桩基成孔方法与流程

本发明涉及灌注桩施工技术领域，尤其是涉及一种桩基成孔方法。

背景技术：

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。常见的桩基成孔方法包括长螺旋钻成孔、冲击钻成孔、旋挖钻成孔、人工挖孔等，按照施工采用泥浆(化学浆)护壁又分为湿法作业和干法作业。

在现有技术中，当施工位置位于缺水地区、且桩基上部自重湿陷性黄土遇水变形塌落时，通常采用干法作业。而为了降低噪音，通常采用振动少的旋挖钻成孔。

但是，当地层存在局部软弱夹层时，旋挖至该软弱夹层便会发生塌孔，若不及时处理而继续下挖，从塌孔处向上稳定孔壁极易传递下塌，引起整个桩孔坍塌，导致旋挖斗被埋，处理成本极高、延误施工进度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种桩基成孔方法，以缓解现有技术中存在的当地层存在局部软弱夹层时，旋挖至该软弱夹层便会发生塌孔，若不及时处理而继续下挖，从塌孔处向上稳定孔壁极易传递下塌，引起整个桩孔坍塌，导致旋挖斗被埋，处理成本极高、延误施工进度的技术问题。

本发明提供的种桩基成孔方法，包括以下步骤：

(1)采用旋挖钻机钻进至软弱夹层；

(2)旋挖至塌孔；

(3)在软弱夹层塌孔后回填水泥土或石灰土；

(4)将旋挖钻机更换为冲击钻机，采用冲击钻机在塌孔内进行冲击挤密；其中，冲击钻机的钻头为锥形头；

(5)将冲击钻机更换为旋挖钻机；

(6)采用旋挖钻机钻进直至成孔。

进一步的，在步骤(6)之前还包括以下步骤：检查旋挖钻机的钻挖斗是否穿过软弱夹层。

进一步的，当钻挖斗穿过软弱夹层时，进行步骤(6)：当钻挖斗未穿过软弱夹层时，重复步骤(2)-(5)，直至钻挖斗穿过软弱夹层后，进行步骤(6)。

进一步的，在步骤(2)中，每次旋挖的深度为1.5m-2m。

进一步的，在步骤(3)中，水泥土为水泥与黄土按照质量3:7的比例拌和均为；石灰土为熟石灰与黄土按照质量3:7的比例拌和均匀。

进一步的，黄土的含水率为13％-15％。

进一步的，在步骤(3)中，回填的高度高出塌孔上部0.8m-1.2m。

进一步的，在步骤(4)中，冲击钻机的冲程为2.5m-3.5m。

进一步的，在步骤(1)之前还包括以下步骤：施工放样的步骤；下放钢护筒的步骤。

进一步的，在步骤(6)之后还包括以下步骤：下放钢筋笼的步骤；灌注桩基混凝土的步骤。

本发明提供的种桩基成孔方法，在施工过程中，回填冲击采用下部呈尖头状的钻头，能够大幅度提高冲击时扩散到塌孔范围的挤压力，形成强度远高于原地层的致密稳定护壁结构。采用旋挖钻机进行钻进能够减小施工振动，噪音较小，能够降低对周边居民的干扰。另外，上述方法还能够避免泥浆护壁、化学浆液护壁或清水护壁成孔作业，节约水资源，减少环境污染。水泥土或石灰土的费用便宜，采用水泥土或石灰土进行回填大大降低塌孔处理成本。并且，在富水地层时，石灰土还能够起到封水的作用。

由上可知，上述桩基成孔方法，在地层存在局部软弱夹层时，能够有效处理塌孔，并且处理成本较低，能够提高施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的桩基成孔方法的步骤框图；

图2为本发明实施例提供的步骤(1)和(2)对应的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的步骤(3)和(4)对应的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的步骤(5)和(6)对应的结构示意图。

图标：1-旋挖钻机；2-软弱夹层；3-水泥土或石灰土；4-冲击钻机；5-钻头；6-钻挖斗；7-塌孔；8-钢护筒；9-稳定地层。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示，本发明实施例提供的一种桩基成孔方法，包括以下步骤：(1)采用旋挖钻机1钻进至软弱夹层2；(2)旋挖至塌孔7；(3)在软弱夹层2塌孔7后回填水泥土或石灰土3；(4)将旋挖钻机1更换为冲击钻机4，采用冲击钻机4在塌孔7内进行冲击挤密；其中，冲击钻机4的钻头5为锥形头；(5)将冲击钻机4更换为旋挖钻机1；(6)采用旋挖钻机1钻进直至成孔。

进一步的，在步骤(1)之前还包括以下步骤：施工放样的步骤；下放钢护筒8的步骤。

具体的，根据设计图纸提供的桩位坐标及现场控制网，用全站仪或gps(全球定位系统)放样出桩位孔的中心位置，钉入木桩，再在木桩上精确放样出孔位，钉入水泥钉。定出桩位后沿桩轴线呈“十”字型引出四个护桩，同时在后续护筒埋设完成后，重新拉线在护筒边缘采用红色油漆做出标记。桩基标高通过护筒顶标高来控制。采用水准仪利用桥梁附近布设的水准点测量护筒顶标高，然后采用测绳进行孔深底标高测量推算。

旋挖钻机1就位时，要先检查旋挖钻机1的性能是否良好，保证钻机工作正常。通过测设的桩位准确确定钻机的位置，将旋挖钻机1移至钻孔位置，并保证稳定性，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后，再利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态，施工人员可通过吊垂球法检测钻杆竖直度。同时通过拉十字线再次复核钻机对位准确性，保证钻孔质量。

其中，在旋挖钻机1钻孔的过程中，钻孔时先将钻挖斗6着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻挖斗6的原始位置。此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，可通过显示器监测钻孔的施工工作位置、每次进尺位置及孔深的数字显示磁控的总深度。钻挖斗6被挤压充满钻渣后，将其提出地表，将钻渣放到指定位置，在利用装载机和自卸车，将钻渣清运到指定弃土场，以免造成水土流失或农田污染。

旋挖钻机1钻进2-3m后，将钻挖斗6提出孔外，在钻挖斗6一侧安装削土器，削土器伸出钻挖斗6外侧5cm，然后再次将钻挖斗6放入孔内对孔口2-3m进行旋削扩孔，扩孔完成后将钻挖斗6再次提出孔外，下放钢护筒8，护筒顶高出地面30cm，并在护筒周边填土，高出周围地面，同时完善防排水系统。这样能够防止降雨时雨水流入孔内，导致上部孔壁自重湿陷性黄土遇水后结构破坏变形而发生塌孔7。钢护筒8按照设计桩位埋设完成后将钻挖斗6提放至孔内继续钻进，直至软弱夹层2顶面。

进一步的，在步骤(6)之后还包括以下步骤：下放钢筋笼的步骤；灌注桩基混凝土的步骤。

本发明实施例提供的种桩基成孔方法，包括以下步骤：(1)采用旋挖钻机1钻进至软弱夹层2；(2)旋挖至塌孔7；(3)在软弱夹层2塌孔7后回填水泥土或石灰土3；(4)将旋挖钻机1更换为冲击钻机4，采用冲击钻机4在塌孔7内进行冲击挤密；其中，冲击钻机4的钻头5为锥形头；(5)将冲击钻机4更换为旋挖钻机1；(6)采用旋挖钻机1钻进直至成孔。在施工过程中，回填冲击采用下部呈尖头状的钻头5，能够大幅度提高冲击时扩散到塌孔7范围的挤压力，形成强度远高于原地层的致密稳定护壁结构。采用旋挖钻机1进行钻进能够减小施工振动，噪音较小，能够降低对周边居民的干扰。另外，上述方法还能够避免泥浆护壁、化学浆液护壁或清水护壁成孔作业，节约水资源，减少环境污染。水泥土或石灰土3的费用便宜，采用水泥土或石灰土3进行回填大大降低塌孔7处理成本。并且，在富水地层时，石灰土还能够起到封水的作用。

由上可知，上述桩基成孔方法，在地层存在局部软弱夹层2时，能够有效处理塌孔7，并且处理成本较低，能够提高施工效率。

如图1-图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，在步骤(6)之前还包括以下步骤：检查旋挖钻机1的钻挖斗6是否穿过软弱夹层2。

进一步的，当钻挖斗6穿过软弱夹层2时，进行步骤(6)：当钻挖斗6未穿过软弱夹层2时，重复步骤(2)-(5)，直至钻挖斗6穿过软弱夹层2后，进行步骤(6)。

进一步的，在步骤(2)中，每次旋挖的深度为1.5m-2m。

进一步的，在步骤(3)中，回填的高度高出塌孔7上部0.8m-1.2m。随着冲击钻机4的钻头5下冲，塌孔7内的水泥土或石灰土3的顶面会不断下降，应及时向塌孔7内添加水泥土或石灰土3。

进一步的，在步骤(4)中，冲击钻机4的冲程为2.5m-3.5m。

其中，冲击钻机4的钻头5重约3t，以保证冲击时能将水泥土或石灰土3挤入塌孔7。

在冲击挤密的过程中，提起钻头5，利用钻头5自重下落击实并挤密塌孔7，冲程控制在3m左右，同时用手电观察水泥土或石灰土3的下沉情况，并及时补充回填，始终保证击实水泥土或石灰土3顶面高出塌孔7上部0.3-0.5m，直至钻头5冲击50次水泥土或石灰土3顶面下沉小于5cm停止冲击，塌孔7段被致密的水泥土或石灰土3填充，更换旋挖钻机1复钻，桩孔范围内水泥土或石灰土3挖除后，剩余塌孔7部分挤密的水泥土或石灰土3形成稳定护壁，避免再次塌孔7。

进一步的，在步骤(3)中，水泥土为水泥与黄土按照质量3:7的比例拌和均为；石灰土为熟石灰与黄土按照质量3:7的比例拌和均匀。

进一步的，黄土的含水率为13％-15％。

具体的，当旋挖钻进至软弱夹层2时，应停止挖孔，记录软弱夹层2顶面深度，在距孔口5m外将p.o32.5(或p.042.5)水泥与上部挖出的湿陷性黄土按照质量3:7比例拌和均匀；若软弱夹层2含水率较高，则采用熟石灰：黄土＝3:7拌和石灰土，拌和所用黄土应稍湿，含水率控制在13％-15％。

本实施例中，在施工过程中，当自软弱夹层2顶面向下旋挖1.5m-2m时，若钻挖斗6进入稳定地层9，则将软弱夹层2孔壁塌落土渣用旋挖机清理干净，并迅速回填水泥土或石灰土3，回填高度高出塌孔7上部0.8m-1.2m。回填完成后将旋挖钻机1移走，冲击钻机4就位进行冲击挤密，将水泥土或石灰土3挤入塌孔7。若软弱夹层2较厚，则重复步骤(2)-(5)，分多次自上而下按照每段1.5m-2m，逐段旋挖、塌孔7、清理，回填水泥土或石灰土3、冲击挤密，在水泥土或石灰土3挤密护壁条件下复钻旋挖，直至穿过软弱夹层2进入稳定地层9。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。