的限制。

43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或活动连接，亦可是成为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介的间接连接或是无形的信号连接，甚至是光连接，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。

44.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。

45.还需要说明的是，以下的具体实施例可以相互结合，对于其中相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

46.下面，以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

47.场地原始地貌单元为滨海滩涂，后经填海造地成为待建用地。根据地勘报告，绝对标高-6.00m以上，钻孔zk21～zk24均发现淤泥层，厚度约7.1m～13.3m，淤泥层顶绝对标高0.13m～7.26m。

48.如图1所示，本发明实施例公开一种全护筒钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：

49.泥浆制备

→

全护筒定位下埋

→

钻机就位

→

钻进成孔

→

钢筋笼制作

→

钢筋安装

→

设置导管

→

二次清孔

→

浇筑混凝土

→

全护筒提拔

→

混凝土养护及空孔回填

→

泥浆及淤泥外运

→

基桩检测；

50.在全护筒定位下埋步骤中，护筒采用全钢护筒，全钢护筒厚度为20mm或30mm，埋设护筒前，先在桩孔周围设四个定位桩，以便校正桩位，埋设在钻孔中心位置，使护筒中心与钻孔中心重合。定位桩用16mm钢筋打入土中，施工中不得破坏，埋设护筒时，采用振动锤。埋设护筒时确保护筒垂直度。

51.在本发明一实施例中，在泥浆制备步骤中，利用上部粘性土和施工用水在孔中慢速自搅形成泥浆，确保钻进过程不塌孔，不缩孔。

52.在钻机就位步骤中，把钻机移放于桩位上，并用水平尺测量钻机转盘判断钻机是否水平。用吊锤和水平尺及时检查、调整、机架的垂直度，钻头中心对桩位中心偏差不得大于20mm。

53.在本发明一实施例中，在钻进成孔步骤中，钻孔时采用减压钻进，钻机主吊钩始终承受钻具的重力，孔底承受钻具重的80％，以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔，穿透淤泥层的桩位全护筒护壁；

54.钻孔深度用测绳测量，终孔后立即测孔深并作好记录，清孔后计算沉渣厚度，测绳材质为钢丝，定期对测绳进行校核；

55.钻孔的垂直度依据吊线锤与导向杆所成的夹角进行计算，钻孔垂直度≤1％；

56.钻进到设计桩底标高时，当确定可以终孔时，桩孔终孔后立即进行清孔，保持慢速空转。

57.在本发明一实施例中，受力筋及定位筋、箍筋均采用hrb400热轧钢筋；

58.加劲箍筋与主筋采用点焊连结，螺旋箍筋与主筋采用全数点焊连接，点焊成梅花形式，间距≤1m，钢筋保护层用短钢筋耳控制，沿桩长每2m设置4个钢筋耳；

59.设置3个钢筋笼加工场地，钢筋笼通过平板车运送至桩孔位置；

60.钢筋笼分节制作，焊接而成；主筋搭接50％错开，单面焊接长度≥10d，双面焊接长度≥5d；焊缝宽度≥0.7d，厚度≥0.3d；

61.钢筋笼制作前，将主筋校直、除锈，下料长度准确。

62.钢筋笼规定如下：

[0063][0064]

在本发明一实施例中，钢筋安装步骤如下：

[0065]

(1)起吊方法为钻机塔架。

[0066]

(2)起吊和就位

[0067]

30m以下的钢筋笼整体吊装。每个钢筋笼焊接2根25mm钢筋作为吊筋，吊筋长度根据每根桩的空钻深度确定(现场实测标高-桩顶标高)。钢筋笼采用桩机自带的卷扬机吊装。钢筋笼下放前，先挂上混凝土垫块控制保护层厚度。为保证骨架起吊时不变形，采用两点吊。吊点加强焊接，确保吊装稳固。吊放时，吊直、扶稳，保证不弯曲、扭转。对准孔位后，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。

[0068]

钢筋笼安装就位：用水平仪测量护筒顶高程，确保钢筋笼顶端到达设计标高，随后立即固定。安装钢筋笼完毕应尽快安排灌注混凝土。

[0069]

在本发明一实施例中，在设置导管步骤中：

[0070]

准备若干套总长30m的导管，导管内径φ250mm，导管中间节长为3m，下端节加长至

6m；

[0071]

导管上口设置一个漏斗，漏斗下端焊接≤0.5m的导管。

[0072]

由于安放钢筋笼及导管准备浇筑水下混凝土，这段时间的间隙较长，孔底产生新碴，待安放钢筋笼及导管就序后，二次清孔。清孔完成后，立即进行水下混凝土灌注。

[0073]

在本发明一实施例中，在浇筑混凝土步骤中，

[0074]

首批灌注砼的数量满足导管初次埋置深度和填充导管底部间隙的需要；

[0075]

导管一次埋入混凝土灌注面以下的深度≥0.8m；

[0076]

测量导管埋深及管内外混凝土灌注面高差，填水下砼灌注记录；

[0077]

灌注水下混凝土时必须连续施工，每根桩的灌注时间按初盘混凝土的初凝时间控制；

[0078]

控制最后一次灌注量，超灌高度≥2m，凿除泛浆高度后保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级；

[0079]

砼采用商品砼，粗骨料的粒径≤40mm，坍落度控制在180～220mm。

[0080]

桩混凝土浇筑完成后，采用振动锤将全钢护筒拔出。

[0081]

在本发明一实施例中，导管埋入混凝土深度为2～6m。

[0082]

混凝土养护及空孔回填

[0083]

(1)桩身混凝土自然养护。

[0084]

(2)桩基施工完后的洞口及时用钢篦子覆盖作为安全防护措施，空孔用废渣回填。

[0085]

泥浆及淤泥外运

[0086]

泥浆多次使用后，过多沉淀，稠度过大，应及时清运出场，采用全封闭泥浆罐车组织外运。旋挖钻挖出的淤泥在博物馆空地上进行翻晒，晒干后运出场外。

[0087]

基桩检测

[0088]

基桩检测由建设单位委托检测公司按有关规范执行,根据支护设计施工图要求：

[0089]

(1)低应变桩身完整性检测，检测数量按总桩数20％抽检，且不得少于10根。

[0090]

(2)当根据低应变动测法判定基坑支护桩桩身完整性类别有ⅲ、ⅳ类时，应采用钻芯法检测，检测数量为总桩数的3％，且不得少于5根。

[0091]

(3)旋喷桩质量检验，在高压喷射注浆结束4周后进行，采用开挖后表观目测检测桩身完整性及定位，检验点数量为施工注浆孔数的2％，不合格者应进行补喷。

[0092]

(4)搅拌桩质量检验，在搅拌桩施工完成4周后进行，采用开挖后表观目测检测桩身完整性及定位，检验点数量为施工注浆孔数的2％，不合格者应进行补喷。

[0093]

对本桩基工程可能出现的问题作如下分析和预防处理

[0094]

桩身夹泥

[0095]

(1)原因分析：

[0096]

在饱和淤泥质土中施工，起拔管速度过快，砼骨料粒径过大，坍落度过小，砼还未流出管外，旁边的淤泥即涌入桩身。

[0097]

(2)预防处理措施：

[0098]

在护筒松动以后，应采用慢速静拔；护筒起拔后，用钢筋网封住孔口，待1小时后，再进行空孔回填；浇注砼时，导管要经常拆卸，使得砼的上反力大一些。

[0099]

护筒起拔困难

[0100]

(1)原因分析：

[0101]

配合比不当，砼浇下去后遇水发生离析，部分失去流动性，并紧裹住护筒，使得起拔护筒时砼与钢筋笼随同护筒一起上升，所以起拔困难。

[0102]

由于护筒内壁磨擦力过大，土颗粒细、粘性大，致使筒外壁沾的泥皮过厚，导致护筒外壁摩擦力加大。

[0103]

(2)预防处理措施：

[0104]

调整砼配合比，混凝土有较好的和易性；并且利用大料斗进行浇注，并且加隔水塞，可防止砼离析。下护筒时与起拔护筒时及时清理护筒外壁，如每班钻孔备小型增压水枪冲洗等，这些措施能减少筒侧壁的摩擦力。

[0105]

控制护筒一次起拔高度，以免使护筒根部露出混凝土面，造成质量缺陷。

[0106]

拔护筒时钢筋笼随护筒帯出

[0107]

(1)原因分析：

[0108]

配合比不当，碎石级配不连续。起拔护筒时砼与钢筋笼随同护筒一起上升，上升一段距离，混凝土散落下沉，而钢筋笼却停留在某一位置。

[0109]

(2)预防处理措施：

[0110]

及时浇混凝土，对不合格或坍落度损失较大的混凝土采用二次搅拌或弃用措施。对于到现场的砼每车作一组坍落度试验，不满足技术要求(18～22cm)，要进行调整砼配合比，防止砼离析。

[0111]

首灌完成后，要放慢放料速度，根据砼面深度和导管总长正确拆卸导管，拆管前应检测砼面深度；

[0112]

堵管

[0113]

(1)原因分析：

[0114]

隔水塞不符合要求，直径过大或过小；砼坍落度过小或砼搅拌不匀，严重离析。灌注时间过长，表层砼已过初凝时间，开始硬化；砼在管内停留时间过长失去流动性。

[0115]

(2)预防处理措施：

[0116]

检查导管连接部位和变形情况，重新组装导管入孔，安放合格的隔水塞。不合格砼造成的堵管，可通过反复提升漏斗导管来消除。

[0117]

在上述说明书的描述过程中：

[0118]

术语“本实施例”、“本发明实施例”、“如

……

所示”、“进一步的”、“进一步改进的技术分方案”等的描述，意指该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中；在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例，而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点等可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合或组合；此外，在不产生矛盾的前提下，本领域的普通技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合或组合。

[0119]

最后应说明的是：

[0120]

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非是对其的限制；

[0121]

尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部

技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本发明所要求保护的范围。技术特征：

1.全护筒钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：泥浆制备

→

全护筒定位下埋

→

钻机就位

→

钻进成孔

→

钢筋笼制作

→

钢筋安装

→

设置导管

→

二次清孔

→

浇筑混凝土

→

全护筒提拔

→

混凝土养护及空孔回填

→

泥浆及淤泥外运

→

基桩检测；在全护筒定位下埋步骤中，护筒采用全钢护筒，埋设护筒前，先在桩孔周围设四个定位桩，定位桩埋设在钻孔中心位置，使护筒中心与钻孔中心重合,定位桩用16mm钢筋打入土中，埋设护筒时，采用振动锤。埋设护筒时确保护筒垂直度。2.如权利要求1所述的全护筒钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：在泥浆制备步骤中，利用上部粘性土和施工用水在孔中慢速自搅形成泥浆。3.如权利要求1所述的全护筒钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：在钻进成孔步骤中，钻孔时采用减压钻进，钻机主吊钩始终承受钻具的重力，孔底承受钻具重的80％，穿透淤泥层的桩位全护筒护壁；钻孔深度用测绳测量，终孔后立即测孔深并作好记录，清孔后计算沉渣厚度，测绳材质为钢丝，定期对测绳进行校核；钻孔的垂直度依据吊线锤与导向杆所成的夹角进行计算，钻孔垂直度≤1％；钻进到设计桩底标高时，当确定可以终孔时，桩孔终孔后立即进行清孔，保持慢速空转。4.如权利要求1所述的全护筒钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：受力筋及定位筋、箍筋均采用hrb400热轧钢筋；加劲箍筋与主筋采用点焊连结，螺旋箍筋与主筋采用全数点焊连接，点焊成梅花形式，间距≤1m，钢筋保护层用短钢筋耳控制，沿桩长每2m设置4个钢筋耳；设置3个钢筋笼加工场地，钢筋笼通过平板车运送至桩孔位置；钢筋笼分节制作，焊接而成；主筋搭接50％错开，单面焊接长度≥10d，双面焊接长度≥5d；焊缝宽度≥0.7d，厚度≥0.3d；钢筋笼制作前，将主筋校直、除锈，下料长度准确。5.如权利要求1所述的全护筒钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：钢筋安装步骤如下：30m以下的钢筋笼整体吊装，每个钢筋笼焊接2根25mm钢筋作为吊筋，钢筋笼采用桩机自带的卷扬机吊装，钢筋笼下放前，先挂上混凝土垫块控制保护层厚度，吊装采用两点吊，吊点采用加强焊接；用水平仪测量护筒顶高程，确保钢筋笼顶端到达设计标高，随后立即固定，安装钢筋笼完毕后安排灌注混凝土。6.如权利要求1所述的全护筒钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：在设置导管步骤中：准备若干套总长30m的导管，导管内径φ250mm，导管中间节长为3m，下端节加长至6m；导管上口设置一个漏斗，漏斗下端焊接≤0.5m的导管。7.如权利要求1所述的全护筒钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：在浇筑混凝土步骤中，首批灌注砼的数量满足导管初次埋置深度和填充导管底部间隙的需要；导管一次埋入混凝土灌注面以下的深度≥0.8m；测量导管埋深及管内外混凝土灌注面高差，填水下砼灌注记录；

灌注水下混凝土时必须连续施工，每根桩的灌注时间按初盘混凝土的初凝时间控制；控制最后一次灌注量，超灌高度≥2m，凿除泛浆高度后保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级；砼采用商品砼，粗骨料的粒径≤40mm，坍落度控制在180～220mm。8.如权利要求7所述的全护筒钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：导管埋入混凝土深度为2～6m。

技术总结

本发明实施例公开一种全护筒钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：泥浆制备

技术研发人员：李志芬 雷晓梅

受保护的技术使用者：五冶集团上海有限公司

技术研发日：2021.11.24

技术公布日：2022/2/28