人工挖孔桩流沙层小钢管护壁加固施工方法与流程

本发明涉及人工挖孔桩桩基施工时遇流沙层、淤泥层及岩溶地区的溶室等不良地质情况需采用辅助技术保证人工挖孔桩顺利成孔的方法。

背景技术：

在桩基人工挖孔施工过程中，为防止孔壁坍塌，通常每向下开挖一定深度，要在桩孔内壁上浇筑一层混凝土护壁。但是挖孔过程中经常会遇到流沙层，由于流沙层比较松散且有渗水，通常的护壁无法浇筑，即使浇筑了也容易坍塌，不仅使正常的挖孔施工无法进行，还容易造成安全事故。

目前针对具有流沙层等地质条件的挖孔施工，一般采用高压注浆方法或植筋的方法，对流沙层进行加固。高压注浆法是在桩孔的四周从地面钻孔穿过流沙层，然后从钻孔中下钢花管(钢管的四周钻有一些小孔)进行注浆，使得桩孔周围的流沙层固结成一个密实的整体，从而保证挖孔工作正常安全作业。很显然，采用高压注浆法，需要设备较多，成本也较高，且工期长，影响施工进度。而植筋的方法，往往由于钢筋刚度不够，容易弯曲，护壁效果也不甚理想。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种针对流沙层地质条件下的桩基成孔施工方法，在对该地质灾害进行有效预防和封堵的同时，能提高施工效率，节约成本。

本发明的具体内容如下：

(1)开挖人工挖孔桩土方1m深左右，施工人工挖孔桩井圈；

(2)向下开挖一定深度(一般不超过1m)，绕桩孔内壁浇筑一层钢筋混凝土护壁，如此循环进行；

(3)当开挖到流沙层上部接近流沙层时，先不进行流沙层上层的护壁浇筑，而是沿当前开挖线的底角，绕桩孔内壁向流沙层锤入一定长度的第一层钢管，钢管以一定的倾角向外倾斜锤入流沙层，并在外部预留一定长度；

(4)第一层钢管完成后，浇筑流沙层上层的护壁，浇筑时将第一层钢管外部预留部分一并浇筑在该层护壁中；

(5)然后向下开挖流沙层，当开挖到一定深度时，使第一层钢管保留一定的长度仍埋在流沙层内，其余部分露出孔壁，此时再采用步骤(3)所述的插管施工方法向流沙层植入第二层钢管，并按步骤(4)所述的护壁浇筑方法，浇筑流沙层护壁；

(6)继续向下开挖流沙层，每开挖一定深度，重复步骤(5)所述的插管和护壁浇筑方法，直至通过流沙层。

上述施工方法还包括以下技术特征：

(1)所述向流沙层锤入的钢管绕桩孔内壁密集排列；

(2)所述的钢管头部需进行锐化处理便于入岩；

(3)护壁钢管全部施工至岩层后，顶部焊接扁钢，使钢管护壁形成一个整体，以提高整体抗侧压能力；

(4)在流沙层浇筑的护壁厚度大于流沙层的护壁厚度；

(5)本发明通过向流沙层插入钢管，从而浇筑形成牢固的护壁，能保证孔内挖土作业安全，成本较低，且施工效率较目前其它的方法要高，该方法适用于桩基施工遇到流沙层、淤泥层及岩溶地区的溶室等地质灾害的处理。

附图说明

(1)图1是本发明的施工流程图

(2)图2是含有流沙层的地质结构示意图

(3)图3是非流沙层桩孔开挖及护壁状态示意图

(4)图4是流沙层插入钢管后的桩孔平面剖视图

(5)图5是流沙层插入钢管后的桩孔剖面图

(6)图6是流沙层上层护壁浇筑后的状态示意图

(7)图7是流沙层护壁浇筑完成后的状态示意图

具体实施方式

以下结合附图，并通过具体实例，对本发明进行详细说明：

(1)图2所示为一种含有流沙层的地质结构示意图，上部为土层1或岩层，中部为流沙层2，下部仍为土层或岩石层。

(2)井圈完成后开始进行桩孔开挖时，上部土层1按通常的人工挖孔方式施工，每开挖一定深度，在桩孔壁上浇筑一层混凝土护壁3，如图3所示。

(3)当挖到流沙层上部接近流沙层2时，暂不浇筑流沙层上部的护壁，先沿当前开挖线的底角，绕桩孔内壁向流沙层2内锤打一定长度的第一层钢管。钢管大部分植入流沙层2内，但外部要预留一定长度，如图4、图5所示。

(4)钢管应以一定倾斜角度向桩孔壁外倾斜插入流沙层。作为一种较佳实例，该倾斜角度可以在5°到10°之间。当然小于该角度范围，如倾角为3°到5°，或大于该角度范围，如10°到15°，本发明方法仍可实现，视土质情况而定。

(5)钢管的长度根据每层护壁3的高度适当确定，但其长度应大于护壁高度。当每层护壁较高时，钢管要适当加长，当护壁高度较低时，钢管长度可适当缩短。作为一种具体实例，当护壁高度为90～100cm左右时，钢管长度可以为130cm，插入流沙层115cm，外部预留15cm。

(6)向流沙层插入的钢管绕桩孔内壁密集排列。参见图4所示的流沙层插入钢管后桩孔的平面剖视图。图5是流沙层插入钢管后的桩孔剖面图，可以更清楚地看到插入钢管的排列结构。

(7)钢管通过人工(或机械)锤打插入流沙层。

(8)第一层钢管锤打工作完成后，在钢管顶端焊接-30×5mm扁钢，连接钢管成整体，再浇筑流沙层上部的护壁，浇筑时一定要将钢管预留在外的部分浇筑到护壁中，见图6所示，可看到钢管有一部分浇筑在护壁3内。

(9)流沙层上部的护壁浇筑完成后，开始流沙层的开挖，开挖控制在一定深度，使一部分锤打进流沙层的钢管露出孔壁，并保持一定长度的钢管仍埋在流沙层内。此时钢管通过流沙层上层护壁中固定的部分和下部流沙层中固定的部分形成一个临时支撑。此时停止开挖，按上述插管方法，向流沙层内锤打第二层钢管。

(10)第二层钢管施工完成后，按上述护壁浇筑方法浇筑流沙层护壁。为确保流沙层护壁牢固，流沙层护壁的厚度要大于非流沙层护壁的厚度。如图7所示。

(11)按上述流沙层开挖、插管、浇筑护壁的流程，循环施工，直至通过流沙层。进入下部非流沙层后，继续按通常的桩孔开挖及护壁浇筑方法施工。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种人工挖孔桩流沙层小钢管护壁加固施工方法，当人工挖孔桩开挖到流沙层上部接近流沙层时，沿当前开挖线的底角，绕桩孔内壁以一定外倾角向流沙层锤入一定长度的第一层小钢管，然后浇筑流沙层上层的护壁，浇筑时将导管上端浇筑在该层护壁中；然后利用小钢管作护壁向下开挖流沙层，当达到一定深度时(不超过1m)，向流沙层锤入第二层钢管并浇筑护壁，如此循环施工，直至通过流沙层。本发明对含流沙层的桩基成孔能保证挖孔作业质量，安全性高，成本低，且施工效率好，除适用于桩基成孔施工遇到流沙层外，还能满足桩基成孔遇软塑土质、淤泥层及岩溶地区的溶室等地质情况。

技术研发人员：张双平;黄旭生;刘炜
受保护的技术使用者：张双平;黄旭生;刘炜
技术研发日：2016.12.27
技术公布日：2018.07.03