岩溶地区嵌岩桩成孔复钻砼护壁方法
【技术领域】
[0001]
本发明涉及一种复钻砼护壁方法，尤其适用于岩溶地区上覆土层部位嵌岩粧成孔施工的护壁。
【背景技术】
[0002]
随着社会经济的快速发展，城市建设也正如火如荼的进行，不可避免的会在岩溶地区进行工程建设。在建筑物主体结构施工之前，进行建筑物基础的施工是首要环节，当必须同时满足承载力与变形控制要求时，设计上需要选择嵌岩粧作为高层建筑物的主要基础形式，此时揭露下伏基岩进行粧基成孔不可避免，由于基岩地层中存在溶洞、溶隙、溶沟或者溶槽，当嵌岩粧成孔施工揭露下伏基岩的时候，溶洞、溶隙、溶沟或者溶槽与粧孔内部将形成联通通道，一旦溶洞、溶隙、溶沟或者溶槽充填不完全，瞬间产生漏水、漏浆现象，造成粧孔内部产生负孔压，水泥浆液水位迅速下降，位于上覆土层中已形成的粧孔孔壁由于失去了水泥浆液的护壁效果会立即发生坍塌现象，进而导致地面塌陷、钻机倾覆，直接危及到施工人员、机械设备的安全，即使立即向粧孔内部补充水泥浆液，也来不及阻止孔壁坍塌。因此，防止岩溶地区嵌岩粧成孔孔壁发生坍塌，提高嵌岩粧粧孔孔壁的稳定性，提出可靠、高效的上覆土层部位嵌岩粧钻进成孔护壁方法是当前亟需解决的工程难题。
【发明内容】
[0003]
本发明所要解决的问题是提供岩溶地区嵌岩粧成孔复钻砼护壁方法，该护壁结构简单易操作、稳定可靠、成孔效率高、护壁深度深、适用范围广、绿色环保。
[0004]本发明的技术解决方案是:岩溶地区嵌岩粧成孔复钻砼护壁方法，首先在上覆土层中施工由护壁混凝土薄壁筒粧和位于护壁混凝土薄壁筒粧内的取芯混凝土实心粧组成的素混凝土钻孔灌注粧，素混凝土钻孔灌注粧粧径大于下伏基岩嵌岩粧粧孔孔径，粧长为自然地面至下伏基岩顶面的深度，待粧身混凝土龄期达到3?7d，然后使用旋挖钻机对素混凝土钻孔灌注粧取芯，取出取芯混凝土实心粧，由护壁混凝土薄壁筒粧形成复钻砼护壁结构，继而揭露下伏基岩并在基岩地层中进行下伏基岩嵌岩粧成孔施工。
[0005]所述取芯混凝土实心粧粧径等于嵌岩粧粧孔孔径，粧长与素混凝土钻孔灌注粧相等;护壁混凝土薄壁筒粧内径等于取芯混凝土实心粧粧径，外径为素混凝土钻孔灌注粧粧径，壁厚为100?300mm，粧长与素混凝土钻孔灌注粧相等。
[0006]所述素混凝土钻孔灌注粧使用强度等级为C15或者C20的素混凝土灌注而成，素混凝土技术参数如下:
(1)混凝土配合比应满足混凝土配置强度、拌合物性能、力学性能的设计要求，至少达到根据标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值；
(2)最大水胶比0.60，最小胶凝材料用量250kg/m3; (3)配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。
[0007]所述素混凝土钻孔灌注粧按如下步骤施工:首先采用泥浆护壁，在上覆土层中进行素混凝土钻孔灌注粧的粧孔成孔施工，钻孔漏浆时采用回填片石和黏性土处理，并进行孔底清孔，然后安装导管一，通过导管一向粧孔内部灌注强度等级为C15或者C20的混凝土；下伏基岩嵌岩粧按如下步骤施工:使用旋挖钻机取出取芯混凝土实心粧，然后使用冲击钻机冲破岩溶顶板并在基岩地层中进行下伏基岩嵌岩粧成孔施工，安装导管二，通过导管二向下伏基岩嵌岩粧粧孔内灌注强度等级为C15的混凝土填充溶洞，直至混凝土面高出下伏基岩顶板面1.0m左右，进而拆除导管二，采用钻机锤头向下冲击，若混凝土面下降后，需继续灌注混凝土，如此反复，直至混凝土面不再下降；最后，待混凝土灌注2天后，可按正常工艺继续施工下伏基岩嵌岩粧粧孔，如果遇到漏浆，采用抛填片石、粘性土方法或重复灌注C15混凝土进行堵漏，直至下伏基岩嵌岩粧粧孔达到设计要求的终孔深度后，按照正常施工工艺进行清孔、下放钢筋笼、安装导管三、通过导管三灌注C40混凝土，最终完成嵌岩粧施工(由于取芯混凝土实心粧挖去以后，也要形成粧孔，该粧孔与下伏基岩嵌岩粧粧孔是联通的，导管三应该先向下伏基岩嵌岩粧粧孔内灌注混凝土，然后提升导管三，向取芯混凝土实心粧粧孔中灌注，边提升边灌注，最后形成一根完整的嵌岩粧)。
[0008]
本发明的有益效果是:通过素混凝土钻孔灌注粧所形成的复钻砼护壁结构，有效地防止岩溶地区上覆土层部位嵌岩粧孔壁坍塌现象发生，维持了孔壁的稳定，大大提高了钻进成孔的可靠性。该复钻砼护壁结构适用范围广，对于不同深度的上覆土层均可适用，并且绿色环保，所取出的取芯混凝土实心粧使用机械设备捣碎，形成的素混凝土碎渣可用于施工场地的道路硬化，工程材料达到重复利用，符合当前绿色施工技术的要求。
[0009]本发明具有简单易操作、稳定可靠、成孔效率高、护壁深度深、适用范围广、绿色环保等优点，可为类似地层中的钻进成孔提供借鉴。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构示意图。
[0011]图2为图1的A-A剖面放大示意图。
[0012]图3为图1的B-B剖面放大示意图。
【具体实施方式】
[0013]参见图1-3，本发明包括以下步骤，首先在上覆土层2中施工由护壁混凝土薄壁筒粧1.1和位于护壁混凝土薄壁筒粧1.1内的取芯混凝土实心粧1.2组成的素混凝土钻孔灌注粧，素混凝土钻孔灌注粧粧径大于嵌岩粧粧孔4孔径，粧长为自然地面至下伏基岩3顶面的深度，待粧身混凝土龄期达到3~7d，然后使用旋挖钻机对素混凝土钻孔灌注粧取芯，取出取芯混凝土实心粧，由护壁混凝土薄壁筒粧形成复钻砼护壁结构，继而揭露下伏基岩并在基岩地层中进行嵌岩粧成孔施工。
[0014]所述取芯混凝土实心粧粧径等于嵌岩粧粧孔孔径，粧长与素混凝土钻孔灌注粧相等;护壁混凝土薄壁筒粧内径等于取芯混凝土实心粧粧径，外径为素混凝土钻孔灌注粧粧径，壁厚为100?300mm，粧长与素混凝土钻孔灌注粧相等。
[0015]素混凝土钻孔灌注粧使用强度等级为C15或者C20的素混凝土灌注而成，素混凝土技术参数如下:
(1)混凝土配合比应满足混凝土配置强度、拌合物性能、力学性能的设计要求，至少达到根据标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值；
(2)最大水胶比0.60，最小胶凝材料用量250kg/m3;
(3)配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。
[0016]所述素混凝土钻孔灌注粧按如下步骤施工:首先采用泥浆护壁，在上覆土层中进行素混凝土钻孔灌注粧的粧孔成孔施工，钻孔漏浆时采用回填片石和黏性土处理，并进行孔底清孔，然后安装导管一，通过导管一向粧孔内部灌注强度等级为C15或者C20的混凝土；下伏基岩嵌岩粧按如下步骤施工:使用旋挖钻机取出取芯混凝土实心粧，然后使用冲击钻机冲破岩溶顶板，安装导管二，通过导管二向嵌岩粧粧孔内灌注强度等级为C15的混凝土填充溶洞，直至混凝土面高出下伏基岩顶板面1.0m左右，进而拆除导管二，采用钻机锤头向下冲击，若混凝土面下降后，需继续灌注混凝土，如此反复，直至混凝土面不再下降；最后，待混凝土灌注2天后，可按正常工艺继续施工下伏基岩嵌岩粧粧孔，如果遇到漏浆，采用抛填片石、粘性土方法或重复灌注C15混凝土进行堵漏，直至下伏基岩嵌岩粧粧孔达到设计要求的终孔深度后，按照正常施工工艺进行清孔、下放钢筋笼、安装导管三、通过导管三灌注C40混凝土，最终完成嵌岩粧施工(由于取芯混凝土实心粧挖去以后，也要形成粧孔，该粧孔与下伏基岩嵌岩粧粧孔是联通的，导管三应该先向下伏基岩嵌岩粧粧孔内灌注混凝土，然后提升导管三，向取芯混凝土实心粧粧孔中灌注，边提升边灌注，最后形成一根完整的嵌岩粧)。
[0017]本发明具有以下优点:
(I)简单易操作:素混凝土钻孔灌注粧的施工工艺成熟可靠，取出取芯混凝土实心粧方法简单，无需使用复杂的机械设备，施工非常简便。
[0018](2)稳定可靠:护壁混凝土薄壁筒粧壁厚在10mm以上，所形成的护壁结构结构性强，并且混凝土材料强度高，抵抗变形能力强，大大提高了孔壁的稳定性。
[0019](3)钻孔效率高:使用护壁混凝土薄壁筒粧形成的复钻砼护壁结构可以有效防止嵌岩粧孔壁由于漏水、漏浆而发生坍塌现象，避免反复填筑钻进，大大提高了钻进成孔效率。
[0020](4)护壁深度深:该护壁方法可维持上覆土层嵌岩粧孔壁的稳定性，护壁深度不受上覆土层深度的限制，可在任意深度的上覆土层范围内进行护壁，实际成功案例显示，护壁混凝土薄壁筒粧的护壁深度至少可达数十米。
[0021](5)适用范围广:该护壁方法不仅适用于一般性地层，对于岩溶地区等土质松散、易于坍塌的上覆地层也具有较强的适用性。
[0022](6)绿色环保:从素混凝土钻孔灌注粧中取出的取芯混凝土实心粧可使用机械设备捣碎，形成的素混凝土碎渣可用于施工场地的道路硬化，工程材料达到重复利用，符合当前绿色施工技术的要求。
【主权项】
1.岩溶地区嵌岩粧成孔复钻砼护壁方法，首先在上覆土层中施工由护壁混凝土薄壁筒粧和位于护壁混凝土薄壁筒粧内的取芯混凝土实心粧组成的素混凝土钻孔灌注粧，素混凝土钻孔灌注粧粧径大于下伏基岩嵌岩粧粧孔孔径，粧长为自然地面至下伏基岩顶面的深度，待粧身混凝土龄期达到3~7d，然后使用旋挖钻机对素混凝土钻孔灌注粧取芯，取出取芯混凝土实心粧，由护壁混凝土薄壁筒粧形成复钻砼护壁结构，继而揭露下伏基岩并在基岩地层中进行下伏基岩嵌岩粧成孔施工。2.如权利要求1所述的岩溶地区嵌岩粧成孔复钻砼护壁方法，其特征在于:所述取芯混凝土实心粧粧径等于嵌岩粧粧孔孔径，粧长与素混凝土钻孔灌注粧相等；护壁混凝土薄壁筒粧内径等于取芯混凝土实心粧粧径，外径为素混凝土钻孔灌注粧粧径，壁厚为100?300mm，粧长与素混凝土钻孔灌注粧相等。3.如权利要求1所述的岩溶地区嵌岩粧成孔复钻砼护壁方法，其特征在于:素混凝土钻孔灌注粧使用强度等级为C15或者C20的素混凝土灌注而成，素混凝土技术参数如下: (1)混凝土配合比应满足混凝土配置强度、拌合物性能、力学性能的设计要求，至少达到根据标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值； (2)最大水胶比0.60，最小胶凝材料用量2501^/1113; (3)配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。4.如权利要求1所述的岩溶地区嵌岩粧成孔复钻砼护壁方法，其特征在于素混凝土钻孔灌注粧按如下步骤施工:首先采用泥浆护壁，在上覆土层中进行素混凝土钻孔灌注粧的粧孔成孔施工，钻孔漏浆时采用回填片石和黏性土处理，并进行孔底清孔，然后安装导管一，通过导管一向素混凝土钻孔灌注粧的粧孔内部灌注强度等级为C15或者C20的混凝土；下伏基岩嵌岩粧按如下步骤施工:使用旋挖钻机取出取芯混凝土实心粧，然后使用冲击钻机冲破岩溶顶板并在基岩地层中进行下伏基岩嵌岩粧成孔施工，安装导管二，通过导管二向下伏基岩嵌岩粧粧孔内灌注强度等级为C15的混凝土填充溶洞，直至混凝土面高出下伏基岩顶板面，进而拆除导管二，采用钻机锤头向下冲击，若混凝土面下降后，需继续灌注混凝土，如此反复，直至混凝土面不再下降；最后，待混凝土灌注2天后，可按正常工艺继续施工下伏基岩嵌岩粧粧孔，如果遇到漏浆，采用抛填片石、粘性土方法或重复灌注C15混凝土进行堵漏，直至下伏基岩嵌岩粧粧孔达到设计要求的终孔深度后，按照正常施工工艺进行清孔、下放钢筋笼、安装导管三、通过导管三灌注C40混凝土，最终完成嵌岩粧施工。
【专利摘要】本发明涉及一种岩溶地区嵌岩桩成孔复钻砼护壁方法，首先在上覆土层中施工由护壁混凝土薄壁筒桩和位于护壁混凝土薄壁筒桩内的取芯混凝土实心桩组成的素混凝土钻孔灌注桩，素混凝土钻孔灌注桩桩径大于下伏基岩嵌岩桩桩孔孔径，桩长为自然地面至下伏基岩顶面的深度，待桩身混凝土龄期达到3~7d，然后使用旋挖钻机对素混凝土钻孔灌注桩取芯，取出取芯混凝土实心桩，由护壁混凝土薄壁筒桩形成复钻砼护壁结构，继而揭露下伏基岩并在基岩地层中进行下伏基岩嵌岩桩成孔施工。本发明方法简单易操作、稳定可靠、成孔效率高、护壁深度深、适用范围广、绿色环保等优点，可为类似地层中的嵌岩桩成孔施工提供借鉴。
【IPC分类】E02D27/34, E02D5/38
【公开号】CN105714772
【申请号】CN201610094305
【发明人】黄军, 李玉江
【申请人】北龙建设集团有限公司