倾斜岩面钢护筒固定及底部堵漏方法与流程

本发明涉及一种用于稳定水下钻孔灌注桩孔壁，防止坍孔的钢护筒的固定方法，尤其是一种在水底倾斜岩面上固定钢护筒并封堵其底部的方法，属于水工工程技术领域。

背景技术：

现有的在水底倾斜岩面上固定钢护筒的方法如下：先采用土方、砂砾回填密实水底，或使用砂袋将斜面填平，然后再下放钢护筒，使得钢护筒底部能封堵严实，然后进行钻孔施工。该种方法施工只能在河床斜率较小，密实无岩层或者软弱岩层处进行。若遇到河床斜度大于30°、岩层浅且岩层坚硬表面无覆土层或覆土层为淤泥层的地质状况，钢护筒不仅难以固定，而且钢护筒底部也难以封堵，使得钢护筒内不能形成封闭空间，造成钻孔过程中泥浆泄露到钢护筒外，进而无法灌注混凝土。严重影响施工质量，延误施工工期。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种倾斜岩面钢护筒固定及底部堵漏方法，该方法快速高效、施工成本低、钢护筒可以得到稳定的固定且底部封堵效果好。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种倾斜岩面钢护筒固定及底部堵漏方法，包括以下步骤：

1）钢护筒打入水下岩层中

在设计桩位的钢护筒周围将数根钢管桩分别打入水底岩层中，在钢管桩顶端上搭设钻孔平台，将钢护筒垂直支撑在钻孔平台中；接着用振动锤锤击钢护筒顶端，使得钢护筒底部一侧打入倾斜的水底中，然后用多根型钢将钢护筒上端垂直固定在钻孔平台中；

2）冲击钻钻孔

钻孔平台上打桩机的冲击钻钻头穿过钢护筒底部，在倾斜的水底钻孔，钻孔深度直达水底下的硬质岩层；

3）顶部接高后的钢护筒打入水底的硬质岩层中

按钻孔深度确定接高的钢护筒长度，在钻孔平台上接高钢护筒，然后用振动锤将钢护筒底部打入倾斜水底的硬质岩层中，此时，钢护筒底部尚未到达钻孔孔底；

4）制作内钢护筒和真空筒状胶囊带

制作外径小于钢护筒内径的内钢护筒，同时制作真空筒状胶囊，所述真空筒状胶囊的高度与内钢护筒的高度相等；将真空筒状胶囊外侧粘接固定在内钢护筒的外周面上，然后将主注浆管下端和排气管下端分别与真空筒状胶囊带上端固定连接，在内钢护筒顶端焊有数根吊杆；

5）内钢护筒连同真空筒状胶囊吊入钢护筒中

钻孔平台上的吊机通过数根吊杆将内钢护筒和真空筒状胶囊吊入钢护筒中，并使内钢护筒底部和真空筒状胶囊底部伸出钢护筒底部，抵靠在位于硬质岩层的钻孔孔底上；真空筒状胶囊伸出钢护筒的长度l1为真空筒状胶囊总长l的1/3～1/2；用多块弧形钢板间隔围成一周固定在钢护筒和内钢护筒的顶端，将真空筒状胶囊的顶端限制在多块弧形钢板之下；

6）真空筒状胶囊注浆膨胀封闭

从注浆管向真空筒状胶囊内注入高强度砂浆或压浆剂，在注浆压力的作用下，位于钢护筒和内钢护筒之间的真空筒状胶囊逐渐饱满，并沿着钢护筒和内钢护筒纵向间隙向下延伸并横越过钢护筒底部形成鼓包，所述鼓包完全封闭钢护筒底部外侧与淤泥层、软土层、轻质岩层和硬质岩层之间的空隙；

7）继续钻孔并完成钢护筒内的施工

待真空筒状胶囊内注入的高强度砂浆或压浆剂干燥达到所需的强度后，继续进行钻孔施工，然后用钻孔平台上的吊机将钢筋笼吊进钢护筒内，接着向钢护筒内浇筑混凝土，完成灌注桩的施工。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

进一步的，步骤2）中自钢护筒底部至钻孔孔底的深度h=3m～5m；所述冲击钻钻孔直径d≤钢护筒内径d。

进一步的，步骤4）中的真空筒状胶囊展开成矩形空腔体，所述矩形空腔体内的纵向中心设有通向矩形空腔体底部的纵向注浆管，所述纵向注浆管与上下间隔设置的数根横向注浆管中部与纵向注浆管贯通，所述主注浆管下端与纵向注浆管上端固定连接。所述横向注浆管为柔性注浆管。

进一步的，步骤5）中的钢护筒内壁与内钢护筒外周面之间的间隙δ=5cm～10cm。

本发明在钢护筒和内钢护筒之间设置了一层真空筒状胶囊，向真空筒状胶囊内注入高强度砂浆或压浆剂后，真空筒状胶囊沿着钢护筒和内钢护筒纵向间隙向下延伸并横越过内钢护筒的底部形成能完全封闭钢护筒底部外侧与淤泥层、软土层、轻质岩层和硬质岩层之间的空隙的鼓包。使得钢护筒底部得以封堵，解决了河床斜度大于30°、岩层浅且岩层坚硬表面无覆土层或覆土层为淤泥层的钢护筒固定和钢护筒底部难以封堵的难题，从而避免产生钻孔过程中泥浆泄露，大大提高了施工质量，缩短了施工工期，降低了施工成本。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明步骤1）的示意图；

图2是本发明步骤2）的示意图；

图3是本发明步骤3）的示意图；

图4是本发明步骤5）的示意图；

图5是本发明步骤6）的示意图；

图6是本发明步骤7）的示意图；

图7是图5的ⅰ部放大图；

图8是图5的a-a剖视图；

图9是真空筒状胶囊展开成矩形空腔体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图6所示，本发明包括以下步骤：

1）钢护筒10打入水下岩层中

如图1所示，在设计桩位的钢护筒10周围将数根钢管桩20分别打入水底岩层中，在钢管桩20顶端上搭设采用型钢焊接而成的钻孔平台30，将钢护筒10垂直支撑在钻孔平台30中。接着用振动锤锤击钢护筒10顶端，使得钢护筒10底部一侧打入倾斜的水底中，然后用多根型钢将钢护筒10垂直焊接固定在钻孔平台30中。本实施例的钢护筒10的壁厚为10mm。

2）冲击钻钻孔

如图2所示，钻孔平台30上打桩机的冲击钻钻头40穿过钢护筒10底部，在倾斜的水底钻孔，冲击钻钻孔直径d≤钢护筒内径d，便于后续工序接高后的钢护筒10底部嵌进孔底。钻孔深度直达水底下的硬质岩层54。

3）顶部接高后的钢护筒10打入水底的硬质岩层54中

如图3所示，按钻孔深度确定接高的钢护筒10长度，在钻孔平台30上接高钢护筒10，然后用振动锤将钢护筒10底部打入倾斜水底的硬质岩层54中，此时，钢护筒10底部尚未到达钻孔孔底6；自钢护筒10底部至钻孔孔底6的深度h=3m～5m。

4）制作内钢护筒50和真空筒状胶囊60

制作外径小于钢护筒10内径的内钢护筒70，本实施例的内钢护筒70壁厚为3mm；同时制作真空筒状胶囊60，所述真空筒状胶囊60的高度与内钢护筒70的高度相等。将真空筒状胶囊60内侧面粘接固定在内钢护筒70的外周面上，然后将主注浆管80下端和排气管90下端分别与真空筒状胶囊60上端固定连接，在内钢护筒70顶端焊有4根吊杆701，便于吊运内钢护筒10连同真空筒状胶囊60。

5）内钢护筒70连同真空筒状胶囊60吊入钢护筒10中

如图4所示，钻孔平台上的吊机通过4根吊杆701将内钢护筒70和真空筒状胶囊60吊入钢护筒10中，并使内钢护筒70底部和真空筒状胶囊60底部伸出钢护筒10底部，抵靠在位于硬质岩层54的钻孔孔底6上。真空筒状胶囊60伸出钢护筒10的长度l1为其总长l的1/3～1/2。

6）真空筒状胶囊60注浆后膨胀封闭钢护筒底部外侧

如图5和图7所示，从主注浆管80向真空筒状胶囊60内注入高强度砂浆或压浆剂，在注浆压力的作用下，位于钢护筒10和内钢护筒70之间的真空筒状胶囊60逐渐饱满，沿着钢护筒10和内钢护筒70纵向间隙向下延伸并横越过钢护筒10底部形成鼓包601，鼓包601完全封闭钢护筒10底部外侧与淤泥层51、软土层52、轻质岩层53、硬质岩层54之间的空隙。

7）继续钻孔并完成钢护筒内的施工

如7图所示，待真空筒状胶囊60内注入的高强度砂浆或压浆剂干燥达到所需的强度后，继续进行钻孔施工，然后用钻孔平台30上的吊机将钢筋笼100吊进钢护筒10内，接着向钢护筒10内浇筑混凝土，完成灌注桩的施工。

如图8所示，多块弧形钢板7间隔围成一周焊接固定在钢护筒10和内钢护筒70的顶端，将真空筒状胶囊60的顶端限制在多块弧形钢板7之下，避免真空筒状胶囊60注入浆体后外伸出钢护筒10的顶端。

如图8所示，钢护筒10内壁与内钢护筒70外周面之间的间隙δ=5cm～10cm，便于嵌入真空筒状胶囊60。

如图9所示，真空筒状胶囊60展开成矩形空腔体601，所述矩形空腔体601内的纵向中心设有通向矩形空腔体601底部的纵向注浆管602，纵向注浆管602与上下间隔设置的4根横向注浆管603中部与纵向注浆管602垂直贯通，便于浆体向矩形空腔体601四周均匀流动。纵向注浆管602和主注浆管80下端与纵向注浆管602上端固定连接。为了便于矩形空腔体601卷成真空筒状胶囊60，横向注浆管603为柔性注浆管，如尼龙管或塑料管。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。