一种工字钢微型桩成桩方法与流程

本发明涉及岩土工程领域，更具体涉及一种微型桩成桩方法，它适用于排土场或尾矿坝等边坡的加固治理。

背景技术：

微型桩是指小口径的钻孔灌注桩，直径一般小于300mm，起源于20世纪50年代的意大利。微型桩一般采用多排群桩的形式布置，桩与桩之间的间隔较窄，且桩顶用联系梁相互连接起来，使得载荷由桩-土复合结构共同承受，微型桩及其周围的岩土体共同形成一个复合型整体，有如“网状结构树根桩”一样起到抗滑挡墙的作用，现目前已经广泛应用于边坡加固和基坑支护等工程中。

传统微型桩的骨架结构一般采用钢筋笼或钢管结构。专利号cn103882858a所述的微型桩骨架结构为钢筋笼结构，但是钢筋笼需要人工制作，费时费力；刚度和整体性不够好，起放吊装容易变形。专利号cn104452755a所述的微型桩骨架为蜂窝式钢管结构，但是蜂窝式钢管结构需要周边开孔，工序复杂；而且相同截面积条件下，钢管的截面模量不如工字钢的截面模量，钢管结构的抗弯承载力不够强。因此，有必要发明一种工字钢微型桩的成桩方法。

技术实现要素：

本发明的目的是是在于提供了一种工字钢微型桩成桩方法，具有施工方便、费用低廉、整体性好、穿透能力强及抗弯承载能力高等优点，是一种能够适应复杂地质和狭窄场地的“小径高强”灌注桩。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种工字钢微型桩成桩方法，微型桩是指小口径的钻孔灌注桩，直径一般小于300mm，采用工字钢作为微型桩的骨架结构，其步骤是：

步骤a：清场：对微型桩施工区域内的浮土及浮石进行清除。

步骤b：放点：施工人员根据设计图纸的微型桩横纵间距2-3m×2-3m，进行现场施工区域的钻孔位置标记，方便后续钻孔施工。

步骤c：钻孔：通过潜孔钻机钻孔，一般孔径200-300mm(或小于300mm)，钻进至设计孔深后清孔，微型桩设计长度11-13m，嵌固段4-6m(嵌固端须嵌入基岩中，约为桩长的1/3～2/5)；钻孔技术采用偏心钻跟管技术(专利申请号为：201310022355.6)钻进块石层或砾石层，采用常规的潜孔冲击钻钻进基岩层(专利号：201310647880.7)。

步骤d：在钻孔内下放第一塑料套管、第二塑料套管、第三塑料套管，拔起钢套管。将第一塑料套管、第二塑料套管、第三塑料套管采用透明胶带缠绕粘结，再将第一塑料套管、第二塑料套管、第三塑料套管从孔口位置下放至基岩层标高，保证不塌孔缩径。

步骤e：吊放第一工字钢、第二工字钢至孔内，孔径200-300mm(或小于300mm)。第一工字钢、第二工字钢采用小于孔径、满足推力的碳素钢或低合金钢，将第一工字钢、第二工字钢采用对焊形式焊接连接，再将第一工字钢、第二工字钢的腹板方向调整为滑坡推力方向，保证第一工字钢、第二工字钢发挥最大抗弯承载力，最大抗弯承载力为56-81kn·m。

步骤f：注浆成桩：微型桩采用两根注浆管进行两次高压注浆，注浆压力宜为3-10mpa，直至孔口返浆，形成微型桩。水泥浆采用p.o42.5普通硅酸盐水泥，水灰比宜为0.5-0.6，标号不低于m30，能够特别适应块石或砾石等复杂地质作业，获得一种工字钢微型桩成桩。

通过上述六个步骤，采用微型桩小直径钻孔成桩方法，解决了复杂地质和狭窄场地的钻孔技术难题；采用工字钢作为微型桩的骨架结构，实现了微型桩更高的抗弯承载能力要求，解决了块石及砾石堆填的排土场或尾矿坝的滑坡治理技术难题。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

(1)本发明的工字钢微型桩采用工字钢作为微型桩的骨架结构，在相同截面积条件下，工字钢截面模量比钢管截面模量大，具有更高的抗弯承载力。

(2)本发明的工字钢微型桩骨架结构无需额外加工，工序简单，施工方便；整体性和刚度好，起放吊装不易变形。

(3)本发明的工字钢微型桩成桩方法，钻孔技术采用偏心钻跟管技术和同心钻钻进技术，穿透能力强，能够适应复杂地质和狭窄场地作业。

(4)本发明的工字钢微型桩成桩方法，微型桩孔径小，能够适用狭窄场地施工；工字钢选型小，费用低廉，可以广泛推广应用。

附图说明

图1为一种工字钢微型桩成桩方法流程图；

图2为本发明的工字钢微型桩简图；

图3为图2的俯视图。

其中：1－浮石、2－标记、3－钻机、4－钢套管、5a－第一塑料套管、5b－第二塑料套管、5c－第三塑料套管、6a－第一工字钢、6b－第二工字钢、7－水泥浆、8－注浆管。

具体实施方式

实施例1：

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

根据图1-图3所示，一种工字钢微型桩成桩方法，微型桩是指小口径的钻孔灌注桩，直径一般小于300mm，采用工字钢作为微型桩的骨架结构。首先对施工区域进行清场，接着对微型桩位置进行放点，然后通过潜孔钻机进行钻孔，钻进至设计孔深后清孔；接着下放塑料套管，拔起钢套管；接下来吊放工字钢至孔内；最后注浆成桩。其步骤是：

如图1(a)所示：清场：对微型桩施工区域内的浮土及浮石1进行清除。

如图1(b)所示：放点：施工人员根据设计图纸的微型桩横纵间距2.5m×2.5m，进行现场施工区域的钻孔位置标记2，便于后续钻孔施工。

如图1(c)所示：钻孔：通过潜孔钻机3钻孔，设计孔径为250mm，钻进至设计孔深后清孔，微型桩设计长度12m，嵌固段5m(嵌固端须嵌入基岩中，约为桩长的1/3～2/5)。钻孔技术采用偏心钻跟管技术(专利号cn103114807a)钻进块石层或砾石层，采用常规的潜孔冲击钻钻进基岩层(专利号cn104695858a)。

如图1(d)所示：在钻孔内下放第一塑料套管5a、第二塑料套管5b、第三塑料套管5c，拔起钢套管4。将第一塑料套管5a、第二塑料套管5b、第三塑料套管5c采用透明胶带缠绕粘结，再将第一塑料套管5a、第二塑料套管5b、第三塑料套管5c从孔口位置下放至基岩层标高，保证不塌孔缩径。

如图1(e)所示：吊放第一工字钢6a、第二工字钢6b至孔内，孔径200或230或250或280或300mm(或小于300mm)。第一工字钢6a、第二工字钢6b采用小于孔径、满足推力的碳素钢或低合金钢，将第一工字钢6a、第二工字钢6b采用对焊形式焊接连接，再将第一工字钢6a、第二工字钢6b的腹板方向调整为滑坡推力方向，保证第一工字钢6a、第二工字钢6b发挥最大抗弯承载力，最大抗弯承载力为56或81kn·m。

如图1(f)所示：注浆成桩：微型桩采用两根注浆管(8)进行两次高压注浆，注浆压力宜为3或5或7或8或9或10mpa，直至孔口返浆，形成微型桩。水泥浆7采用p.o42.5普通硅酸盐水泥，水灰比宜为0.5-0.6，标号不低于m30，能够特别适应块石或砾石等复杂地质作业，获得一种工字钢微型桩成桩。

在本发明的实施例中微型桩的设计孔径为250mm，若采用适宜孔径的钢管和工字钢两种微型桩骨架，则对比结果如下：若采用219×6型号的钢管骨架(钢管规格参数：219mm外径，6mm壁厚，截面面积40.15cm²)，截面模量为208.1cm³；若采用20b型号的工字钢骨架(工字钢规格参数：200mm高度，102mm宽度，截面面积39.5cm²)，沿x轴的截面模量为250cm³，两种微型桩骨架的截面面积都近似等于40cm²，但是工字钢截面模量比钢管截面模量大20％左右，因此本发明的工字钢作为微型桩的骨架结构具有更高的抗弯承载力。

本发明的工字钢微型桩成桩方法，具有施工方便、费用低廉、整体性好、穿透能力强及抗弯承载能力高等优点，是一种能够适应复杂地质和狭窄场地的“小径高强”灌注桩。能够适应复杂地质和狭窄场地

以上结合附图及实施例对本发明做了详细的描述，但是并不形成对本发明的限制，一切落在本发明权利要求保护范围内的修改和变化，都落在本发明的保护范围之内。