桩基成孔钢护筒施工体系及施工方法与流程

本发明涉及桩基施工技术领域，具体涉及桩基成孔钢护筒施工体系及施工方法。

背景技术：

高速公路多处于丘陵、山岭岩溶地区，其地形、地貌和水文地质条件复杂而多样化，特别是岩溶地区岩溶地貌分布广泛，然而桩基施工方案通常需要根据施工地区的地质情况来决定，溶洞的桩基础施工具有不可预见性、危险性，尤其是串状多层溶洞的桩基施工，对比传统桩基施工，更需要注意钢护筒的稳定性、桩基的承载力等以确保公路或桥梁整体的承载力、避免后期出现沉降等问题。

常规岩溶区桩基的钢护筒施工通常采用超长钢护筒，最后灌注混凝土成桩的方式进行施工。若在超长钢护筒连接时，钢护筒长度不够或连接不够完全，易引发涌水，其余常见的更有漏浆、偏斜、卡钻、断桩等常见问题。因此，需要开发一种改良后的钢护筒施工方法来解决以上施工难题，提高桩基的成桩效率及成桩质量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供桩基成孔钢护筒施工体系及施工方法，旨在提高钢护筒对接的效率与精度的技术问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

桩基成孔钢护筒施工体系，包括导向结构、护筒对齐组件和外箍组件；

所述导向结构包括导向弧板；所述导向弧板定位设在桩基外侧；所述导向弧板的内侧壁与钢护筒的外侧壁尺寸匹配设置，用于实现对所述钢护筒进行外侧边限位导向；

所述护筒对齐组件包括限位弧板结构、弹性件和可伸缩定位件；所述限位弧板结构包括上弧板和下弧板；所述上弧板定位卡设在所述钢护筒顶部；所述下弧板与所述钢护筒的内侧壁尺寸匹配设置；所述上弧板通过竖杆与所述下弧板固定连接；两个所述限位弧板结构相对设置在所述钢护筒上；所述弹性件的两端分别与所述限位弧板结构连接；所述可伸缩定位件的两端分别穿过所述竖杆，并向外延伸与所述限位弧板结构抵接；

所述外箍组件包括上箍体和下箍体；所述上箍体和下箍体分别设在相邻的钢护筒上，并通过纵向钢片来实现所述上箍体和下箍体的定位连接。

作为本发明的进一步改进，所述导向结构还包括支撑架；所述支撑架定位设在基桩侧边的地基上；所述导向弧板定位设在所述支撑架上。

作为本发明的进一步改进，所述弹性件为压簧；所述可伸缩定位件包括穿杆和套筒；所述套筒可拆卸固定连接在所述穿杆的轴向两端。

作为本发明的进一步改进，所述套筒螺纹连接在所述穿杆的轴向两端，并通过所述套筒在所述穿杆上的螺纹连接，来实现所述可伸缩定位件的伸缩。

作为本发明的进一步改进，所述压簧套设在所述穿杆上，所述压簧的轴向两端分别与所述竖杆内侧抵接限位。

作为本发明的进一步改进，所述穿杆沿轴向还设有刻度线，所述刻度线为中心对称设置。

作为本发明的进一步改进，所述外箍组件用于固定上护筒的底部与下护筒的顶部；所述连接夹片背部设有抱箍片插入的槽口。

作为本发明的进一步改进，还设有放射状l型固定条板；所述固定条板为l型，一端设有竖向钢板，钢护筒埋设完成后在其顶部焊接带孔钢板。

作为本发明的进一步改进，所述竖杆的下部通过弹簧连接。

一种桩基成孔钢护筒施工方法，包括以下步骤：

s1、施工准备：平整场地，清楚杂物，准备好施工需要的材料、绑扎钢筋笼；

s2、测量定位：利用全站仪和钢尺，确定孔位中心桩，并在桩位四周布设导向弧板，对护桩采用水泥砂浆加固，设立明显标志；

s3、超长钢护筒设置：根据地表软弱土层厚度分节安装，每节钢护筒直径较设计桩径加大20cm，单节长度2m；根据地质勘察资料初步判定钢护筒埋置深度，计算钢护筒所需节段数量，钢护筒应提前进场，钢护筒埋置穿越软弱土层；

s4、埋设下钢护筒：确定下护筒打设位置后，在护筒设计位置边侧安置导向结构，利用吊机下放钢护筒，钢护筒一侧沿着导向弧板下放，将钢护筒的平面位置偏差控制在5cm内，倾斜度偏差控制在1％以内；

s5、下放后节段钢护筒：在上护筒内设置护筒对齐组件，使其上弧板卡设在上护筒顶部，下放钢护筒，使上护筒沿着导向弧板下滑至与下护筒对齐；

s6、焊接并安装连接外箍装置：在上护筒底部与下护筒顶部分别安装半圆形箍，并将半圆形箍两端穿过连接夹片紧固后焊接，对齐焊接完两护筒后将上下的连接夹片通过纵向钢片焊接固定；

s7、最后一节钢护筒：埋设一节护筒埋设时确保护筒顶面高处地面0.3m，高处地下水位2m；在护筒顶部焊接带孔钢板，再利用l型土钉固定条与钢护筒固定后安装土钉固定钢护筒；

s8、钻机就位：冲击钻钻机安装后将钻头中心准确对准护筒十字中心，钻头吊起徐徐放入钢护筒内，启动泥浆泵，等泥浆输到孔内一定数量后开始冲击；

s9、钻进：接近岩溶地层时，在击穿前，确认制备泥浆量充足，避免击穿溶洞后突然失浆，造成孔内压力不足形成塌孔；加强钻孔地质检查、复核，并密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化；

s10、终孔及清孔：采用换浆清孔法清孔；清孔过程中确保保持孔内水头高度，防止塌孔；

s11、下放钢筋笼：清孔完成后下放钢筋笼，并利用固定装置固定钢筋笼顶；

s12、灌注混凝土：利用汽车泵实现混凝土浇筑。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本申请通过设置导向结构和护筒对齐组件，来实现上、下钢护筒的轴向更加精确定位，再通过设置外箍组件来实现上、下钢护筒的固定连接，大大提高了钢护筒的定位安装效率和安装进度，设计巧妙，同时大大提高了桩基的成桩效率及成桩质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明使用时结构示意图；

图2为本发明的导向结构使用时的结构示意图；

图3为图1的局部剖视图；

图4为本发明的护筒对齐组件结构示意图；

图5是图4的上弧板安装结构示意图；

图6为本发明的连接后的钢护筒结构示意图；

图7是图6的俯视图；

图8为本发明的流程框图；

图中标号说明：

1、导向结构；11、导向弧板；12、支撑架；2、护筒对齐组件；21、限位弧板结构；211、上弧板；212、下弧板；213、竖杆；214、弹簧；22、压簧；23、可伸缩定位件；231、穿杆；232、套筒；3、外箍组件；31、上箍体；32、下箍体；33、纵向钢片；4、钢护筒；41、上护筒；42、下护筒；5、固定条板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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作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。

结合附图1至图8，本发明提供了桩基成孔钢护筒施工体系及施工方法，旨在提高钢护筒对接的效率与精度的技术问题。

具体地，一种桩基成孔钢护筒施工体系，包括导向结构1、护筒对齐组件2和外箍组件3；所述导向结构1包括导向弧板11；所述导向弧板11定位设在桩基外侧；所述导向弧板11的内侧壁与钢护筒4的外侧壁尺寸匹配设置，用于实现对所述钢护筒4进行外侧边限位导向；

所述护筒对齐组件2包括限位弧板结构21、弹性件和可伸缩定位件23；所述限位弧板结构21包括上弧板211和下弧板212；所述上弧板211定位卡设在所述钢护筒4顶部；所述下弧板212与所述钢护筒4的内侧壁尺寸匹配设置；所述上弧板211通过竖杆213与所述下弧板212固定连接；两个所述限位弧板结构21相对设置在所述钢护筒4上；所述弹性件的两端分别与所述限位弧板结构21连接；所述可伸缩定位件23的两端分别穿过所述竖杆213，并向外延伸与所述限位弧板结构21抵接；

所述外箍组件3包括上箍体31和下箍体32；所述上箍体31和下箍体32分别设在相邻的钢护筒4上，并通过纵向钢片33来实现所述上箍体31和下箍体32的定位连接。

本申请通过设置导向结构1和护筒对齐组件2，来实现上、下钢护筒的轴向更加精确定位，再通过设置外箍组件3来实现上、下钢护筒的固定连接，大大提高了钢护筒4的定位安装效率和安装进度，设计巧妙，同时大大提高了桩基的成桩效率及成桩质量。

进一步地，所述导向结构1还包括支撑架12；所述支撑架定位设在基桩侧边的地基上；所述导向弧板11定位设在所述支撑架12上。

进一步地，所述弹性件为压簧22；所述可伸缩定位件23包括穿杆231和套筒232；所述套筒232可拆卸固定连接在所述穿杆231的轴向两端。

优选地，所述套筒232螺纹连接在所述穿杆231的轴向两端，并通过所述套筒232在所述穿杆231上的螺纹连接，来实现所述可伸缩定位件23的伸缩。

进一步地，所述压簧22套设在所述穿杆231上，所述压簧22的轴向两端分别与所述竖杆213内侧抵接限位。

进一步地，所述穿杆231沿轴向还设有刻度线，所述刻度线为中心对称设置，通过分别对两端的套筒232进行调整连接的深度，即可实现所述套筒232对称设在所述穿杆231上，调整方便快捷。

进一步地，所述外箍组件3用于固定上护筒41的底部与下护筒42的顶部，由两片半圆形箍抱箍钢护筒4，并将其端部插入连接夹片后焊接，所述连接夹片背部设有抱箍片插入的槽口；待上、下护筒42对接并焊接后，将上、下箍通过纵向钢片33焊接成整体。

需要说明的是，在安装所述可伸缩定位件23的时候，通过将套筒232从穿杆231的一端上旋拧下来后，将穿杆231依序从两相对称设置的竖杆213上穿过，再将旋拧下来的套筒232安装到所述穿杆231的一端上；当需要调整调整整个可伸缩定位件23的长度时，只需要旋拧套筒232即可实现其整体长度的伸缩；

当将上弧板211卡设在上钢护筒4上时，此时通过弹簧214两个上弧板211相对定位，通过调节穿杆231和套筒232来从将两侧的上弧板211与所述钢护筒4抵紧两上弧板211紧密内嵌于钢护筒4，且竖杆213下部固定连接的下弧板212的定位设置在下护筒42内，此时通过调整套筒232与穿杆231的连接深度，实现上弧板211固定连接的竖杆213轴向对称定位设置

上、下护筒42对齐连接后，在上护筒41底部与下护筒42顶部分别外箍护筒连接外箍装置并由连接夹片焊接夹紧；待上、下护筒42焊接完毕后将外箍装置通过纵向钢片33焊接固定。

还设有放射状l型固定条板5；所述固定条板5为l型，一端设有竖向钢板，钢护筒4埋设完成后在其顶部焊接带孔钢板，通过螺栓穿过两块钢板的螺栓孔以固定钢护筒4，l型固定条板5另一端设有土钉孔，通过打入土钉将l型固定条板5固定在地基上从而固定钢护筒。

进一步地，所述竖杆213的下部通过弹簧214连接，可实现在钢护筒4内放置下弧板212时，整个可伸缩式定位件的上、下弧板212之间是主要通过压簧22和弹簧214来实现弹性连接，避免在放置时与个部件的硬接触，从而导致部件的损伤，避免出现定位不精确的情况出现，设计巧妙，实用方便灵活。

一种桩基成孔钢护筒施工方法，包括以下步骤：

s1、施工准备：平整场地，清楚杂物，准备好施工需要的材料、绑扎钢筋笼；

s2、测量定位：利用全站仪和钢尺，确定孔位中心桩，并在桩位四周布设导向弧板112，对护桩采用水泥砂浆加固，设立明显标志；

s3、超长钢护筒4设置：根据地表软弱土层厚度分节安装，每节钢护筒4直径较设计桩径加大20cm，单节长度2m；根据地质勘察资料初步判定钢护筒4埋置深度，计算钢护筒4所需节段数量，钢护筒4应提前进场，钢护筒4埋置穿越软弱土层；

s4、埋设下钢护筒4：确定下护筒42打设位置后，在护筒设计位置边侧安置导向结构1，利用吊机下放钢护筒4，钢护筒4一侧沿着导向弧板11下放，将钢护筒4的平面位置偏差控制在5cm内，倾斜度偏差控制在1％以内；

s5、下放后节段钢护筒4：在上护筒41内设置护筒对齐组件2，使其上弧板211卡设在上护筒41顶部，下放钢护筒4，使上护筒41沿着导向弧板11下滑至与下护筒42对齐；

s6、焊接并安装连接外箍装置：在上护筒41底部与下护筒42顶部分别安装半圆形箍，并将半圆形箍两端穿过连接夹片紧固后焊接，对齐焊接完两护筒后将上下的连接夹片通过纵向钢片33焊接固定；

s7、最后一节钢护筒4：埋设一节护筒埋设时确保护筒顶面高处地面0.3m，高处地下水位2m；在护筒顶部焊接带孔钢板，再利用l型土钉固定条与钢护筒4固定后安装土钉固定钢护筒4；

s8、钻机就位：冲击钻钻机安装后将钻头中心准确对准护筒十字中心，钻头吊起徐徐放入钢护筒4内，启动泥浆泵，等泥浆输到孔内一定数量后开始冲击；

s9、钻进：接近岩溶地层时，在击穿前，确认制备泥浆量充足，避免击穿溶洞后突然失浆，造成孔内压力不足形成塌孔；加强钻孔地质检查、复核，并密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化；

s10、终孔及清孔：采用换浆清孔法清孔；清孔过程中确保保持孔内水头高度，防止塌孔；

s11、下放钢筋笼：清孔完成后下放钢筋笼，并利用固定装置固定钢筋笼顶；

s12、灌注混凝土：利用汽车泵实现混凝土浇筑。

需要说明的是，本发明中未详细阐述部分属于本领域公知技术，或可直接从市场上采购获得，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得，其具体的连接方式在本领域或日常生活中有着极其广泛的应用，此处不再详述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。