一种上软下硬地层的旋挖成孔方法与流程

1.本发明涉及应力检测设备技术领域，尤其涉及一种上软下硬地层的旋挖成孔方法。


背景技术：

2.在地下结构完成并回填之后，原基坑围护结构常被弃置于填土内部，形成下伏围护结构。在其后临近地下结构工程建设中，当场地下伏有原有围护结构体，上端又覆盖有较厚松散填土时，原有围护结构较硬，而松散填土较软，钻孔过程中松散填土易造成塌孔，造成反复回填冲进，从而使材料浪费，且成孔难度大，易坍塌、缩径，影响新建地下结构的基坑开挖或支护桩基施工，造成场地内成孔难度大、钻进作业不稳定等难题。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种上软下硬地层的旋挖成孔方法，其解决了上软下硬地层成孔难度大、钻进作业不稳定的技术问题。
5.(二)技术方案
6.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
7.一种上软下硬地层的旋挖成孔方法，包括以下步骤：
8.s1、在所述上软下硬地层中的松散土层上钻多个加固桩孔，采用旋喷桩机向加固桩孔内灌入加固浆，加固浆凝固后得到加固桩；
9.s2、采用旋挖钻机的截齿筒钻在加固后的松散土层上的预先成桩位置钻多个旋挖孔，其中在钻至所述上软下硬地层中的原有围护结构体位置时，将所述原有围护结构体切断并继续向下钻进，确保旋挖孔内的原有围护结构体被完全切断且旋挖孔底稳定；
10.s3、将切断的原有围护结构体从所述旋挖孔取出，然后完成成桩作业。
11.优选地，在采用旋挖钻机钻加固桩孔和旋挖孔前，分别采用全站仪进行测量以确定加固孔和旋挖孔的位置。
12.优选地，加固浆由p.o.42.5r普通硅酸盐水泥、三乙醇胺和水组成，且p.o.42.5r普通硅酸盐水泥、三乙醇胺与水的质量比为20:1:21。
13.优选地，采用旋挖钻机钻加固桩孔过程中，旋喷桩机的喷浆管的喷浆端随着旋挖钻机的钻杆向下移动，且喷浆管移动过程中喷射高压水。
14.优选地，高压水的压力为0.6～1mpa。
15.优选地，旋喷桩机的喷浆管旋转并向加固桩孔内灌入加固浆过程中，喷浆管的喷浆端由加固桩孔的底部向上移动并进行喷射注浆，注浆的流量为60～70l/min，注浆压力为15～20mpa，喷浆管的旋转角度为5～16rpm。
16.优选地，旋挖钻机的截齿筒钻钻旋挖孔时，钻杆的轴线沿竖直方向延伸布置。
17.优选地，钻旋挖孔前，在预先成桩位置上安装钢护筒，钢护筒的直径比旋挖孔的直
径大0.2～0.3m，钢护筒的顶端面比地面高0.2～0.3m，钢护筒的埋设深度为1.5m以上。
18.(三)有益效果
19.本发明的有益效果是：(1)本发明通过加固桩对松散土层进行加固，提高松散土层的强度、刚度和稳定性，可减少钻取旋挖孔时所需的钢护筒的长度，从而使钢护筒的埋设不受原有围护结构的影响，即钢护筒安装于原有围护结构的上方即可，使安装钢护筒更为方便。
20.(2)本发明的加固桩能够稳固施工面，保证旋挖钻机截齿筒钻的位置的稳定，使钻孔作业能够正常进行。
21.(3)本发明对松散土进行加固后，再通过旋挖钻机钻取旋挖孔，既能够切除原有围护结构，又能够减小对施工面的扰动，从而能够减小对周边建筑的扰动。
附图说明
22.图1为本发明的方法流程框图；
23.图2为本发明的加固桩孔的分布示意图。
具体实施方式
24.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
25.实施例
26.一种上软下硬地层的旋挖成孔方法，包括以下步骤：
27.s1、采用钻机在松散土层上钻多个加固桩孔，采用旋喷桩机向加固桩孔内灌入加固浆凝固后得到加固桩，从而对松散土层进行加固。
28.本发明中的上软下硬地层为施工面的上端为较厚的松散土层，下端埋设有坚硬的原有围护结构。
29.施工前，应明确所填松散土层的位置、范围和厚度，以方便确定加固桩孔的个数及深度。且要明确所填松散土处原有围护结构的分布位置、填埋深度及具体结构，在后续钻取旋挖孔时，方便控制旋挖钻机截齿筒钻的速度，以及确定所挖旋挖孔的深度。对施工场地进行平整，对局部软弱位置进行换填，保证旋挖钻机所放置的位置场地密实、稳固，确保旋挖钻机工作时不发生偏斜。
30.在本实施例中松散土层的厚度为15m，宽度为1m。
31.具体地，s11、钻取加固桩孔前的准备：旋挖钻机钻取加固桩孔前，通过全站仪测量并确定加固桩孔的位置，并在该加固桩孔的位置处向下安装0.3m深的钢筋短桩。
32.s12、使用旋挖钻机钻取加固桩孔：使旋挖钻机的钻杆采用钻杆导向架进行定位，使钻杆的轴线与待加工的加固桩孔的中心重合，钻杆钻取加固桩的同时，旋喷桩机的喷浆管的喷浆端随着旋挖钻机的钻杆向下移动，且喷浆管移动过程中喷射高压水。为防止加固桩孔的孔壁坍塌，所喷射的高压水的水压不的过高，喷射的高压水的压力为0.6～1mpa。
33.如图2所示，为了能够对松散土层进行加固，采用整体加固的方式对松散土层进行加固，即使加固桩孔布满松散土层，且为了使加固桩能够布满松散土层，相邻加固桩孔间有交叉。加固桩孔直径为60～150cm，加固桩孔的深度为15m。
34.s13、向加固桩孔内喷射注浆，凝固后形成加固桩：采用旋喷桩机向加固桩孔内灌装加固浆时，旋喷桩机的喷浆管的喷浆端由加固桩孔的底部逐渐向上移动进行喷射注浆，注浆的流量为60～70l/min，注浆压力为15～20mpa，压缩空气压力为500～700kpa，旋转速度为5～16rpm，提升速度为7～20cm/min。
35.所使用的加固浆的成分包括p.o.42.5r普通硅酸盐水泥和水，且p.o.42.5r普通硅酸盐水泥与水的质量比为1:1。为提高加固浆的强度和抗渗性，加固浆内加入质量分数为0.05％的三乙醇胺。为了防止加固浆长时间放置而影响其性能，则加固浆需在混合搅拌后4小时内用完。
36.喷射注浆过程中，会有少量的加固浆从加固桩孔口冒出。如果冒出的加固浆过多，即冒出的加固浆的量占总喷射注浆量的20％以上时，或者是没有加固浆从加固桩孔口冒出时，均需检查有效喷射范围与注浆量是否合适。
37.喷射注浆结束后，迅速将喷浆管从加固桩孔内移出至地面上，先关闭旋喷桩机，并将其移动至下一待加工的加固桩孔，并对其进行加工。
38.为了防止喷浆管内残留加固浆而影响下次使用，喷射注浆结构后，需将喷浆管清洗干净，喷浆管内不得残留加固浆。
39.s2、采用旋挖钻机的截齿筒钻在加固后的松散土层上的预先成桩位置钻多个旋挖孔，其中在钻至所述上软下硬地层中的原有围护结构体位置时，将所述原有围护结构体切断并继续向下钻进，确保旋挖孔内的原有围护结构体被完全切断且旋挖孔底稳定。
40.为了使支护桩能够具有足够的支撑能力，旋挖孔的轴线沿竖直方向延伸布置。旋挖孔用于放置支护桩或工程桩。
41.旋挖孔的直径为0.8m，支护桩的个数为4，旋挖孔的深度为40m。
42.具体地，s21：钻取旋挖孔前的准备：钻取旋挖孔前，依据设计图纸的桩位进行测量放线，使用全站仪测量并确定预先成桩位置，并在桩位点处向下安装0.3m深的钢筋短桩。并将钢护筒安装于桩位点处，钢护筒埋设深度为1.5m以上，钢护筒顶端面比施工面高0.2～0.3m，钢护筒的直径比旋挖孔的直径大0.2～0.3m。钢护筒外侧周围用黏土分层夯实，钢护筒的底部，保证钢护筒的稳定，防止在钻孔过程中钢护筒的位置发生移动。且钢护筒的轴线沿竖直方向延伸布置，钢护筒的中心线与旋挖孔的中心线平行，且钢护筒的中心线与旋挖孔间的距离小于0.02m。
43.为了减小钻取旋挖孔的阻力，旋挖孔的位置尽量不与加固桩孔的位置重合。在本实施例中，旋挖孔的位置不与加固桩孔的位置重合。当然，在其他实施例中，旋挖孔的位置可以与加固桩孔的位置重合。
44.s22、采用旋挖钻机截齿钻钻取旋挖孔：
45.采用旋挖钻机截齿钻对安装钢护筒后的桩位点进行钻孔，为了使旋挖孔沿竖直方向延伸布置，旋挖钻机截齿筒钻钻孔过程中，需随时检查钻杆，确保钻杆沿竖直方向延伸布置。
46.为了防止旋挖钻机截齿筒钻钻孔过程中被损坏，当旋挖钻机截齿筒钻钻至原有围护结构附近时，采用慢速钻进，并及时观察旋挖钻机截齿筒钻的工作状态。旋挖钻机截齿筒钻钻至原围护结构位置时，旋挖钻机截齿筒钻继续向下移动，并将原有围护结构切断。切断原由围护结构后继续向下钻进至少1m，以确保原有围护结构被完全清除，且保证旋挖孔内
安装的支护桩的稳定性。旋挖钻机截齿筒钻带动原围护结构振动，旋挖钻机截齿筒钻对旋挖孔形成一定的扰动，为防止孔壁发生坍塌，此时应慢速钻进，并采用优质泥浆涂覆至旋挖孔内壁。
47.s3、将切断的原有围护结构体从旋挖孔取出，然后安装钢筋笼，浇注混凝土，完成成桩作业。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
51.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
52.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。