一种溶洞/土洞地质条件下的钻孔复合桩结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种溶洞(土洞)地质条件下的钻孔复合粧结构，属于建筑粧基工程领域。
【背景技术】
[0002]溶洞是指可溶性岩层，如白云岩、石灰岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等，经过水的化学以及机械作用后产生的沟槽、裂缝、空洞以及因为空洞顶部塌落导致的地表陷穴、洼地等类现象及作用。土洞是由于地表水和地下水对上层的溶蚀和冲刷而产生空洞，空洞的扩展，导致地表陷落的地质现象。
[0003]随着我国社会经济建设的发展，城市化进程的加快，城市用地日益紧张，城市不断向空中和地下索要发展空间。于是，建筑物的上部结构越建越高，因此它对下部基础的要求也越来越高。粧基础作为一种深基础形式发挥着越来越重要的作用。然而，溶洞(土洞)地质在我国分布较为广泛，在粧基施工过程中不可避免地会遇到溶洞(土洞)地质。按目前的勘查技术，要想明确了解地下溶洞(土洞)的平面及立面位置、尺寸、连通状态是很困难的，甚至是不可能的。如今，这类地质虽已不再是嵌岩钻孔灌注粧施工的“禁区”，但其复杂的地质条件往往会给灌注粧的施工带来不可避免的难题，即灌注的混凝土大量流失，成粧质量难以保证。这是由于在溶洞(土洞)地层中，钻孔通常是与溶洞(土洞)连通的，在灌注混凝土时，大量的混凝土会从灌注粧侧面流出，从钻孔与溶洞(土洞)的连通处进入溶洞(土洞)内部，由于溶洞(土洞)内部通常具有较大的空间，因此，流体状的混凝土会先将溶洞(土洞)的内部空间填满，之后才会到达钻孔的顶部，也就是说，现有的这种灌注粧在溶洞(土洞)地质施工时，通常会浪费掉大量的混凝土，即混凝土超灌量大、充盈系数高，导致工程造价较高。
[0004]目前，在溶洞(土洞)地区的灌注粧施工方法主要有以下几种:
第一种是成孔过程中揭露到溶洞(土洞)时，向溶洞(土洞)抛填块石或黏土袋，然后继续进行成孔作业直到设计深度，最后下放钢筋笼和浇筑混凝土。由于溶洞(土洞)形状不规则和填充不密实，填充物难以将溶洞(土洞)完全填满填实，混凝土容易从大的空隙中流失。此外，在灌注混凝土的侧压力作用下，填充物形成的孔壁容易坍塌，导致成粧困难。
[0005]第二种施工方法是，在整个钻孔成粧后，将用厚10~20mm钢板制成的钢护筒下到钻孔中，在孔底一直到溶洞(土洞)口顶部之间的钻孔孔壁形成类似于套管的护壁体，然后放置钢筋笼和灌注混凝土。这种施工方法效果较好，但是钢护筒用钢板制成，粧长较长时，所需钢板的量较大，使成粧成本大幅增加，同时由于钢护筒的重量较大，需配备吊装和焊接设备，增加了施工难度。
[0006]第三种施工方法是，在钢筋笼四周包裹一层薄铁皮，这种方法成本低、操作简单，但是由于铁皮与孔壁之间有较大的间隙，无法灌注到混凝土，使得该段粧体侧摩阻力丧失，同时粧径也变小，导致粧的承载力降低。
[0007]第四种施工方法是，根据溶洞(土洞)口在钻孔轴向上的最大口径和溶洞(土洞)口边缘到钻孔孔口的最小距离设计一块弹性网布，在钻孔孔口位置组装弹性网布，借助锁扣，先将弹性网布安装成直径比钻孔直径小的圆筒，再将其放置到溶洞(土洞)孔所在位置并固定其在钻孔轴向上的位置，解开锁扣，弹性网布在其自身弹力的作用下展开并紧贴在溶洞(土洞)口所在位置的钻孔孔壁上形成帷幕，再进行灌注成粧。这种方法弹性网布的制作安装是难点。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服溶洞/ 土洞地质条件下的钻孔灌注粧施工难点，提供一种能有效解决溶洞(土洞)地质条件下灌注粧施工时混凝土充盈系数过大的问题，并能有效降低单粧造价，保证成粧质量的溶洞(土洞)地质条件下的钻孔复合粧结构。
[0009]本发明的技术方案是:溶洞/ 土洞地质条件下的钻孔复合粧结构由钻孔(I )、预制粧(2)、护笼(3)、黏土水泥浆液(4)、注浆管(5)、溶洞/ 土洞(6)、护笼纵筋(7)、护笼箍筋
(8)及土工布(9)组成，其特征在于:在溶洞地质条件下进行钻孔灌注粧施工，首先在设计预制粧(2)粧位处所需位置钻孔，同时依据粧位下的溶洞/ 土洞(6)需预埋深度和高度，在预制粧(2)上相应深度和高度位置绑扎固定护笼(3);然后将预制粧(2)吊放入钻孔内?’最后通过注浆管(5 )把黏土水泥浆液(4 )注入到预制粧(2 )与钻孔(I)之间的的空隙中，待黏土水泥浆液(4 )凝固稳定后即形成了钻孔复合粧。
[0010]所述钻孔的方法包括旋挖钻孔、冲击钻孔等。
[0011 ] 所述钻孔直径比设计粧径或边长大100~200mm。
[0012]所述预制粧(2)包括预制混凝土实心粧、预应力混凝土管粧等，预制粧截面形状可位圆形或方形。
[0013]所述预制粧(2)在对应溶洞埋深和厚度的粧身位置处预留钢筋接头。
[0014]所述护笼(3)由多根护笼纵筋、位于护笼纵筋外围且呈环状的护笼箍筋以及箍筋外围的土工布组成。
[0015]所述护笼(3)，上下各边超出溶洞/ 土洞的边界1.0-1.5m。
[0016]所述护笼(3)时通过焊接的方法固定于粧身上的。
[0017]所述注浆管(5)为6根直径为3~5cm的PVC管或PE管，每两根一组分为三组均匀的分布在预制粧(2)的外围；每组中有一根伸入到孔底，另一根伸入到粧长一半的位置。
[0018]所述接粧的方法包括焊接、法兰连接或者硫磺胶泥锚接。
[0019]本发明有益效果是:采用钻孔的方法植入预制粧，不仅避免了在溶洞(土洞)地区施工灌注粧时直接灌入混凝土，减小了粧的充盈系数，而且避免了灌注粧的断粧、缩颈等粧身质量问题；填充材料选用黏土水泥浆液，黏土水泥浆液制作容易，价格低廉，不仅可以保证预制粧中心与钻孔中心重合，还可以使植入的预制粧发挥一部分侧摩阻力；该护笼可以将溶洞与钻孔隔离，在注入黏土水泥浆液时，黏土水泥浆液不会进入溶洞内，从而减少了黏土水泥浆液的用量。
[0020]使用本发明方法既可以保证溶洞(土洞)地层中的成粧质量，又大大降低了充盈系数，减少了混凝土的用量，降低了在溶洞(土洞)地层中粧基施工的造价。
【附图说明】
[0021]图1:本发明整根钻孔复合粧纵向剖面图。
[0022]图2为图1所示钻孔复合粧在溶洞(土洞)地层中的II 一 II部位横断面剖示图(未注浆之前状态)。
[0023]图3为图1所示钻孔复合粧在溶洞(土洞)地层中的II 一 II部位横断面剖示图(注楽之后状态)。
[0024]图4:本发明护笼的结构示意图。
[0025]图5:本发明钻孔复合粧成粧过程各阶段施工流程示意图。
[0026]图中各标号为:1一粧孔；2—预制粧；3—护笼；4一黏土水泥楽液；5—注楽管；6一溶洞(土洞)；7一护笼纵筋；8—护笼箍筋；9一土工布；Ca)钻进成孔；(b)植入预制粧；(c)往预制粧与