一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法与流程

本发明涉及路桥、建筑施工技术领域，尤其涉及一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法。

背景技术：

随着我国现代化建设的飞速发展以及城镇化进程的加快，高架桥梁和高层建筑的建设已成为我国大建设、大发展中的重要组成部分。灌注桩的大量使用可以保证为土木工程建设提供坚实的基础，关于灌注桩的相关技术也相继完善和趋于成熟。然而在实际施工中也存在着不少与社会、环境不和谐的因素，造成工程造价较高，施工作业强度大、时间长等一系列负面影响。传统的灌注桩施工工法主要存在两个方面的问题：一是由于孔底沉渣较厚、钢筋笼上浮和位置不固定而使成桩的承载力较低，达不到设计强度要求；另一方面容易出现断桩、瓶颈桩、吊脚桩等一些质量问题桩。这些大跨径桥梁结构和超高建筑对桩基作用更加敏感，桩基施工方法对于成桩质量、施工进度、工程成本等方面有着重要影响。

全回转钻孔灌注桩是近些年我国在工程建设领域常采用的一种桩基的施工方法，其施工方法的改进是当前结构基础工程研究的热点之一。在灌注桩施工控制过程中，改变钻进方式、多种成桩方式组合、简化施工工艺等措施采用较多。其中，改变成桩方式措施(包括锤击成桩、振动成桩和爆破成桩等)是当前改善灌注桩施工工法最为重要的手段之一，可以有效省略大量土方挖填、支撑装拆及降水设施布设等工序，提高机械化施工水平，从而实现控制成桩质量、改善施工作业环境、减少地基沉降量和获得良好的经济效益等目的。

已有的工程实践表明，利用泥浆护壁成孔灌注桩在施工过程中，存在着护筒和钻机单独作业、配制多种合适的泥浆用来护壁、需要不断的停钻来冲抓土、钢筋笼位置不固定造成保护层厚度不足等不良影响因素，产生桩孔偏斜、钻进效率低下、施工工艺复杂、施工成本增加等一系列质量问题和不合理的施工工法。尤其是当受到施工干扰和桩身较长不利因素影响时，钢筋笼位置的偏移现象时有发生。产生了诸如钢筋笼上浮、钢筋笼垂直度不足、钢筋笼在混凝土中埋入深度不足、钢筋笼提前受力发生较大变形等等施工质量隐患问题，导致出现吊脚桩、钢筋外露等一些钢筋混凝土问题桩，降低了桩体的设计强度和耐久性。

技术实现要素：

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法。

本发明提出的一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法，包括下列方法：

s1、采用钻机在待施工位置钻孔至设计标高，所述钻机包括竖直设置的钢套筒和安装在钢套筒底部的活瓣钻头；

s2、将s1中的活瓣钻头的活瓣打开，通过所述钢套筒中部的空腔和活瓣钻头的开口将钢筋笼竖直送至所述钻孔底部；

s3、通过导管穿过所述钢套筒和活瓣钻头的开口向所述钻孔底部灌注混凝土，同时将钢套筒向上提升，直至所述活瓣钻头从钻孔内拔出。

优选地，在s1中，所述活瓣钻头与所述钢套筒同轴布置。

优选地，在s2中，所述钢筋笼包括多根受力主筋、钢隔板、螺旋箍，多根受力主筋平行于轴向布置且围绕轴线圆周分布，螺旋箍围绕多根受力主筋布置且与受力主筋固定，钢隔板具有环形结构，钢隔板上设有多个供受力主筋穿过的通孔。

优选地，所述钢筋笼包括沿受力主筋长度方向布置的多个钢隔板，相邻两个钢隔板之间的距离不大于4米；优选地，所述钢隔板的内径为d1且外径为d2，d1/d2≥70％。

优选地，在s2中，在将钢筋笼放入钻孔之前，对钻孔底部的残留泥渣进行清理。

优选地，在s2中，通过向钻孔底部引入水并排出泥浆对钻孔底部进行清理。

优选地，钢套筒侧壁内设有竖直方向延伸的导水通道，活瓣钻头内设有与所述导水通道连通的出水孔。

优选地，在s2中，对所述钻孔底部排出的泥浆的相对密度a进行检测，当a≤1.1时，停止清理。

优选地，活瓣钻头远离钢套筒一端设有狼牙凸起。

优选地，在s3中，在钢套筒提升的过程中，驱动钢套筒反向旋转。

本发明中，所提出的钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法，采用具有活瓣钻头的钻机在待施工位置钻孔至设计标高，然后将活瓣钻头的活瓣打开，通过所述钢套筒中部的空腔和活瓣钻头的开口将钢筋笼竖直送至所述钻孔底部，最后通过导管穿过所述钢套筒和活瓣钻头的开口向所述钻孔底部灌注混凝土，同时将钢套筒向上提升，直至所述活瓣钻头从钻孔内拔出。通过上述优化设计的钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法，在现有全回转钻孔施工工艺的基础上改变钻进成孔方式，无需停钻从钢套筒里取土，大大加快施工进度，并且降低泥浆对施工场地周边环境的污染，此外在钻头提升过程中通过钢套筒向钻孔底部灌注混凝土，显著控制成桩质量，提高灌注桩的施工效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法的流程图。

图2为本发明提出的一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法的钻头钻入钻孔内的结构示意图。

图3为本发明提出的一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法的钢筋笼的钢隔板的结构示意图。

具体实施方式

如图1至3所示，图1为本发明提出的一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法的流程图，图2为本发明提出的一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法的钻头钻入钻孔内的结构示意图，图3为本发明提出的一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法的钢筋笼的钢隔板的结构示意图。

参照图1至3，本发明提出的一种钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法，包括下列步骤：

s1、采用钻机在待施工位置钻孔至设计标高，所述钻机包括竖直设置的钢套筒1和安装在钢套筒1底部的活瓣钻头2；

s2、将s1中的活瓣钻头2的活瓣打开，通过所述钢套筒1中部的空腔和活瓣钻头2的开口将钢筋笼竖直送至所述钻孔底部；

s3、通过导管穿过所述钢套筒1和活瓣钻头2的开口向所述钻孔底部灌注混凝土，同时将钢套筒1向上提升，直至所述活瓣钻头2从钻孔内拔出。

在本实施例中，所提出的钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法，采用具有活瓣钻头2的钻机在待施工位置钻孔至设计标高，然后将活瓣钻头2的活瓣打开，通过所述钢套筒1中部的空腔和活瓣钻头2的开口将钢筋笼竖直送至所述钻孔底部，最后通过导管穿过所述钢套筒1和活瓣钻头2的开口向所述钻孔底部灌注混凝土，同时将钢套筒1向上提升，直至所述活瓣钻头2从钻孔内拔出。通过上述优化设计的钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法，在现有全回转钻孔施工工艺的基础上改变钻进成孔方式，无需停钻从钢套筒1里取土，大大加快施工进度，并且降低泥浆对施工场地周边环境的污染，此外在钻头提升过程中通过钢套筒1向钻孔底部灌注混凝土，显著控制成桩质量，提高灌注桩的施工效率。

本实施例的钢筋笼位置固定的全套筒回转钻孔灌注桩施工方法的具体工作过程中，预先根据设计图纸要求，定位钻孔灌注桩的位置；在s1中，在桩位处用履带吊吊起钢套筒1，并将钢套筒1下端的活瓣钻头2闭合，对准桩位后再缓慢放下钢套筒1和钢活瓣钻头2的组合体，使所述组合体与土体表面垂直，然后驱动钢套筒1带动活瓣钻头2旋转，使组合体逐渐下沉，在所述组合体下沉过程中，保证孔位准确和倾斜度；在s2中，待所述组合体下沉至设计标高时，反向转动钢套筒1，让所述组合体提升至距孔底预设高度400mm，打开活瓣钻头2的活瓣，利用履带吊放钢筋笼；在s3中，安设导管，并由导管通过钢套筒1向钻孔底部灌注混凝土，在灌注过程中，同时并向上提起钢套筒1，直至浇注完成。

在s1中，在钻机的具体实施方式中，所述活瓣钻头2与所述钢套筒1同轴布置，保证钻孔工作稳定。

在活瓣钻头2的具体设计方式中，钻孔过程中活瓣钻头2的活瓣相互咬合，活瓣钻头2远离钢套筒1一端设有狼牙凸起，能够适应坚硬岩层的钻取，大大提高其钻孔工作效率。

在s2中，在钢筋笼的具体设计中，所述钢筋笼包括多根受力主筋3、钢隔板4、螺旋箍5，多根受力主筋3平行于轴向布置且围绕轴线圆周分布，螺旋箍5围绕多根受力主筋3布置且与受力主筋3固定，钢隔板4具有环形结构，钢隔板4上设有多个供受力主筋3穿过的通孔，通过设置钢隔板4，在灌注混凝土过程中，保证受力主筋3的位置稳定不偏移，满足受力主筋3的垂直度的同时，保证了受力主筋3外部的保护层厚度；进一步地，所述钢筋笼包括沿受力主筋3长度方向布置的多个钢隔板4，相邻两个钢隔板4之间的距离不大于4米，这样形成的钢筋笼既可以满足钢筋保护层的要求，也可以增加桩体的整体性，极大地提高桩体的承载能力和抗震效果。

在钢隔板4的具体设计中，所述钢隔板4的内径为d1且外径为d2，d1/d2≥70％，在钢隔板4的中心处留有不小于70％钢隔板4直径的混凝土浇筑孔，这样既减轻了钢隔板4的质量，也稳固了钢筋的位置，保证了桩体的施工质量。

在其他具体实施方式中，在将钢筋笼放入钻孔之前，对钻孔底部的残留泥渣进行清理，保证后期灌注质量；在具体实施方式中，在s2中，通过向钻孔底部引入水并排出泥浆对钻孔底部进行清理，具体地，在钢套筒1侧壁设有竖直方向延伸的导水通道，活瓣钻头2内设有与所述导水通道连通的出水孔，利用射水装置对孔底进行清理，为了保证清理效果，在清理过程中，对所述钻孔底部排出的泥浆的相对密度a进行检测，当a≤1.1时，即认为清孔合格，停止清理。

在s3中，在钢套筒1提升的过程中，驱动钢套筒1反向旋转；具体地，在灌注过程中，一方面反向转动并向上拔出钢套筒1，另一方面通过导水通道和出水孔射水，利用水冲的反作用力加快钢套筒1的提升速度，同时也有利于进一步清孔，保证了水下混凝土浇筑的环境质量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。