专利名称：一种旋挖钻机结合人工扩底施工工程桩方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑地基与基础施工工艺，特别是一种旋挖钻机结合人工扩底施工工程桩工艺。
背景技术：
地基与基础工程是建筑施工的主导工程之一，也是建筑施工技术较为复杂、难度较大、工期较长、占投资较多的分部工程。近年来，随着我国经济建设的迅猛发展，城市建设日益增多，对地基与基础施工的重要性，也日益受到各方的重视和关注。目前，我国大部分大中型建筑都采用桩基础，而工程桩一般采用两种方式，一种是全部采用人工开挖，虽然成孔质量好，但是机械化程度低，耗费时间长。另一种方式是采用旋挖机成孔，虽然成孔速度快，但由于机械扩底效果较差，孔底清理不干净，成孔质量并不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种充分利用旋挖钻机的高效率，同时利用人工桩底扩孔， 结合两者的优点，弥补两者的不足之处。细化施工步骤，工艺流程明确，通过有效的细节措施，保证了工程桩的施工质量，将旋挖钻机的施工工艺和人工桩底扩孔的工艺步骤统筹的结合，实现了施工场地，施工机械，施工时间有效的调配，在保证施工质量的同时，极大地提高了挖孔桩的施工效率，从而可大大节约工程桩的施工时间，满足了项目的工期要求。本发明的技术方案是旋挖钻机结合人工扩底施工工程桩的施工方法，包括如下施工步骤，1)、施工前准备工作，包括场地平整；2)、桩位放样；3)、埋设护筒；4)、钻机就位、 旋挖钻进；5)、人工扩底；6)、旋挖钻孔质量检测；7)、制作钢筋骨架；8)、安装钢筋骨架；9)、 浇筑前准备，主要包括清孔，终孔验收，泵送混凝土浇筑质量保证措施；10)、混凝土浇筑，主要包括安装导管，浇筑混凝土，以及取样作试验及成桩。.
具体的包括以下详细步骤
1)、施工前准备工作主要包括场地布置，进行平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实，在规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离，不影响孔壁稳定标准，钻机的安置便于钻孔施工中孔口出土清运的方便；
2)、桩位放样
将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案，并遵循“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样，进行钻孔的高程放样时，及时对放样进行复核，采用全站仪准确放样各桩点的位置，并控制误差在规范要求内；
3)、埋设护筒
埋设护筒时先用人工在桩位开挖一个略大于钢护筒的土坑，深约2. Om的孔，然后把钢护筒吊入孔内，并将钢护筒精确定位，钢护筒吊装就位后，测量护筒的中心位置和倾斜度， 钢护筒埋设要求中心位置不大于5cm，倾斜度不大于；
4)、钻机就位，旋挖钻进钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好，保证钻机工作正常，再自行式就位，用旋挖钻机将钢护筒压入土层内达到埋置深度，经复核合格后，将护筒四周回填粘性土并夯实，以保证护筒的稳定和轴线位置的准确性；桩机安装就位后，调平垫稳底座，保持钻进时不发生位移和沉陷；
旋挖钻孔作业分两班连续进行，先启动卷扬机慢速钻进，并注意钻机的稳固情况，钻头导向部分全部进入土层后才正常钻进，在上部土层中钻进时，控制进尺，低挡慢速，在淤泥层中钻时，使用中速；
5)、人工扩底
扩孔前先在桩底测量桩的中心位置，对硬塑粘性土、强、中风化岩层，采用3 9m3空气压缩机配合风镐进行四周均勻挖掘，如遇中、微风化的硬质岩石或孤石则考虑采用风钻挖掘；
旋挖钻机挖至中风化岩层时需人工进行取岩样保留，在挖进到理论深度时，人工进行第二次取岩样，经相关单位确认后进行人工扩底直至达到设计要求，如验收入岩深度不满足要求，应继续向下钻进，直至入岩深度达到要求为止，做桩端扩大头时，应及时对孔底岩样进行鉴定，经鉴定符合要求，才进行扩底工作；
6)、旋挖钻孔质量检测
桩孔位中心位置测定满足偏差不大于10cm，用卷尺检查挖斗及扩大头直径不小于设计桩径，用水平仪及吊锤测定倾斜度< 1%。，用测绳测定孔深不小于设计规定孔深；
7)、制作钢筋骨架
工程桩钢筋笼主筋采用三级钢HRB400，直径18-25mm，加劲箍在加密区采用二级直径 14mm的钢筋，间距2000mm，螺旋箍筋Φ80100以及在非加密区采用Φ80200，抗拔桩纵向受拉钢筋采用机械连接，受压纵筋的接头搭接长度为1000mm，在纵筋搭接长度范围内的螺旋箍筋直径不应小于纵向较大直径的0. 25倍，箍筋间距不大于纵筋较小直径的10倍且不大于200mm，桩身纵筋每隔一根与加劲箍筋点焊焊牢；
8)、安装钢筋骨架
钢筋笼制做加工好后，用装载机或挖机运到施工现场，采用汽车吊和塔吊同时吊装的方式，吊放钢筋笼入孔时应缓慢、平稳，防止钢筋倾斜和碰撞孔壁导致塌孔，为保证骨架起吊时不变形，用两吊点吊装，并用2根钢管套于骨架主筋上，再利用护筒上的横梁将钢管压住，使钢筋骨架受砼顶托不会上浮；
9)、浇筑前准备，主要包括清孔，终孔验收，泵送混凝土浇筑质量保证措施，具体包括下列步骤
①清除干净桩底泥浆、杂物，排除积水；
②进行终孔验收，并填写记录；
③吊放钢筋笼就位，控制好保护层厚度；
④进行钢筋评定和隐蔽验收；
⑤泵送混凝土泵能连续工作，输送管线直，转弯缓，接头严密；
⑥在泵送过程中，受料斗内具有足够的混凝土；
⑦泵送混凝土前先用适当水泥砂浆润湿输送管内壁，并试泵；
⑧在浇筑前利用第一节护壁上控制标高制作不同的标高控制杆，以便控制浇筑时的标高，同时考虑桩顶预留IOOmm厚的浮浆层要剃凿；
10)、混凝土浇筑，主要包括安装导管，浇筑混凝土，以及取样作试验及成桩； 混凝土的下料采用漏斗和串桶下料，出料口距混凝土面不大于2m，浇筑顺序为先浅后深，以较深的桩孔作为临时集水井，降低浇筑桩孔的地下水位，防止离析现象发生，若遇大量涌水而无法及时排除时，则采用垂直导管法进行水下浇筑混凝土，混凝土用导管浇筑，由重力作用下从导管下口排出，导管采用Φ 150钢管，导管下端始终埋在混凝土表面之下，导管中设置球、塞隔水，并托住混凝土，使其徐徐下降，混凝土导管下到离孔底3(T50CM，导管密闭性符合要求，浇灌过程中，导管应保持在砼中埋深2米以上，但不得大于6米，并上下提管插实，浇灌应连续完成，导管不能横向移动，并在混凝土浇筑漏斗周围加盖挡板，防止混凝土直接落入槽内污染泥浆，桩身分层浇筑，每层振捣厚度不超过lm，导管每节长lm，每次拆除一节，用手动力葫芦提升导管，加强对导管根部振捣，防止因导管提升造成局漏振，对于直径大于an的大直径桩，第一次浇筑到扩底部位的顶面，随即振捣密实，再分层浇筑桩身，直至桩顶，遇混凝土泵管堵塞，临时用塔吊运输混凝土，在使用塔吊吊斗浇筑时，在地面上铺设平板以避免产生离析现象，以便将吊斗内的混凝土泻在平板上，然后再浇入桩孔内； 在混凝土初凝前抹压平整桩顶面，待混凝土初凝后在桩头进行蓄水养护，凿除桩头浮浆层并清洗干净钢筋上浮浆，以保证与上部承台良好连接；混凝土试块取样试验满足规范要求， 成桩。进一步，在步骤3)埋设护筒中护筒精确定位的具体步骤为埋设钢护筒时通过定位的控制桩放样，把钻机钻孔的位置标于孔底，再把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒竖直，在钢护筒周围对称地、均勻地回填设计含水量的粘土，要分层夯实，达到设计密实度，如果护筒底土层不是粘性土，进行挖深或换土，在孔底回填夯实300-500mm厚度的粘土后，再安放护筒，夯填时要防止钢护筒偏斜，护筒上口应绑扎方木对称吊紧，防止下窜；钢护筒埋设深度应满足设计及有关规范要求，埋深彡5. 5米，地面预留0. 3-0. 5米。进一步，在步骤8)、安装钢筋骨架中，所述的两吊点吊装，具体为第一吊点设于下部四分之一处，由汽车吊起吊，第二吊点设与上部五分之一处，由塔吊起吊，起吊时两点同时起吊，待钢筋骨架离开地面以后，第二吊点继续起吊，第一吊点保持骨架下部离开地面， 直到钢筋骨架吊放到孔内后，用钢管横穿钢筋笼，临时支撑钢筋笼的重量于地面上。
图1为本发明的结构示意图。图2为工程桩钢筋笼吊装示意图。附图标记1-旋挖钻机空挖段、2- 土层、3-人工扩底、4-持力层、5-钢筋笼。
具体实施例方式下面结合具体实施案例对本发明具体施工方法详细说明如下 一、勘察地质情况
施工前必须根据岩土工程勘察资料，了解施工区域地质状况。例如本工程自上而下地层大致分布如下1杂填土，1-2素填土 ；2淤泥质粉质粘土 ；3粉质粘土 ；4粉砂；5圆砾；5-1 粉质粘土 ；6粉质粘土 ；7强风化泥质粉砂岩；8中风化泥质粉砂岩；9强风化砾岩；10中风化砾岩。 二、施工准备
1、机具设备
权利要求
1.一种旋挖钻机结合人工扩底施工工程桩的施工方法，其特征在于，包括如下施工步骤，1)、施工前准备工作，包括场地平整；2)、桩位放样；3)、埋设护筒；4)、钻机就位、旋挖钻进；5)、人工扩底；6)、旋挖钻孔质量检测；7)、制作钢筋骨架；8)、安装钢筋骨架；9)、浇筑前准备，主要包括清孔，终孔验收，泵送混凝土浇筑质量保证措施；10)、混凝土浇筑，主要包括安装导管，浇筑混凝土，以及取样作试验及成桩。
2.根据权利要求1所述的一种旋挖钻机结合人工扩底施工工程桩的施工方法，其特征在于1)、施工前准备工作主要包括场地布置，进行平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实，在规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离，不影响孔壁稳定标准，钻机的安置便于钻孔施工中孔口出土清运的方便；2)、桩位放样将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案，并遵循“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样，进行钻孔的高程放样时，及时对放样进行复核，采用全站仪准确放样各桩点的位置，并控制误差在规范要求内；3)、埋设护筒埋设护筒时先用人工在桩位开挖一个略大于钢护筒的土坑，深约2. Om的孔，然后把钢护筒吊入孔内，并将钢护筒精确定位，钢护筒吊装就位后，测量护筒的中心位置和倾斜度， 钢护筒埋设要求中心位置不大于5cm，倾斜度不大于；4)、钻机就位，旋挖钻进钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好，保证钻机工作正常，再自行式就位，用旋挖钻机将钢护筒压入土层内达到埋置深度，经复核合格后，将护筒四周回填粘性土并夯实，以保证护筒的稳定和轴线位置的准确性；桩机安装就位后，调平垫稳底座，保持钻进时不发生位移和沉陷；旋挖钻孔作业分两班连续进行，先启动卷扬机慢速钻进，并注意钻机的稳固情况，钻头导向部分全部进入土层后才正常钻进，在上部土层中钻进时，控制进尺，低挡慢速，在淤泥层中钻时，使用中速；5)、人工扩底扩孔前先在桩底测量桩的中心位置，对硬塑粘性土、强、中风化岩层，采用3 9m3空气压缩机配合风镐进行四周均勻挖掘，如遇中、微风化的硬质岩石或孤石则考虑采用风钻挖掘；旋挖钻机挖至中风化岩层时需人工进行取岩样保留，在挖进到理论深度时，人工进行第二次取岩样，经相关单位确认后进行人工扩底直至达到设计要求，如验收入岩深度不满足要求，应继续向下钻进，直至入岩深度达到要求为止，做桩端扩大头时，应及时对孔底岩样进行鉴定，经鉴定符合要求，才进行扩底工作；6)、旋挖钻孔质量检测桩孔位中心位置测定满足偏差不大于10cm，用卷尺检查挖斗及扩大头直径不小于设计桩径，用水平仪及吊锤测定倾斜度< 1%。，用测绳测定孔深不小于设计规定孔深；7)、制作钢筋骨架工程桩钢筋笼主筋采用三级钢HRB400，直径18-25mm，加劲箍在加密区采用二级直径14mm的钢筋，间距2000mm，螺旋箍筋Φ80100以及在非加密区采用Φ80200，抗拔桩纵向受拉钢筋采用机械连接，受压纵筋的接头搭接长度为1000mm，在纵筋搭接长度范围内的螺旋箍筋直径不应小于纵向较大直径的0. 25倍，箍筋间距不大于纵筋较小直径的10倍且不大于200mm，桩身纵筋每隔一根与加劲箍筋点焊焊牢；8)、安装钢筋骨架钢筋笼制做加工好后，用装载机或挖机运到施工现场，采用汽车吊和塔吊同时吊装的方式，吊放钢筋笼入孔时应缓慢、平稳，防止钢筋倾斜和碰撞孔壁导致塌孔，为保证骨架起吊时不变形，用两吊点吊装，并用2根钢管套于骨架主筋上，再利用护筒上的横梁将钢管压住，使钢筋骨架受砼顶托不会上浮；9)、浇筑前准备，主要包括清孔，终孔验收，泵送混凝土浇筑质量保证措施，具体包括下列步骤①清除干净桩底泥浆、杂物，排除积水；②进行终孔验收，并填写记录；③吊放钢筋笼就位，控制好保护层厚度；④进行钢筋评定和隐蔽验收；⑤泵送混凝土泵能连续工作，输送管线直，转弯缓，接头严密；⑥在泵送过程中，受料斗内具有足够的混凝土；⑦泵送混凝土前先用适当水泥砂浆润湿输送管内壁，并试泵；⑧在浇筑前利用第一节护壁上控制标高制作不同的标高控制杆，以便控制浇筑时的标高，同时考虑桩顶预留IOOmm厚的浮浆层要剃凿；10)、混凝土浇筑，主要包括安装导管，浇筑混凝土，以及取样作试验及成桩；混凝土的下料采用漏斗和串桶下料，出料口距混凝土面不大于2m，浇筑顺序为先浅后深，以较深的桩孔作为临时集水井，降低浇筑桩孔的地下水位，防止离析现象发生，若遇大量涌水而无法及时排除时，则采用垂直导管法进行水下浇筑混凝土，混凝土用导管浇筑，由重力作用下从导管下口排出，导管采用Φ 150钢管，导管下端始终埋在混凝土表面之下，导管中设置球、塞隔水，并托住混凝土，使其徐徐下降，混凝土导管下到离孔底3(T50CM，导管密闭性符合要求，浇灌过程中，导管应保持在砼中埋深2米以上，但不得大于6米，并上下提管插实，浇灌应连续完成，导管不能横向移动，并在混凝土浇筑漏斗周围加盖挡板，防止混凝土直接落入槽内污染泥浆，桩身分层浇筑，每层振捣厚度不超过lm，导管每节长lm，每次拆除一节，用手动力葫芦提升导管，加强对导管根部振捣，防止因导管提升造成局漏振，对于直径大于an的大直径桩，第一次浇筑到扩底部位的顶面，随即振捣密实，再分层浇筑桩身，直至桩顶，遇混凝土泵管堵塞，临时用塔吊运输混凝土，在使用塔吊吊斗浇筑时，在地面上铺设平板以避免产生离析现象，以便将吊斗内的混凝土泻在平板上，然后再浇入桩孔内； 在混凝土初凝前抹压平整桩顶面，待混凝土初凝后在桩头进行蓄水养护，凿除桩头浮浆层并清洗干净钢筋上浮浆，以保证与上部承台良好连接；混凝土试块取样试验满足规范要求， 成桩。
3.根据权利要求2所述的一种旋挖钻机结合人工扩底施工工程桩的施工方法，其特征在于步骤3)埋设护筒中护筒精确定位的具体步骤为埋设钢护筒时通过定位的控制桩放样，把钻机钻孔的位置标于孔底，再把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒竖直，在钢护筒周围对称地、均勻地回填设计含水量的粘土， 要分层夯实，达到设计密实度，如果护筒底土层不是粘性土，进行挖深或换土，在孔底回填夯实300-500mm厚度的粘土后，再安放护筒，夯填时要防止钢护筒偏斜，护筒上口应绑扎方木对称吊紧，防止下窜；钢护筒埋设深度应满足设计及有关规范要求，埋深> 5. 5米，地面预留0. 3-0. 5米。
4.根据权利要求2所述的一种旋挖钻机结合人工扩底施工工程桩的施工方法，其特征在于步骤8)、安装钢筋骨架中，所述的两吊点吊装具体为第一吊点设于下部四分之一处， 由汽车吊起吊，第二吊点设与上部五分之一处，由塔吊起吊，起吊时两点同时起吊，待钢筋骨架离开地面以后，第二吊点继续起吊，第一吊点保持骨架下部离开地面，直到钢筋骨架吊放到孔内后，用钢管横穿钢筋笼，临时支撑钢筋笼的重量于地面上。
全文摘要
旋挖钻机结合人工扩底施工工程桩的施工方法，包括如下施工步骤，1)施工前准备工作，包括场地平整；2)桩位放样；3)埋设护筒；4)钻机就位、旋挖钻进；5)人工扩底；6)旋挖钻孔质量检测；7)制作钢筋骨架；8)安装钢筋骨架；9)浇筑前准备，主要包括清孔，终孔验收，泵送混凝土浇筑质量保证措施；10)混凝土浇筑，主要包括安装导管，浇筑混凝土，以及取样作试验及成桩。本方法充分利用旋挖钻机的高效率，同时利用人工桩底扩孔，结合两者的优点，弥补两者的不足之处。细化施工步骤，工艺流程明确，通过有效的细节措施，保证了工程桩的施工质量，将旋挖钻机的施工工艺和人工桩底扩孔的工艺步骤统筹的结合，实现了施工场地，施工机械，施工时间有效的调配，在保证施工质量的同时，极大地提高了挖孔桩的施工效率，从而可大大节约工程桩的施工时间，满足了项目的工期要求。
文档编号E02D5/44GK102425160SQ20111025508
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者余德浩, 张俊丹, 张志华, 石立国, 袁建华, 郭亚弟 申请人:中国建筑第二工程局有限公司