一种钻孔灌注桩施工方法与流程

本发明一种钻孔灌注桩施工方法，属于灌注桩基施工技术领域。

背景技术：

为满足工程建设的需要，桩基础作为提高地基承载力的一种最有效的方式被广泛采用，桩基础一般分为钻孔灌注桩和预制桩。其中钻孔灌注桩占桩基础施工中的比重约70%，钻孔灌注桩的施工一般分为干作业和泥浆护壁作业。但是受环境影响，在香港以及世界发达国家的钻孔灌注桩施工中是禁止使用泥浆护壁的，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。

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔手段在地基土中形成桩孔，成孔后于孔内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。钻孔灌注桩技术由于具有能制成承载力大、较大直径和各种长度的桩以及适用各种土质的特点，而在城市建筑中得到了普遍应用。

现有的钻孔灌注桩施工技术主要采用钻机在地基上进行成孔作业，形成桩孔。但是现有的钻孔灌注桩施工施工过程中，会出现钻杆偏移的问题，因此需要进行钻杆的位置调整，从而影响施工的效率。同时，向桩孔内安放钢筋笼时，将单节钻孔钢筋笼一一下放，钢筋笼放置的过程中容易偏心导致灌注桩成型后容易

有部分钢筋外露。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种钻孔灌注桩施工方法，该方法对地下水没有污染，施工现场整洁，不影响周围环境，满足高环保要求，该方法施工速度比传统工艺快一倍以上，施工效率高，

本发明通过以下技术方案实现：

一种钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：

步骤一、钻机引孔：

处理钻孔场地基层表面：场平、清除地表垃圾及障碍物，遇到无法钻穿的障碍物，采用挖掘机挖出后，素土回填并夯实；

按桩位设计图纸要求，测设桩位并做好标记，以桩位为中心用白灰画一个圆，对桩位复核无误后，开孔，开孔深度为6-8m；

步骤二、振动锤下护筒，

钢护筒采用12mm以上的螺旋管制作，护筒底部设置底刃，多节护筒与护筒之间采用高强度螺栓进行连接，护筒连接部分采取加强措施，护筒采用夹持器夹持，进行向下振动下沉；

步骤三、钻机成孔；

护筒到达预定深度后，成孔钻机重新就位，将孔内渣土掏出孔外，施钻至设计桩底标高，第一次清孔；

步骤四、下放钢筋笼、灌注混凝土，

下放钢筋笼，钢筋笼下放完毕后用气举反循环进行孔底二清，检测沉渣符合设计要求后，进行混凝土灌注，灌注连续进行，中途停歇时间不超过30min，为保证拔出护筒后桩头混凝土质量，混凝土超灌1-2m护筒到达预定深度后，成孔钻机重新就位，施钻至设计桩底标高，第一次清孔；

步骤五、振动锤拔除护筒，混凝土灌注完成后，使用振动锤设备将护筒分节拔出桩孔，护筒循环使用，最后一节护筒在灌完混凝土1小时后内拔起，并在拔出过程中及时监测孔中混凝土液面，当混凝土液面低于桩顶标高时，及时补充混凝土。

优选的，拔护筒控制要点：拔除护筒过程中，通过吊装孔吊装护筒，振动锤匀速操作，防止提拔速度过快，导致混凝土密实度下降，影响桩体质量。护筒拔出过程保持垂直，在施工人员指挥下完成，保证护筒垂直度，防止护筒垂直度变化造成桩体局部夹泥。为保证桩头质量，拔护筒最后一节时，检查护筒内混凝土标高，混凝土桩顶标高不够时，将护筒内泥浆清理干净，进行二次灌注。

优选的，所述混凝土灌注采用汽车泵结合水下灌注混凝土施工工艺实现。

优选的，所述钻机上设置有陀螺仪，所述陀螺仪位于钻机的钻杆上方，所述钻杆为套装结构，包括外杆及套接于外杆内的内杆，所述外杆与内杆同心，所述外杆的内壁设置有用于内杆上下滑动的轴向的轨道；所述钻机的钻杆头部设置有钻头，所述钻头顶部设置有周向旋挖钻齿；所述钻杆头部四周上下设置有两个定位环，所述两个定位环大小一致且相互平行，所述钻杆位于两个定位环内部。

优选的，所述内杆的数量为一到多个。

优选的，所述护筒包括连接节及底节，所述筒体底节的上端为连接端，下端设置有底刃，所述底刃设置于筒体内壁；所述连接节上端和下端均为连接端，所述连接端设置有加强段，所述连接节及底节上端均设置有多个吊装孔，所述连接节下端设置有多个连接孔，所述吊装孔和连接孔位置相匹配设置，所述吊装孔和连接孔孔壁上均设置有套丝；所述连接孔内拆卸式设置有螺栓，所述筒体上节插入下节内部，所述两个筒体通过高强度螺栓可拆卸式的连接。

优选的，所述筒体适用于地质复杂的条件下的不良地质成孔，无泥浆污染。

优选的，所述不良地质包括但不限于溶洞夹层、岩层、卵石土层、角砾层。

优选的，两次清孔沉渣要求为：孔内排出或抽出的泥浆无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

全护筒钻孔灌注桩施工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。

在传统钻孔灌注桩因地层、环保原因无法成孔的情况下，保证桩基工程施工的顺利进行。

相比较其他护壁形式的钻孔灌注桩施工工艺，不需要配置泥浆，没有护壁泥皮对承载力的影响，承载力可靠，桩体质量满足规范要求。

施工速度比传统工艺快一倍以上，施工效率高，为整体工程的顺利施工打下良好的基础。

护筒筒体连接处的连接杆体积小，不仅减小护筒拔出时的阻力，还能降低对灌注桩周围土体的损伤，使得该钻孔灌注桩护筒的适用范围更广。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明实施例1护筒结构示意图；

图3为本发明实施例1钻杆结构示意图；

图4为本发明实施例1钻杆外杆和内杆结构示意图；

图5为本发明实施例2护筒结构示意图；

图6为本发明测斜孔结构示意图.

图中，筒体1，顶刃2，底刃3，吊装孔4，连接孔5，连接杆6，螺栓7，测斜孔8,钻杆11，定位环12,钻齿16，连接节21，底节22，加强段23，外杆31，内杆32，轨道33。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1

一种钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：

步骤一、钻机引孔：

处理钻孔场地基层表面：场平、清除地表垃圾及障碍物，遇到无法钻穿的障碍物，采用挖掘机挖出后，素土回填并夯实；

按桩位设计图纸要求，测设桩位并做好标记，以桩位为中心用白灰画一个半径45cm的圆，对桩位复核无误后，钻机就位后，保持钻机平稳，旋挖机钻尖对准桩位中心开引孔，引孔深度为7m，根据现场基层情况进行选择，对于较松软或易塌孔的基层，选择较深的引孔深度。

引孔能够克服浅层障碍物的影响。工程钻机可以有效克服障碍物的影响，无法钻穿的障碍物应采用挖掘机挖出，防止对护筒的卷边损坏；

引孔部位可以使护筒准确定位，防止护筒偏差造成桩位偏差较大；

引孔段可以使护筒顺利入孔，减少了护筒下放的摩擦力，保证护筒入孔的稳定性，减少护筒插入时间，保证护筒顺利插入。

步骤二、振动锤下护筒，

钢护筒采用12mm的螺旋管制作，护筒底部设置底刃，多节护筒与护筒之间采用高强度螺栓进行连接，护筒连接部分采取加强措施，护筒采用夹持器夹持，进行向下振动下沉。

所述护筒包括连接节21及底节22，所述筒体底节的上端为连接端，下端设置有底刃，所述底刃设置于筒体内壁；所述连接节上端和下端均为连接端，所述连接端设置有加强段23，所述连接节及底节上端均设置有多个吊装孔5，所述连接节下端设置有多个连接孔，所述吊装孔4和连接孔位置相匹配设置，所述吊装孔4和连接孔孔壁上均设置有套丝；所述连接孔内拆卸式设置有螺栓7，所述筒体上节插入下节内部，所述两个筒体通过高强度螺栓可拆卸式的连接。

所述筒体底节底部设置有底刃3，所述底刃设置于筒体内壁，能减小护筒下放的阻力，保证护筒顺利下放到位。

护筒可以循环使用，节能、降低成本。

所述两个筒体通过高强度螺栓可拆卸式的连接，不仅减小护筒拔出时的阻力，还能降低对灌注桩周围土体的损伤，使得该钻孔灌注桩护筒的适用范围更广。

护筒与护筒之间采用高强度螺栓可拆卸式的连接，方便快捷。如果采用焊接，焊接时间较长，影响施工进度。

所述筒体内还设置有测斜孔8，所述测斜孔沿筒体轴向设置，所述测斜孔内设置有测斜仪探头，测斜仪探头连接测斜仪。保证下护筒和拔护筒过程中护筒的垂直度，防止护筒垂直度变化造成桩体局部夹泥。

步骤三、钻机成孔；

护筒到达预定深度后，成孔钻机重新就位，钻头直径采用780mm，施钻至设计桩底标高，将孔内渣土掏出孔外，第一次清孔；

所述钻机的桅杆上设置有陀螺仪，所述陀螺仪位于钻机的钻杆上方，所述钻杆11为套装结构，包括外杆31及套接于外杆内的内杆32，所述外杆与内杆同心，所述外杆的内壁设置有用于内杆上下滑动的轴向的轨道33；所述钻机的钻杆头部设置有钻头，所述钻头顶部设置有周向旋挖钻齿16；所述钻杆头部四周上下设置有两个定位环12，所述两个定位环大小一致且相互平行，所述钻杆位于两个定位环内部。

所述钻杆的内杆的数量为一到多个。

用上下两个定位圆环，保证钻进的稳定性与垂直度；旋挖钻齿增进了钻进的压力，利于破土，利于稳定性。

步骤四、下放钢筋笼、灌注混凝土，

下放钢筋笼，钢筋笼下放完毕后用气举反循环进行孔底二清，检测沉渣符合设计要求后，进行混凝土灌注，灌注连续进行，中途停歇时间不超过30min，为保证拔出护筒后桩头混凝土质量，混凝土超灌1m；

步骤五、振动锤拔除护筒，混凝土灌注完成后，使用振动锤设备将护筒分节拔出桩孔，护筒循环使用，最后一节护筒在灌完混凝土1小时后内拔起，并在拔出过程中及时监测孔中混凝土液面，当混凝土液面低于桩顶标高时，及时补充混凝土。

拔护筒控制要点：拔除护筒过程中，通过吊装孔吊装护筒，振动锤匀速操作，防止提拔速度过快，导致混凝土密实度下降，影响桩体质量。护筒拔出过程保持垂直，在施工人员指挥下完成，保证护筒垂直度，防止护筒垂直度变化造成桩体局部夹泥。为保证桩头质量，拔护筒最后一节时，检查护筒内混凝土标高，混凝土桩顶标高不够时，将护筒内泥浆清理干净，进行二次灌注。

所述混凝土灌注采用汽车泵结合水下灌注混凝土施工工艺实现。

两次清孔沉渣要求为：孔内排出或抽出的泥浆无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。

本钻孔灌注桩施工技术，利用专用摇、振动设备使钢护筒克服各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，保证灌注桩成桩的施工技术。

本方法适用于直径为600mm-2500mm的钻孔灌注桩，钻孔灌注桩长度不宜大于40m的桩基工程。

适用于地下水位较高，易塌孔，使用普通泥浆及化学泥浆无法成孔的地层，无泥浆污染。如卵石土层、角砾石土层、砂层等，可进行嵌岩桩施工。

实施例2

一种钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：

步骤一、钻机引孔：

处理钻孔场地基层表面：场平、清除地表垃圾及障碍物，遇到无法钻穿的障碍物，采用挖掘机挖出后，素土回填并夯实；

按桩位设计图纸要求，测设桩位并做好标记，以桩位为中心用白灰画一个半径45cm的圆，对桩位复核无误后，钻机就位后，保持钻机平稳，旋挖机钻尖对准桩位中心开引孔，引孔深度为6m。

引孔能够克服浅层障碍物的影响。工程钻机可以有效克服障碍物的影响，无法钻穿的障碍物应采用挖掘机挖出，防止对护筒的卷边损坏；

引孔部位可以使护筒准确定位，防止护筒偏差造成桩位偏差较大；

引孔段可以使护筒顺利入孔，减少了护筒下放的摩擦力，保证护筒入孔的稳定性，减少护筒插入时间，保证护筒顺利插入。

步骤二、振动锤下护筒，

钢护筒采用14mm螺旋管制作，护筒底部设置底刃，多节护筒与护筒之间采用高强度螺栓进行连接，护筒连接部分采取加强措施，护筒采用夹持器夹持，进行向下振动下沉。

所述护筒包括筒体1，所述筒体顶部设置有顶刃2，所述筒体底部设置有底刃3，所述顶刃2设置于筒体外壁，所述底刃3设置于筒体内壁，底刃能减小护筒下放的阻力，保证护筒顺利下放到位，顶刃和底刃形状相匹配，保证多节护筒连接的精度和紧密度。

所述筒体上部设置有多个吊装孔4，所述筒体下部设置有多个连接孔5，所述吊装孔4和连接孔5位置相匹配设置，所述连接孔和吊装孔内均可拆卸式设置螺栓7和螺母，所述螺栓连接有连接杆6，所述两个筒体通过连接杆6可拆卸式的连接。

护筒可以循环使用，节能、降低成本。

连接杆体积小，不仅减小护筒拔出时的阻力，还能降低对灌注桩周围土体的损伤，使得该钻孔灌注桩护筒的适用范围更广。

护筒与护筒之间采用刚强度的螺栓螺母进行连接。如果采用焊接，焊接时间较长，影响施工进度。

所述筒体1内还设置有测斜孔8，所述测斜孔沿筒体轴向设置，所述测斜孔内设置有测斜仪探头，测斜仪探头连接测斜仪。保证下护筒和拔护筒过程中护筒的垂直度，防止护筒垂直度变化造成桩体局部夹泥。

步骤三、钻机成孔；

护筒到达预定深度后，成孔钻机重新就位，钻头直径采用780mm，施钻至设计桩底标高，第一次清孔；

步骤四、下放钢筋笼、灌注混凝土，

下放钢筋笼，钢筋笼下放完毕后进行孔底二清，检测沉渣符合设计要求后，进行混凝土灌注，灌注连续进行，中途停歇时间不超过30min，混凝土超灌2m；

步骤五、振动锤拔除护筒，混凝土灌注完成后，使用振动锤设备将护筒分节拔出桩孔，护筒循环使用，最后一节护筒在灌完混凝土1小时后内拔起，并在拔出过程中及时监测孔中混凝土液面，当混凝土液面低于桩顶标高时，及时补充混凝土。

拔护筒控制要点：拔除护筒过程中，通过吊装孔吊装护筒，振动锤匀速操作，防止提拔速度过快，导致混凝土密实度下降，影响桩体质量。护筒拔出过程保持垂直，在施工人员指挥下完成，保证护筒垂直度，防止护筒垂直度变化造成桩体局部夹泥。为保证桩头质量，拔护筒最后一节时，检查护筒内混凝土标高，混凝土桩顶标高不够时，将护筒内泥浆清理干净，进行二次灌注。

所述混凝土灌注采用汽车泵结合水下灌注混凝土施工工艺实现。

两次清孔沉渣要求为：孔内排出或抽出的泥浆无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。

本钻孔灌注桩施工技术，利用专用摇、振动设备使钢护筒克服各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，保证灌注桩成桩的施工技术。

本方法适用于直径为600mm-2500mm的钻孔灌注桩，钻孔灌注桩长度不宜大于40m的桩基工程。

适用于地下水位较高，易塌孔，使用普通泥浆及化学泥浆无法成孔的地层，无泥浆污染。如卵石土层、角砾石土层、砂层等，可进行嵌岩桩施工。

本发明不会限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。