一种钻孔埋入式多介质组合桩的施工工法的制作方法

本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种钻孔埋入式多介质组合桩的施工工法。该施工方法可广泛应用于各种土层(砂层、卵砾石层和岩石层等)，尤其在复杂地质及环境条件下(卵石混岩地层、邻近地铁保护建筑等)的基坑围护及地基加固。

背景技术：

随着城市化建设的快速发展，城市用地越来越紧张，高层建筑越来越多。随之而来的是基础越挖越深，地下空间的开发和利用也越来越普遍。地面建筑物密集，地下各类管线纵横交错，因此，基坑开挖对周边环境的影响也越来越复杂。特别是对复杂地质及环境条件下(卵石混岩地层、邻近地铁保护建筑等)的基坑工程，如何减小基坑施工对周边环境的影响，有效地控制围护体的变形，已引起工程界的广泛关注。

目前常用的桩分为预制桩和灌注桩两大类。钻孔灌注桩一般采用泥浆护壁成孔，在水下浇灌混凝土技术，存在施工速度慢，造价高等缺点。而沉管灌注桩具有施工速度快、成本低等优点，但很容易产生颈缩、断桩、局部夹土、混凝土离析和强度不足等质量问题。

钢筋混凝土预制桩为国内使用最多的一种桩型，采用截面方形、圆形等形状。预制桩的沉桩方式有锤击法、振动法和静压法，具有质量可靠、施工速度快、造价低等优点。但是其属于挤土桩，在沉桩过程中对土体产生挤压，影响周边建筑、道路、地下管线等，容易引起纠纷，为了避免打桩对周围环境的影响，需要增加额外的防护费用，所以其使用受到许多条件限制。

技术实现要素：

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种钻孔埋入式多介质组合桩的施工工法，桩体周围水泥浆与预制构件充分融合形成整体，使桩身强度更高，整体性更强，对环境无挤土，造价低，施工便捷。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种钻孔埋入式多介质组合桩的施工工法，其特征在于所述钻孔埋入式多介质组合桩是通过中掘植桩机在岩土及岩体地层中钻进成孔，成孔过程中钻杆与钢筒同时钻进土层中，同时利用螺旋钻杆钻头自动出土或砂石，直至钢筒下沉至设计深度，成孔后自由落体插入预制构件，灌注水泥浆，旋转钢筒360度使水泥浆与预制构件充分融合，逐节将钢筒拔出并拆除，形成具有止水和抵抗土体压力的钻孔埋入式多介质组合桩。

所述预制构件可以是预制h型构件、离心方桩、预制圆桩、h型钢。

所述水泥浆可以是水泥土、低强度混凝土或纤维混凝土等。

所述钻孔埋入式多介质组合桩通过钢筒钻进成孔，在钢筒中先插桩后注浆，通过钢筒的保护，旋转钢筒360度使水泥浆与预制构件充分融合形成整体，形成具有止水和抵抗土体压力的钻孔埋入式多介质组合桩。

所述预制件为自由落体插入钢筒，先插桩后注浆，减少额外机械设备的投入，降低成本，施工简便。

所述预制构件可以是单节或是多节拼接而成，桩体插入深度更深。

所述的施工工法包括以下步骤：

(1)放样，根据施工图放出实样；

(2)装置就位，将中掘植桩机移动到待施工位置；

(3)起动后台空压机，为中掘植桩机提供压缩空气；

(4)开启动力装置，螺旋杆动力头带动螺旋钻杆，钻头下钻掘土，同时钢筒动力头带动钢筒下钻，钻头挖掘出的土体在压缩空气的作用下沿螺旋钻杆排出钢筒经刮泥装置排到地面，从而使钢筒中间取土成孔；

(5)螺旋钻杆、钢筒持续下钻，直至正转下沉到设计桩底标高；

(6)关闭钢筒动力头动力装置，螺旋钻杆动力头反转电机，螺旋钻杆和钻头向上旋出，直至钻头离开钢筒，钢筒动力头与钢筒脱开连接；

(7)中掘植桩机移位，吊车将预制构件放入步骤(4)(5)(6)施工时形成的钢筒内孔里；

(8)预制构件沉至设计标高，向钢筒内孔里灌注水泥浆直至设计标高；

(9)中掘植桩机移回原位，钢筒动力头与钢筒重新连接，开启动力装置，钢筒动力头在卷扬机上的钢丝绳拖动下向上起拔钢筒直至钢筒完全离开地面；

(10)中掘植桩机移位，重复步骤(2)—(9)，施工下一组。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、取土时因钢筒插入整个孔内，孔壁不会坍落，易于控制桩断面尺寸与形状，较容易处理孔底虚土，清底效果好，充盈系数小，节约材料，比灌注桩造价低；

2、由于钢筒护壁的作用，可避免钻、冲击成孔灌注桩可能发生的缩颈、断桩及混凝土离析等质量问题；

3、钻杆与钢筒同时钻进土层中，能顺利穿越饱和含水地层，有效的防止了孔内流沙、涌泥，并可进行嵌岩，施工较为安全、快捷，对桩身质量能较好的控制，保证了桩身质量；

4、采用先插桩后注浆工艺，预制构件周围水泥浆不渗漏不外溢，水泥浆与预制构件充分融合形成整体，使桩身强度比常规灌注桩提高15％以上。

附图说明

图1为中掘植桩机装置示意图；

图2为钻孔埋入式多介质组合桩施工工艺示意图；

图3为预制构件成桩平面示意图；

图4为预制构件成桩工艺流程图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种中掘植桩机，该装置包括步履式和履带式主机1、卷扬机2、钢丝绳3、桅杆4、螺旋杆动力头5、钢筒动力头6、刮泥装置7、螺旋钻杆8、钢筒9、钻头10、北斗云定位系统11，所述的卷扬机2和桅杆4固定在主机1上，所述的螺旋杆动力头5、钢筒动力头6通过钢丝绳3连接桅杆3顶端滑轮，钢丝绳带动动力头上下升降，所述的螺旋杆动力头5连接螺旋钻杆7，钻杆8下端连接钻头10，钢筒动力头6依次通过变速箱和减速机连接钢筒9，所述刮泥装置7安装在钢筒动力头6上，随螺旋钻杆7转动，所述北斗云定位系统11安装在桅杆里。

本发明涉及一种钻孔埋入式多介质组合桩的施工方法包括以下步骤:发明

(1)放样，根据施工图放出实样；

(2)装置就位，将中掘植桩机移动到待施工位置；

(3)起动后台空压机，为中掘植桩机提供压缩空气；

(4)开启动力装置，螺旋杆动力头5带动螺旋钻杆8，钻头10下钻掘土，同时钢筒动力头6带动钢筒9下钻，钻头10挖掘出的土体在压缩空气的作用下沿螺旋钻杆8排出钢筒9经刮泥装置7排到地面，从而使钢筒9中间取土成孔；

(5)螺旋钻杆8、钢筒9持续下钻，直至正转下沉到设计桩底标高；

(6)关闭钢筒动力头6动力装置，螺旋钻杆8动力头反转电机，螺旋钻杆8和钻头10向上旋出，直至钻头10离开钢筒9，钢筒动力头6与钢筒9脱开连接；

(7)中掘植桩机移位，吊车将预制构件12放入步骤(4)(5)(6)施工时形成的钢筒9内孔里；

(8)预制构件12沉至设计标高，混凝土泵车13就位向钢筒9内孔里灌注水泥浆14直至设计标高；

(9)中掘植桩机移回原位，钢筒动力头6与钢筒9重新连接，开启动力装置，钢筒动力头6在卷扬机2上的钢丝绳3拖动下向上起拔钢筒9直至钢筒9完全离开地面。

(10)中掘植桩机移位，重复步骤(2)—(9)，施工下一组。