一种钢管混凝土桩基的施工方法及钢管混凝土桩基与流程

1.本发明涉及大临结构桩基础施工技术领域，特别涉及一种钢管混凝土桩基及其施工方法。


背景技术：

2.目前，在进行桥梁、建筑等构筑物施工过程中，多采用钢管桩作为施工支架桩基础。
3.相关技术中，一般采用振动锤或者冲击锤等进行钢管桩的插打施工。但是，在遇到抛石层、漂石层、坚硬地层、夹层等复杂地质情况时，采用振动锤或者冲击锤插打时因桩下端受阻无法实现钢管桩的入土，采用钢管桩作为施工支架桩基础，既达不到摩擦桩受力要求，也达不到端承桩受力条件。
4.因此，有必要设计一种新的钢管混凝土桩基的施工方法及钢管混凝土桩基，以克服上述问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种钢管混凝土桩基的施工方法及钢管混凝土桩基，以解决相关技术中采用振动锤或者冲击锤插打时因桩下端受阻无法实现钢管桩的入土，且采用钢管桩作为施工支架桩基础，既达不到摩擦桩受力要求，也达不到端承桩受力条件的问题。
6.第一方面，提供了一种钢管混凝土桩基的施工方法，其包括：在河床面的预设位置放置钢管桩，并于所述钢管桩的顶部向下插打所述钢管桩至无法下沉；在所述钢管桩的内部冲击造孔；继续插打所述钢管桩至无法下沉；冲击造孔与插打所述钢管桩交替进行，直至所述钢管桩底端到达设计深度；在所述钢管桩内灌注混凝土。
7.一些实施例中，所述在河床面的预设位置放置钢管桩，并于所述钢管桩的顶部向下插打所述钢管桩至无法下沉，包括：采用测量设备精确定位所述钢管桩桩位，并在所述钢管桩上设置导向架作为辅助，采用振动锤向下插打钢管桩至无法下沉。
8.一些实施例中，所述在所述钢管桩的内部冲击造孔，包括：设置钻孔平台，驱动冲击钻进入所述钢管桩，冲击钻在所述钢管桩内向下冲击造孔至预设深度。
9.一些实施例中，所述冲击造孔与插打所述钢管桩交替进行，直至所述钢管桩底端到达设计深度，包括：步骤a：采用冲击钻继续在所述钢管桩的内部冲击造孔至预设深度；步骤b：采用振动锤继续插打所述钢管桩至无法下沉；步骤c：对所述钢管桩内沉渣进行清理；重复步骤a～c直至所述钢管桩底端到达设计深度。
10.一些实施例中，在冲击造孔与插打所述钢管桩交替进行，直至所述钢管桩底端到达设计深度之后，还包括：再次插打所述钢管桩至所述钢管桩无法下沉。
11.一些实施例中，在所述钢管桩内灌注混凝土之前，还包括：对所述钢管桩内沉渣进行清理，并采用清水置换泥浆。
12.一些实施例中，所述在所述钢管桩内灌注混凝土，包括：采用导管法在所述钢管桩
内灌注水下混凝土，使所述钢管桩内的混凝土与河床面齐平或者位于河床面以下。
13.一些实施例中，在所述钢管桩内灌注混凝土之后，将所述钢管桩接高，并在接高后的钢管桩上进行上部施工支架的安装。
14.第二方面，提供了一种采用上述的施工方法形成的钢管混凝土桩基，其特征在于，其包括：钢管桩，其底端插设于河床面以下的设计位置，且所述钢管桩内浇注混凝土。
15.一些实施例中，所述钢管桩内的混凝土与河床面齐平或者位于河床面以下。
16.本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
17.本发明实施例提供了一种钢管混凝土桩基的施工方法及钢管混凝土桩基，由于采用了插打钢管桩与在钢管桩内冲击造孔交替进行的方式，当钢管桩在遇到抛石层、漂石层、坚硬地层、夹层而无法下沉时，利用既有的钢管桩作为护筒，在钢管桩内冲击造孔消除抛石层、漂石层、坚硬地层、夹层等对钢管桩沉桩的影响，且钢管桩内灌注的混凝土与钢管桩间的粘结、摩阻效应可以提高钢管桩的承载力，因此，在复杂地质的情况，钢管桩也能顺利入土沉桩，且钢管混凝土桩基的承载力较好，能够达到摩擦桩受力要求和端承桩受力条件。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的一种钢管混凝土桩基的施工方法的振动锤沉桩示意图；
20.图2为本发明实施例提供的一种钢管混凝土桩基的施工方法的冲击钻引孔示意图；
21.图3为本发明实施例提供的一种钢管混凝土桩基的施工方法的引孔后振动锤沉桩示意图；
22.图4为本发明实施例提供的一种钢管混凝土桩基的施工方法的捞渣示意图；
23.图5为本发明实施例提供的一种钢管混凝土桩基的施工方法的灌注混凝土示意图；
24.图6为本发明实施例提供的一种钢管混凝土桩基的结构示意图。
25.图中：
26.1、钢管桩；2、混凝土；3、导向架；4、振动锤；5、冲击钻；6、捞渣桶；7、覆盖层；8、复杂地质层。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
28.本发明实施例提供了一种钢管混凝土桩基的施工方法及钢管混凝土桩基，其能解
决相关技术中采用振动锤或者冲击锤插打时因桩下端受阻无法实现钢管桩的入土，且采用钢管桩作为施工支架桩基础，既达不到摩擦桩受力要求，也达不到端承桩受力条件的问题。
29.参见图1至图3所示，为本发明实施例提供的一种钢管混凝土桩基的施工方法，用于在水下复杂地质层8中形成摩擦桩，其可以包括：
30.步骤1：在河床面的预设位置放置钢管桩1，并于钢管桩1的顶部向下插打钢管桩1至无法下沉。
31.参见图1所示，进一步，于步骤1中，所述在河床面的预设位置放置钢管桩1，并于钢管桩1的顶部向下插打钢管桩1至无法下沉，可以包括：采用测量设备精确定位钢管桩1桩位，并在钢管桩1上设置多层导向架3作为辅助，采用振动锤4于钢管桩1的顶部向下插打钢管桩1，使钢管桩1下移至覆盖层7无法下沉；利用导向架3及一定的入土深度，保证钢管桩1一直处于竖直状态。
32.步骤2：在钢管桩1的内部冲击造孔。
33.参见图2所示，进一步，于步骤2中，所述在钢管桩1的内部冲击造孔，可以包括：在桥面上设置钻孔平台，将冲击钻5就位，并驱动冲击钻5进入钢管桩1内，利用已插打的钢管桩1作为护筒，冲击钻5在钢管桩1内向下冲击造孔至预设深度，本实施例中，驱动冲击钻5向下引孔深约2～3mm，冲击钻5在钢管桩1内冲击造孔，可以消除孤石、抛石层、坚硬地层等对钢管桩1沉桩的影响，且冲击钻5冲击成孔过程中无需专门制备泥浆对其护壁，通过钢管桩1可以起到护壁的效果。
34.步骤3：继续插打所述钢管桩1至无法下沉。
35.参见图3所示，在一些实施例中，于步骤3中，当使用冲击钻5向下引孔深约2～3mm后，可以使用振动锤4于钢管桩1的顶部继续向下插打钢管桩1至再次无法下沉，钢管桩1在下沉的同时起到护筒跟进护壁的作用。
36.参见图4所示，进一步，于步骤3之后，可以采用捞渣桶6对钢管桩1内的沉渣进行清理，通过合理设置冲击深度，避免泥浆过浓、沉渣过厚，影响冲击钻5冲击效能。
37.步骤4：冲击造孔与插打所述钢管桩1交替进行，直至所述钢管桩1底端到达设计深度。
38.参见图2至图4所示，进一步，于步骤4中，所述冲击造孔与插打所述钢管桩1交替进行，直至所述钢管桩1底端到达设计深度，可以包括：
39.步骤a：采用冲击钻5继续在所述钢管桩1的内部冲击造孔至预设深度，本实施例中，驱动冲击钻5每次向下引孔深约2～3mm。
40.步骤b：采用振动锤4继续向下插打所述钢管桩1至无法下沉。
41.步骤c：采用捞渣桶6对所述钢管桩1内沉渣进行清理。
42.每2～3mm一个循环，重复步骤a～c直至所述钢管桩1底端到达设计深度。
43.进一步，于步骤4之后，还包括：采用振动锤4再次插打钢管桩1至钢管桩1无法下沉，使得钢管桩1克服沉渣层而支承于坚硬地层上，同时，通过振动效应使得钢管桩1外壁与地层更好的贴合。
44.步骤5：在钢管桩1内灌注混凝土2。
45.参见图4所示，进一步，于步骤5之前，还包括：对钢管桩1内沉渣进行清理，并采用清水置换沉渣中的泥浆，可消除泥浆膜附着于钢管桩1管壁，以免影响钢管桩1内壁与混凝
土2的粘结效果。
46.参见图4所示，进一步，于步骤5中，所述在钢管桩1内灌注混凝土2，可以包括：将导管插入钢管桩1内，在导管内注入混凝土2，采用导管法在钢管桩1底部灌注水下混凝土2，使钢管桩1内的混凝土2标高与河床面齐平或者位于河床面以下，本实施例中，钢管桩1内的混凝土2顶面位于河床面以下50cm，便于后期拆除钢管桩1及消除对航道水域的影响。
47.参见图6所示，进一步，于步骤5之后，可以将钢管桩1接高，并在接高后的钢管桩1上进行上部施工支架的安装，其中，上部施工支架用于临时支撑，本实施例中，上部施工支架用于拆除既有桥梁及新建钢桁梁架设。
48.本发明实施例的施工方法，在突破漂石及复杂地质层8时使用冲击钻5，其余位置可以采用振动锤4沉桩至设计标高，振动锤4贯穿施工的全过程，是主要施工设备，且本方法可以适用于水上、陆上各种地质环境，成桩后靠钢管桩1进行受力，所灌注的混凝土2可以增加钢管桩1内摩擦力，突出钢管混凝土2结合摩擦桩的特点，通过混凝土2与钢管桩1间的粘结、摩阻效应提高钢管桩1基础的承载力。
49.参见图6所示，本发明实施例还提供了一种采用上述的施工方法形成的钢管混凝土桩基，其可以包括：钢管桩1，其底端插设于河床面以下的设计位置，且钢管桩1内浇注有混凝土2，通过灌注水下混凝土2使得钢管桩1内填充饱满，并通过混凝土2与钢管桩1间的粘结、摩阻效应可以提高钢管桩1基础的承载力，有效的解决了常规工艺条件下钢管桩1入土难的问题，满足了钢管桩1承载力需求。
50.参见图6所示，在一些实施例中，钢管桩1内的混凝土2与河床面齐平或者位于河床面以下，本实施例中，钢管桩1内的混凝土2顶面位于河床面以下50cm，便于后期临时桩基拆除及消除对航道的影响。
51.本发明实施例提供的一种钢管混凝土桩基的施工方法及钢管混凝土桩基的原理为：
52.由于采用了在钢管桩1内冲击造孔与插打钢管桩1交替进行的方式，当钢管桩1在遇到抛石层、漂石层、坚硬地层、夹层而无法下沉时，利用既有的钢管桩1作为护筒，在钢管桩1内冲击造孔消除抛石层、漂石层、坚硬地层、夹层等对钢管桩1沉桩的影响，且钢管桩1内灌注的混凝土2与钢管桩1间的粘结、摩阻效应可以提高钢管桩1的承载力，因此，在复杂地质的情况，钢管桩1也能顺利入土沉桩，施工简单、便捷，且钢管混凝土桩基的承载力较好，能够达到摩擦桩受力要求和端承桩受力条件；在复杂地质环境下施工临时结构支架桩基中可以有效发挥作用，并得到广泛的应用。
53.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。
54.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作
之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
55.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。