本发明涉及一种施工方法，具体涉及一种护筒旋挖成桩施工方法。
背景技术：
针对此现状，重庆现阶段迫切需要一种能够提高施工效率、保证施工质量、避免施工事故，发展成熟的旋挖施工技术。在高回填土层中的桩基施工，采用人工挖孔桩安全风险大；采用常规的旋挖钻机施工，施工过程中存在因塌孔等原因造成的各种质量问题；采用混凝土预灌法旋挖施工，施工工序复杂，施工速度慢，造价高。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种护筒旋挖成桩施工方法施工工序简单易操作，采用全机械化施工，更具有施工速度快、造价低、安全可靠、质量稳定等特点
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种护筒旋挖成桩施工方法，包括以下施工过程：1)、场地平整；2)、放线定位；3)、钻机就位；4)、土层钻进；5)、钢护筒施工；6)、土层继续钻进；7)、钻进岩层；8)、沉渣清理；9)、成孔验收；10)、钻机移位；11)、钢筋笼安装；12)、导管安装；13)、灌注混凝土；14)、随浇随提升护筒；15)、浇筑完成拔出护筒；16)、成桩检测。
进一步，场地平整要求液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°，现场地面承载力大于250KPa。
进一步，桩位放线按从整体到局部的原则，便道与钻孔位置保持不小于3米的距离。
进一步，钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。
进一步，钢护筒施工包括钢护筒连接和钢护筒安装。
进一步，所述一种护筒旋挖成桩施工方法针对于沉积层(通常呈松散状态)，沙层，杂填土层、卵砾石层、淤泥层等不稳定地层和临界稳定地层在钻孔时采用。
进一步，导管安装时，若灌注的混凝土面距离水面不太大的情况下(如小于5m)，出现导管堵塞混凝土无法灌注，混凝土未初凝时，应及时提出导管，在导管底部设置能方便脱落的防水塞，防水塞可以用混凝土制作，当实用将导管重新插入混凝土内，导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土的自重将防水塞压出，然后继续灌注。
进一步，所述钻机包括钻头和安装在所述钻头上方的校准设备，所述校准设备包括激光发射模块、激光接受模块、控制器、蜂鸣器和镜面，所述激光发射模块和激光接受模块对应所述钻头，所述激光发射模块发射激光并能通过所述镜面反射给所述激光接受模块，所述激光发射模块、激光接受模块和蜂鸣器分别连接所述控制器。
进一步，所述镜面直径为2cm。
进一步，所述控制器没有收到所述激光接受模块收到的信号时不响铃，所述控制器收到所述激光接受模块收到的信号不响铃。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明采用一种护筒旋挖成桩施工方法，包括以下施工过程：1)、场地平整；2)、放线定位；3)、钻机就位；4)、土层钻进；5)、钢护筒施工；6)、土层继续钻进；7)、钻进岩层；8)、沉渣清理；9)、成孔验收；10)、钻机移位；11)、钢筋笼安装；12)、导管安装；13)、灌注混凝土；14)、随浇随提升护筒；15)、浇筑完成拔出护筒；16)、成桩检测，对各种松散土层地质条件具有良好的适应性，而且施工工序简单易操作，采用全机械化施工，更具有施工速度快、造价低、安全可靠、质量稳定等特点，施工及成桩质量不受土层及地下水等的影响，应用范围广的优势。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明施工流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：
本发明提出了一种护筒旋挖成桩施工方法，其特征在于，包括以下施工过程：
1)、场地平整；施工前严格进行场地平整，做到排水通畅，清楚旋挖作业范围内的地上、地下障碍物；
2)、放线定位；放线定位按从整体到局部的原则进行桩基的位置放线，规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持不小于3米的距离，以免影响孔壁稳定；钻机的安放位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。桩位的中心点，在场地平整后，成孔前用全站仪放点，十字线定位，做好十字桩的保护，下护筒后用全站仪进行二次检测，在成孔后与吊钢筋笼前再次检测，使其误差在规范要求内，以确保桩位准确；
3)、钻机就位；钻机的摆放位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。钻机行驶到施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与桩孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内；旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心线时，各项数据即可锁定，无需再做调整；
4)、土层钻进；钻孔时先将取土钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业；当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，循环往复；
5)、钢护筒施工；钢护筒施工包括钢护筒连接和钢护筒安装，其中钢护筒连接据设计孔深及地勘资料确定钢护筒长度，钻孔施工过程中即可准备钢护筒，钢护筒接长可以采用螺栓连接，也可以采用焊接连接；采用焊接连接可以对钢护筒进行切割成需要的长度，焊接时需控制焊接质量，保证钢护筒安装及拔出过程中不出现问题；采用螺栓连接，结构简单、施工快捷、装拆方便、效率较高，钢护筒采用标准节，易于安装接长，对于“边成孔边护筒跟进护壁”施工方法来说施工进度更快，并且更便于全钢护筒旋挖成桩施工技术实现钢护筒的循环使用，符合经济、绿色施工的理念，有利于城市对噪音的控制和对环境保护的要求；钢护筒安装分为五种状态，第一种为当钻孔在进入强风化岩层后，即可开始全钢护筒的安装施工，下护筒采用履带吊进行吊装下放；第二种为钢护筒下放时吊机吊起钢护筒对准孔口，保证钢护筒中心与孔中心对齐，钢护筒缓慢下放；第三种为如果钻孔过程中出现斜孔的现象，钢护筒就不能顺利下放；此时就需要将护筒拔出，重新下钻头重新钻孔，保证钻孔的垂直度达到要求，再进行钢护筒的安装；第四种钢护筒下放至岩层附近时，下放可能会有些困难，此时可以利用旋挖机钻头对称在护筒的周边施加压力，同时利用挖机来回缓慢推动钢护筒，使得钢护筒下放到设计位置；第五种在钻孔过程中遇到特别容易塌孔的地质，在钻进过程中就需要分节下放钢护筒；具体流程举例说明如下：①对于2m直径桩基，首先用2m钻头钻孔。钻孔到一定深度后(根据塌孔情况确定深度)，用钻头扩孔至2.1m，下第一节钢护筒护，护筒外径2.1m，内径2.05m；②第一节钢护筒安装完成后，下2m钻头进行第二次钻孔，钻孔完成下第二节护筒；第二节护筒与第一节先进行焊接连接或螺栓连接，连接好后用旋挖机的动力头套住护筒往下压，将第二节护筒压入；③第二节护筒压入后，进行第三次钻孔，重复下钢护筒，以此类推循环施工直至进入岩层；
6)、土层继续钻进；在钻进过程中，必须随时记录钻孔深度，测算当前孔底标高，当成孔底标高在即将达到设计桩底标高时，即可停止钻进，并会同业主、监理、地勘等判定当前岩层情况。采用直桶式岩芯筒钻，连接旋挖机，伸入孔底钻出圆柱体岩石后，人工用小型直径15cm水钻钻出试件石块，送至实验室检测，根据岩石强度是否达到要求确定是否再进行钻进，避免超钻或少钻；施工过程中通过钻机本身的垂直控制系统和对钻杆反复检查成孔的垂直度，要求成孔垂直度偏差不得大于孔深的1％，确保成孔质量；同时需要对钻机情况进行记录，旋挖钻机钻进施工时及时填写，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度、护筒埋深、各岩土层面标高及孔底标高；该表由专人负责填写，交接班时应有交接记录；根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的标高和取样时间；钻孔桩地质与设计不符时及时报请监理或地勘单位现场负责人进行现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度并在表中做好记录；
7)、钻进岩层；最后钻进岩层达到设计标高；
8)、沉渣清理；当钻孔达到设计深度后，用双底清渣钻头提至距孔底0.1m～0.3m处，使之空转，将残存在孔底的沉渣吸出。清孔完毕后报请监理进行检查验收，并测量孔深，再进入下一道工序；
9)、成孔验收；成孔后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉渣厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，如测绳、测锤等。成孔底标高与设计桩底标高误差不得大于±500mm并满足相邻桩刚性角的要求，成孔直径不得小于设计桩径，孔壁垂直度误差不大于1％，沉渣厚度小于50mm；
10)、钻机移位；可以采用千斤顶对四个角同时移动；
11)、钢筋笼安装；a钢筋笼采用分节制作，先根据设计桩编号分别制作部分钢筋笼，制作时应注意接头处互相错开，在成孔后根据成孔深度采用焊接连接到一起；当桩孔超过25m时，为保证钢筋笼的整体质量和吊装时的安全，分两次吊装到位，钢筋笼分两次在孔口绑扎搭接后再焊接连接成型；钢筋笼在加工时确保主筋位置准确，加劲箍筋间距要符合设计要求，加劲箍筋与主筋之间采取点焊固定，注意焊接时不得焊伤主筋；主筋与加劲箍焊接成整体后，再绑扎螺旋箍筋，绑扎时应注意加密区和非加密区的间距和长度要符合设计要求；b整根钢筋笼制作完成后，经自检合格后报监理工程师检查认可，然后用吊车将钢筋加工场内的钢筋笼吊至孔口，钢筋笼安装前应清除粘附的泥土和油渍，保证钢筋与混凝土紧密黏结；钢筋笼吊装时应注意吊点的设置，原则上吊点不得少于4个，吊点设置在每节钢筋笼最上一层加劲箍处，对称布置，起吊时利用挖机配合，避免钢筋笼的变形；当钢筋笼长度少于25m时，整体一次性吊装到孔口，对正后缓慢下放；当钢筋笼长度超过25m时，分两次吊装，先将下截次钢筋笼临时支撑在钢护筒上，再用吊车将上截次钢筋笼吊装就位，使上下两截次钢筋笼骨架位于同直线上进行连接固定，固定后再将上下主筋焊接连接到一起，整体焊接成型后报监理工程师检查焊接质量，合格后再缓慢下放钢筋笼；下放到位后再固定钢筋笼，要根据钢护筒的偏位情况将钢筋笼中心反方向调整，以使钢筋笼中心与桩中心重合；
12)、导管安装；导管是完成水下混凝土灌注的重要工具，导管能否满足工程使用上的要求，对工程质量和施工速度关系很大；水下混凝土导管应进行水密、承压和接头抗拉试验；导管采用壁厚为6mm的钢板卷制焊成。导管应居中下放，导管直径为300mm，导管的分节长度按工艺要求确定，标准节长度2.7m，最上端采用0.5m～1.5m的几节短管调节导管的长度，使管距孔底300mm～500mm，采用法兰盘连接、活接头螺母连接以及快速插接连接；用橡胶“O”型密封圈，严防漏水、漏气；同时导管安装完成后可安装储料斗，用6mm钢板制作，要求不漏浆、不挂浆，漏泄顺畅彻底；应有足够的容量以保证首批灌入的混凝土(既初灌量)能达到要求的埋管深度；
13)、灌注混凝土；灌注混凝土前，臂架泵机首先就位，并确认到场的混凝土能够满足该桩孔需要的混凝土量；将同导管内径的皮球放入导管内，然后封闭料斗口，再将初灌量混凝土放入料斗内，装满后打开料斗口，让混凝土顺导管流入孔内，皮球通过混凝土的自重压力将导管内的水排出，将混凝土顺利灌注到孔底。料斗打开后，混凝土灌注仍应连续进行；在灌注混凝土时，应随时用测绳测混凝土的顶面高度；在浇注过程中，导管在拆除前可使导管作30cm的上下往复运动，有利于混凝土的密实；但不得做横向运动，以免泥浆和沉渣混入混凝土内；当混凝土顶面高度超过导管底口高度6m时，可拆除一节导管，拆除前，应先测定混凝土顶面高度，计算导管准确的埋深；拆除的导管长度应做好记录，任何情况下，均必须保证拆除部分导管后，导管埋深度应＞2m。为防止钢筋笼在混凝土灌注过程中发生上拱，升导管要平稳，速度要慢，以防止混凝土冲力过大或钩带钢筋笼；
14)、随浇随提升护筒；灌注混凝土时，逐渐拔出钢套管(套管靴留在土中)；
15)、浇筑完成拔出护筒；成孔验收合格后，钢筋笼制作、安装、验收合格后，在浇筑混凝土过程中，混凝土的顶面高度距护筒底口高度在4m左右时，可以起拔护筒，护筒起拔时利用吊车起拔；如果吊车拔钢护筒时有困难，出现拔不动的情况，则利用拔管机进行拔出。将拔管机套在钢护筒上，搁置在钢护筒边平整压实的地面上，利用拔管机将护筒拔出，拔管机的上拔力约3000KN，行程1m，同时利用吊机配合，达到将护筒拔出的目的；护筒应随浇随拔，严禁全部混凝土量浇筑完成后一次性起拔；护筒起拔时应注意测量和记录高度，确保起拔后混凝土顶面距护筒下口不得小于2m；混凝土浇筑完成，将钢护筒一次性全部拔出，拔出的护筒根据下一根桩基需要的钢护筒长度拆开或加长，清理干净，准备循环使用；
16)、最后成桩检测；
作为具体实施例，场地平整要求液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°，现场地面承载力大于250KPa。
作为具体实施例，钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。
作为具体实施例，通过理论计算和数值模拟确定一个决定是否需要运用钢护筒护壁的土质参数的临界值，以降低施工成本，而不是盲目地所有钻孔都运用全程钢护筒护壁；经试验得出其中不同土质下的临界高度、破坏变形参考值、不需钢护筒支护的最大钻孔深、以及钻设不同深度下所需钢护筒支护深度的结果见表1-1；
表1-1不同土质、孔径及深度下钢护筒用量
以基坑开挖所得的临界破坏状态最大变形为参考值，计算不同土质、孔径及深度下的钢护筒用量；越密实的土质，其不需护筒的最大钻孔深度则越深，软黏土的平均孔深约15m，中硬黏土达到41m，而硬黏土则超过70m；孔径大小也是显著的影响因素，孔径越小，其圆拱效应越显著，相同土质下，1.2m孔径钻孔不需护筒的最大孔深是2m和3m孔径钻孔的2～3倍；当钻孔深度超过其不需护筒的最大孔深时，所加设钢护筒长度普遍小于钻孔深度3m左右，呈现出一定的规律性，认为此时钻孔深度大，孔壁的变形主要来自于地应力的释放，若护筒与钻孔端部离得较远(＞3m)，钻孔前端部约束较弱，导致孔壁发生的变形大；以软黏土质中钻设30m深钻孔为例，当支护的钢护筒长度为26m和27m时，对应的最大水平位移分别为249mm和7.4mm，差距明显；
本发明选用三种代表性土质(软黏土、中硬黏土和硬黏土)，选取三类常用钻孔(1.2m、2m和3m孔径)，研究了在无水或只含有少量水条件下不同土质及深度对钢护筒旋挖施工技术的影响；通过FLAC-3D软件二维和三维数值分析，得到了不同土质下的临界高度、破坏变形参考值、不需钢护筒支护的最大钻孔深、以及钻设不同深度下所需钢护筒支护深度；得出土质越好，其基坑开挖的临界高度越高；在临界高度不大时(≤10m)，其破坏时的最大变形随基坑深度增加而减少；当临界高度较大(＞15m)，随着地应力增大，基坑开挖后荷载释放越多，其变形更明显，临界破坏时的最大位移将随基坑深度增加而增大；越密实的土质，其不需护筒的最大钻孔深度则越深，软黏土的平均孔深约15m，中硬黏土达到41m，而硬黏土则超过70m；孔径的大小也是影响钻孔深度的显著因素，孔径越小，其圆拱效应越显著。相同土质下，1.2m孔径钻孔不需护筒的最大孔深是2m和3m孔径钻孔的2～3倍；当钻孔深度超过其不需护筒的最大孔深时，所加设钢护筒长度普遍小于钻孔深度3m左右，呈现出一定的规律性。认为此时钻孔深度大，孔壁的变形主要来自于地应力的释放，若护筒与钻孔端部离得较远(＞3m)，钻孔前端部约束较弱，导致孔壁发生的变形大；所以所述一种护筒旋挖成桩施工方法针对于沉积层(通常呈松散状态)，沙层，杂填土层、卵砾石层、淤泥层等不稳定地层和临界稳定地层在钻孔时采用。
作为具体实施例，导管安装时，若灌注的混凝土面距离水面不太大的情况下(如小于5m)，出现导管堵塞混凝土无法灌注，混凝土未初凝时，应及时提出导管，在导管底部设置能方便脱落的防水塞，可以直接用套筒套在导管的端部，然后再把防水塞安装在套筒上，防水塞可以用混凝土制作，将导管重新插入混凝土内，导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土的自重将防水塞压出，然后继续灌注。
作为具体实施例，所述钻机包括钻头和安装在所述钻头上方的校准设备，所述校准设备包括激光发射模块、激光接受模块、控制器、蜂鸣器和镜面，所述激光发射模块和激光接受模块对应所述钻头，所述激光发射模块发射激光并能通过所述镜面反射给所述激光接受模块，所述激光发射模块、激光接受模块和蜂鸣器分别连接所述控制器，所述镜面摆放在需要施工的桩孔的中心位置，操作所述钻机的钻头移动，当所述激光发射模块发送的激光没有射到所述镜面上时，此时所述激光接受模块没有接受到反射的信号，所述控制器给所述蜂鸣器发送信号不响铃，当所述钻头移动到所述镜面上方时，此时所述激光发射模块发送的激光射到所述镜面上时并通过所述镜面反射给所述激光接受模块，所述激光接受模块收到信号后把信息传递给所述控制器，所述控制器收到信号后控制所述蜂鸣器响铃提醒施工人员所述钻头位置校准，可以开始施工，然后关闭所述浇筑设备，拿走所述镜面就可以开始钻桩孔。
作为具体实施例，根据施工方法确定，所述钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内，所以所述镜面直径为2cm。
作为具体实施例，所述控制器没有收到所述激光接受模块收到的信号时不响铃，所述控制器收到所述激光接受模块收到的信号不响铃。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。