提高岩溶或破碎带地区桩基一次合格率的施工方法与流程

本发明属于岩土工程设计与桩基施工领域，具体涉及一种提高岩溶或破碎带地区桩基一次合格率的施工方法。

背景技术：

目前，建筑工程中钻孔灌注桩已经作为比较成熟的基础形式，在桥梁、站房、隧道等工程中已被大量使用，也取得了一定的施工经验，但由于钻孔灌注桩工艺复杂、工序繁多、隐蔽性强，加之岩溶和破碎带地区地质情况复杂、溶洞数量多以及缺乏传力层等特点，致使钻孔过程中容易出现裂隙漏浆、坍孔、桩孔歪斜、混凝土超灌以及缩径等问题，影响桩身质量。因此，提高桩孔的合格率对提高桩身质量有着重要的影响。

技术实现要素：

为了克服岩溶、破碎带地区容易出现的灌注漏浆、坍孔、桩孔歪斜及缩径等不利影响，同时降低施工成本，简化施工流程，提高桩基成孔质量，本发明提供了适合提高岩溶、破碎带地区桩基一次合格率的施工方法。

本发明采取的技术方案是：

提高岩溶或破碎带地区桩基一次合格率的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：对桩基孔位进行测量放线，同时制作好钢护筒；

步骤二：在指定孔位埋设钢护筒，并通过导向设施控制钢护筒的垂直度偏差不大于1/250；

步骤三：利用旋挖钻钻进至粘土层底部，进入硬塑土层改换为冲击钻，并钻进距离岩溶或破碎带顶部基岩1～1.5m处时，将钻进频率降低至3～5次/min，冲程为1～2m，且上下反复钻进，以避免溶洞或破碎区域因扰动过大而发生坍孔，直至将溶洞或破碎带顶部基岩击穿；

步骤四：提出钻机，向桩孔内填筑碎石和粘土，同时将导管沿钢护筒内壁伸至溶洞顶部下30～50cm或破碎带顶部，并喷洒提前拌合的混合浆液进行固结，以保证溶洞孔隙或破碎带裂隙能被充分填充密实，钢护筒内填筑碎石及粘土的高度应高于溶洞或破碎带顶部基岩1.5m，并用钻机预压密实，直至施加压力增加至150～200kpa，使溶洞或破碎带区域孔隙得以充分填充；

步骤五：使用冲击钻继续钻进经预压密实过的碎石层，并击穿溶洞或破碎带区域底板，直至钻进桩底标高；

步骤六：清孔1～2次，合格后进行成孔报验，移走钻机，开始吊装下放钢筋笼，灌注混凝土。

进一步的，所述钢护筒采用4-8mm厚的钢板制成，内直径d比桩径d大20cm，即＝d+20cm。

进一步的，钢护筒的埋设深度根据场地地质条件确定，粘性土中不小于1.0m，砂性土不小于1.5m。

进一步的，所述碎石和粘土的质量比为3：7，若在溶洞地区，碎石粒径控制在3～6cm，若在破碎带地区碎石粒径控制在1cm以内。

进一步的，所述混合浆液由矿渣、生石灰及早强剂加水拌合而成，所述早强剂由碳酸钠和硅酸钠构成，其中，各组分质量占比分别为：矿渣80％，生石灰15％，碳酸钠3％，硅酸钠2％，水灰比0.7(即水/(矿渣+生石灰+早强剂)＝0.7)。

进一步的，步骤六中吊装下放钢筋笼是在第二次清孔完成后进行，若桩身较长，即大于35m时，采用分节对焊方式施工，钢筋连接方式及孔口搭接采用预弯同心焊接连接方式。

进一步的，灌注混凝土过程连贯进行，禁止断续灌注，以保证桩身混凝土浇筑质量。

本发明的有益效果：

本发明通过向岩溶或破碎带区域人工填筑碎石和粘土，同时喷洒混合浆液进行固结，并对该填筑区域预压密实，以确保继续钻进过程中不发生坍孔、缩径及孔位歪斜等现象，同时填充后的岩溶或破碎区域对灌注成型的桩身具有一定传力作用，提高了岩溶、破碎地区桩基的合格率和成桩质量。

本发明方法适合岩溶或破碎带地区的桩基施工，可提高桩基一次成孔合格率，施工质量稳定，操作简易，并缩短了施工周期；所用的碎石、粘土可就地取材，成本较低，对整个工程具有较大的经济性；通过本发明方法的应用，可解决溶洞或破碎区域易坍孔、缺乏传力层、承载能力低等问题，对本场地或类似地层有较高的推广性。

附图说明

图1为现场地层剖面示意图。

图2为步骤三冲击钻击穿溶洞顶部示意图。

图3为步骤四人工填筑碎石、粘土以及喷洒混合浆液进行固结的示意图。

图4为步骤五击穿溶洞底部，钻进至桩底标高的示意图。

图5为步骤六吊装下放钢筋笼的示意图。

附图标记：1、粘土层；2、硬塑层；3、基岩层；4、岩溶或破碎区域；5、碎石、粘土及浆液混合物；6、钢护筒；7、冲击钻；8、喷浆导管；9、钢筋笼。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步详细说明，以岩溶地区为例。

提高岩溶地区桩基一次成孔合格率的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：对桩基孔位进行测量放线，同时制作好钢护筒6，所述钢护筒6采用4-8mm厚的钢板制成，内直径d比桩径d大20cm，即＝d+20cm；

步骤二：在指定孔位埋设钢护筒6，并通过导向设施控制钢护筒的垂直度偏差不大于1/250；粘性土中不小于1.0m，砂性土不小于1.5m。

步骤三：利用旋挖钻钻进至粘土层1底部，进入硬塑土层2改换为冲击钻7，并钻进距离岩溶4顶部基岩1～1.5m处时，将钻进频率降低至3～5次/min，冲程为1～2m，且上下反复钻进，以避免溶洞区域因扰动过大而发生坍孔，直至将溶洞顶部基岩3击穿；

步骤四：提出钻机，向桩孔内填筑碎石和粘土，同时将喷浆导管8沿钢护筒内壁伸至溶洞顶部下30～50cm，并喷洒提前拌合的混合浆液进行固结，以保证溶洞孔隙能被充分填充密实，钢护筒内填筑碎石及粘土的高度应高于溶洞顶部基岩1.5m，并用钻机预压密实，直至施加压力增加至150～200kpa，使溶洞得以充分填充；所述碎石和粘土的质量比为3：7，碎石粒径控制在3～6cm，所述混合浆液由矿渣、生石灰及早强剂加水拌合而成，所述早强剂由碳酸钠和硅酸钠构成，其中，各组分质量占比分别为：矿渣80％，生石灰15％，碳酸钠3％，硅酸钠2％，水灰比0.7(即水/(矿渣+生石灰+早强剂)＝0.7)。

步骤五：使用冲击钻继续钻进经预压密实过的碎石层，并击穿溶洞底板，直至钻进桩底标高；

步骤六：清孔1～2次，合格后进行成孔报验，移走钻机，开始吊装下放钢筋笼9，灌注混凝土进行，若桩身较长，即大于35m时，采用分节对焊方式施工，钢筋连接方式及孔口搭接采用预弯同心焊接连接方式，灌注混凝土过程连贯进行，禁止断续灌注，以保证桩身混凝土浇筑质量。

技术特征：

技术总结
提高岩溶或破碎带地区桩基一次合格率的施工方法，(1)对桩基孔位测量放线，埋设钢护筒，并控制垂直度(2)利用旋挖钻钻进至粘土层底部，进入硬塑土层改换为冲击钻，并钻进顶部基岩1～1.5m时，降低钻进频率，且上下反复钻进直至击穿；(3)提出钻机，向桩孔内填筑碎石和粘土，同时下入导管喷洒混合浆液，并预压密实；(4)使用冲击钻继续钻进经预压密实过的碎石层，并击穿溶洞或破碎带区域底板，直至钻进桩底标高；(5)清孔、移走钻机，下放钢筋笼，灌注混凝土。本发明方法可以消除灌注漏浆、坍孔、桩孔歪斜及缩径等影响，降低施工成本，简化流程，提高桩基成孔质量。

技术研发人员：韩锋;王强;江志远;陈静;李海龙
受保护的技术使用者：中铁建设集团有限公司
技术研发日：2019.01.14
技术公布日：2019.03.29