一种不同地质层桩体施工方法与流程

本发明涉及施工技术领域，具体而言，涉及一种不同地质层桩体施工方法。

背景技术：

现有技术中，考虑到环境、场地等因素的影响，锚索(杆)静压桩的施工技术特点符合相关要求。传统的锚索(杆)静压桩是一种应用于基础加固、拖换和纠偏的技术，施工工艺一般流程：1、在基础上预留或凿出桩孔2、后置锚杆或预留锚杆3、安装反力架准备压桩4、接桩、压桩、桩头处理。

此方法存在下列问题：锚杆数量多，成本高，地下土质情况较复杂、勘察不明或遇孤石时，常造成压桩困难；施工过程中容易出现塌孔、缩径、断桩等问题，成桩质量差；由于未考虑各个地质层以及相应预设位置的地质条件，在选择钻杆以及打孔过程中，打孔尺寸不能符合要求，桩体施工效果差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种不同地质层桩体施工方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提出一种不同地质层桩体施工方法，包括：在施工前，根据预设的桩孔位置确定打孔位置，打孔后，在各个桩孔内埋设护管，护管的排浆口与泥浆池相通；在打孔满足要求后，利用泥浆泵把自然泥浆注入孔口内，反复冲洗，最后对孔底清理沉渣，并利用空压机往孔底注入空气，利用其在孔内和泥浆混合产生的水压，把沉砂和沉渣一齐冲洗出来，终孔孔底沉渣厚度小于等于100mm；

在打孔后，开始吊装钢筋笼以及浇筑混凝土，吊装完成后，混凝土浇筑完成后，导管拆卸，待桩孔孔口返出混凝土后停止混凝土浇筑，将导管提出，同时，分层拆卸导管；

在打孔过程中，对应预打孔区域内的黏土层、砂土层、岩石层的深度及分布情况进行扫描，采用地层探测仪获取，获取预打孔位置的黏土层、砂土层、岩石层的打孔直径与黏土层的钻杆型号，设定各层之间的打孔直径与钻杆、钻头型号之间满足预设关系；

获取实时的各层打孔直径矩阵（d1，d2，d3），其中，d1表示在该黏土层环境下的打孔直径，d2表示在该砂土层环境下的打孔直径，d3表示在该岩石层的环境下的打孔直径；设定各层标准打孔直径矩阵(d10，d20，d30)，其中，d10表示在该黏土层环境下的标准打孔直径，d20表示在该砂土层环境下的标准打孔直径，d30表示在该岩石层的环境下的标准打孔直径；

确定预打孔位置的各层直径是否满足：

0.85xd1<d2<0.9xd1;

0.85xd2<d3<0.9xd2;

若在该预设范围内，则通过选定的钻杆及钻头型号打孔；若不在该预设范围内，重新选定打孔位置。

进一步地，所述标准打孔直径矩阵(d10，d20，d30)，满足：

0.85xd10<d20<0.9xd10;

0.85xd20<d30<0.9xd20。

进一步地，设定预打孔位置的黏土层矩阵g1（a1，h1，k1，y1，d1），式中，a1表示黏土层，h1表示预打孔位置的黏土层深度，k1表示预打孔位置的土壤黏度，y1表示预打孔位置的土壤硬度，d1表示在该黏土层的环境下的打孔直径；其中，该种土层环境下的打孔直径d1根据下述确定；

d1=d10x（h1/h10）x（k1/k10）x（y1/y10）

式中，h10表示在该区域内的预设的黏土层深度，k10表示在该区域内的预设的土壤黏度值，y1表示在该区域内的预设位置的土壤硬度值，d10表示在该种土层环境下的预设打孔直径。

进一步地，设定对应的黏土层的预打孔位置处的钻杆矩阵为z（a1，d1，m1），确定当前的黏土层的打孔直径d1与黏土层的钻杆型号m1。

进一步地，设定砂土层矩阵g2（a2，h2，k2，y2），式中，式中，a2表示砂土层，h2表示预打孔位置的砂土层深度，k2表示预打孔位置的土壤黏度，y2表示预打孔位置的土壤硬度，d2表示在该砂土层环境下的打孔直径；

其中，该种土层环境下的打孔直径d2根据下述确定；

d2=d20x（h2/h20）x（k3/k20）x（y3/y20）

式中，h20表示在该区域内的预设的砂土层深度，k20表示在该区域内的预设的土壤黏度值，y2表示在该区域内的预设位置的土壤硬度值，d20表示在该种土层环境下的预设打孔直径；

对于对应的砂土层的预打孔位置处的钻杆矩阵为z（a2，d2，m2），确定当前的预打孔直径与钻杆型号，式中，a2表示砂土层，d2表示砂土层的打孔直径，m2表示对应的砂土层钻杆及钻头的型号。

进一步地，设定岩石层矩阵g3（a3，h3，k3，y3），式中，式中，a3表示岩石层，h3表示预打孔位置的岩石层深度，k3表示预打孔位置的土壤黏度，y3表示预打孔位置的土壤硬度，d3表示在该岩石层的环境下的打孔直径；

其中，该种土层环境下的打孔直径d3根据下述确定；

d3=d30x（h3/h30）x（k3/k30）x（y3/y30）

式中，h30表示在该区域内的预设的岩石层深度，k30表示在该区域内的预设的土壤黏度值，y3表示在该区域内的预设位置的土壤硬度值，d30表示在该种土层环境下的预设打孔直径；

对于对应的岩石层的预打孔位置处的钻杆矩阵为z（a3，d3，m3），确定当前的预打孔直径与钻杆型号，式中，a3表示岩石层，d3表示岩石层的打孔直径，m3表示对应的岩石层钻杆及钻头的型号。

进一步地，在对所述岩石层进行浇筑时，根据预打孔位置的实时岩石层深度h3，以及打孔直径d3，向孔内浇筑预设量v30的混凝土，在浇筑过程中，持续浇筑，在浇筑预设量v30的混凝土后，若填满岩石层深度h3的孔内，则继续浇筑砂土层深度h2的混凝土预设量v20，若在浇筑完成浇筑预设量v30的混凝土后，未能填满岩石层深度h3，则该岩石层可能存在裂缝，以及存在渗漏情况，在则继续填充混凝土，直到填满岩石层深度h3，确定增加的混凝土量v31。

进一步地，在打桩过程中，将钢筋笼下放至孔底，用螺旋或焊接环形箍筋，每隔一段长度米加设一道加强箍筋，并逐点与主筋焊牢，钢筋的保护层用预制混凝土小圆盘套在加强箍盘上，钢筋笼吊起并垂直扶正后，缓缓下放，待钢筋笼全部下至孔底后，下导管；

钢筋笼和导管下放到位后，清孔，使沉淀物漂流溢出，在混凝土灌注前桩孔底沉渣厚度小于100mm。

进一步地，在对所述砂土层进行浇筑时，根据预打孔位置的实时砂土层深度h2，以及打孔直径d2，向孔内浇筑预设量v20的混凝土，在浇筑过程中，持续浇筑，在浇筑预设量v20的混凝土后，若填满砂土层深度h2的孔内，则继续浇筑黏土层深度h1的混凝土预设量v10，若在浇筑完成浇筑预设量v20的混凝土后，未能填满砂土层深度h2，则该砂土层可能存在裂缝，以及存在渗漏情况，在则继续填充混凝土，直到填满砂土层深度h2，确定增加的混凝土量v21。

进一步地，在对黏土层进行浇筑时，根据预打孔位置的实时黏土层深度h1，以及打孔直径d1，向孔内浇筑预设量v10的混凝土，在浇筑过程中，持续浇筑，在浇筑预设量v10的混凝土后，若填满黏土层深度h1的孔内，则停止浇筑时间t1；若在浇筑完成浇筑预设量v10的混凝土后，未能填满黏土层深度h1，则该黏土层可能存在裂缝，以及存在渗漏情况，在则继续填充混凝土，直到填满黏土层深度h1，确定增加的混凝土量v11。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明不同地质层桩体施工方法，在对不同土层进行打孔施工过程中，为确保打孔精度以及在打孔过程中，出现的不同土层变化产生应力变化对钻头影响，进而对钻孔精度的影响，本实施例预先对对应区域内的黏土层、砂土层、岩石层的深度及分布情况进行扫描，采用地层探测仪获取，其中，预打孔位置的黏土层矩阵g1（a1，h1，k1，y1，d1），式中，a1表示黏土层，h1表示预打孔位置的黏土层深度，k1表示预打孔位置的土壤黏度，y1表示预打孔位置的土壤硬度，d1表示在该黏土层的环境下的打孔直径。其中，该种土层环境下的打孔直径d1根据下述确定；d1=d10x（h1/h10）x（k1/k10）x（y1/y10）式中，h10表示在该区域内的预设的黏土层深度，k10表示在该区域内的预设的土壤黏度值，y1表示在该区域内的预设位置的土壤硬度值，d10表示在该种土层环境下的预设打孔直径。本实施例根据不同的允许打孔直径选用不同的钻杆及钻头，因此，设定钻杆矩阵z（a1，d，m），式中，a1表示黏土层，d表示打孔直径，m表示对应的钻杆及钻头的型号；在发明中，对于对应的黏土层的预打孔位置处的钻杆矩阵为z（a1，d1，m1），确定当前的黏土层的打孔直径d1与黏土层的钻杆型号m1。

尤其，本发明在向下钻孔过程中，钻杆越向下，钻孔的直径越小，因此，考虑各个土质层的黏性、硬度关系，本实施例将各层打孔直径、钻杆型号与预设打孔位置的土质环境结合。确定预打孔位置的各层直径是否满足：0.85xd1<d2<0.9xd1;0.85xd2<d3<0.9xd2;若在该预设范围内，则通过选定的钻杆及钻头型号打孔。

尤其，本发明逐层浇筑，并在该过程中，进一步确定是否存在渗漏，根据预打孔位置的实时岩石层深度h3，以及打孔直径d3，向孔内浇筑预设量v30的混凝土，在浇筑过程中，持续浇筑，在浇筑预设量v30的混凝土后，若填满岩石层深度h3的孔内，则继续浇筑砂土层深度h2的混凝土预设量v20，若在浇筑完成浇筑预设量v30的混凝土后，未能填满岩石层深度h3，则该岩石层可能存在裂缝，以及存在渗漏情况，在则继续填充混凝土，直到填满岩石层深度h3，确定增加的混凝土量v31。在填满岩石层深度h3后，继续向孔内的砂土层内浇筑混凝土。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的不同地质层桩体施工的示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释发明的技术原理，并非在限制发明的保护范围。

需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，因此不能理解为对发明的限制。

此外，还需要说明的是，在发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明实施例的不同地质层桩体施工的示意图，本实施例的打桩过程采用旋挖钻机，通过卷扬转动动力头转动，使安装在动力头7上的钻杆6转动，并使钻头8与土层接触完成打桩。在本实施例中，在施工前，根据预设的桩孔位置确定打孔位置，打孔后，在各个桩孔内埋设护管5，护管的排浆口与泥浆池相通；在打孔满足要求后，利用泥浆泵把自然泥浆注入孔口内，反复冲洗，最后对孔底清理沉渣，并利用空压机往孔底注入空气，利用其在孔内和泥浆混合产生的水压，把沉砂和沉渣一齐冲洗出来，终孔孔底沉渣厚度小于等于100mm。在施工过程中，地面设置支撑板4，用以支撑。

具体而言，本发明实施例在对不同土层进行打孔施工过程中，为确保打孔精度以及在打孔过程中，出现的不同土层变化产生应力变化对钻头影响，进而对钻孔精度的影响，本实施例预先对图1所示的对应区域内的黏土层1、砂土层2、岩石层3的深度及分布情况进行扫描，采用地层探测仪获取，其中，

设定：

预打孔位置的黏土层矩阵g1（a1，h1，k1，y1，d1），

式中，a1表示黏土层，h1表示预打孔位置的黏土层深度，k1表示预打孔位置的土壤黏度，y1表示预打孔位置的土壤硬度，d1表示在该黏土层的环境下的打孔直径。

其中，该种土层环境下的打孔直径d1根据下述确定；

d1=d10x（h1/h10）x（k1/k10）x（y1/y10）

式中，h10表示在该区域内的预设的黏土层深度，k10表示在该区域内的预设的土壤黏度值，y1表示在该区域内的预设位置的土壤硬度值，d10表示在该种土层环境下的预设打孔直径。本实施例根据不同的允许打孔直径选用不同的钻杆及钻头，因此，设定钻杆矩阵z（a1，d，m），式中，a1表示黏土层，d表示打孔直径，m表示对应的钻杆及钻头的型号；在本实施例中，对于对应的黏土层的预打孔位置处的钻杆矩阵为z（a1，d1，m1），确定当前的黏土层的打孔直径d1与黏土层的钻杆型号m1。

具体而言，设定：

砂土层矩阵g2（a2，h2，k2，y2），式中，式中，a2表示砂土层，h2表示预打孔位置的砂土层深度，k2表示预打孔位置的土壤黏度，y2表示预打孔位置的土壤硬度，d2表示在该砂土层环境下的打孔直径。

其中，该种土层环境下的打孔直径d2根据下述确定；

d2=d20x（h2/h20）x（k3/k20）x（y3/y20）

式中，h20表示在该区域内的预设的砂土层深度，k20表示在该区域内的预设的土壤黏度值，y2表示在该区域内的预设位置的土壤硬度值，d20表示在该种土层环境下的预设打孔直径。本实施例根据不同的允许打孔直径选用不同的钻杆及钻头，在本实施例中，对于对应的砂土层的预打孔位置处的钻杆矩阵为z（a2，d2，m2），确定当前的预打孔直径与钻杆型号，式中，a2表示砂土层，d2表示砂土层的打孔直径，m2表示对应的砂土层钻杆及钻头的型号；

具体而言，设定：

岩石层矩阵g3（a3，h3，k3，y3），式中，式中，a3表示岩石层，h3表示预打孔位置的岩石层深度，k3表示预打孔位置的土壤黏度，y3表示预打孔位置的土壤硬度，d3表示在该岩石层的环境下的打孔直径。

其中，该种土层环境下的打孔直径d3根据下述确定；

d3=d30x（h3/h30）x（k3/k30）x（y3/y30）

式中，h30表示在该区域内的预设的岩石层深度，k30表示在该区域内的预设的土壤黏度值，y3表示在该区域内的预设位置的土壤硬度值，d30表示在该种土层环境下的预设打孔直径。本实施例根据不同的允许打孔直径选用不同的钻杆及钻头，在本实施例中，对于对应的岩石层的预打孔位置处的钻杆矩阵为z（a3，d3，m3），确定当前的预打孔直径与钻杆型号，式中，a3表示岩石层，d3表示岩石层的打孔直径，m3表示对应的岩石层钻杆及钻头的型号。

具体而言，本发明实施例设定各层之间的打孔直径与钻杆、钻头型号之间满足预设关系，获取实时的各层打孔直径矩阵（d1，d2，d3），在本实施例中设定各层标准打孔直径矩阵(d10，d20，d30)，其中，d10表示在该黏土层环境下的标准打孔直径，d20表示在该砂土层环境下的标准打孔直径，d30表示在该岩石层的环境下的标准打孔直径；

并且，满足：

0.85xd10<d20<0.9xd10;

0.85xd20<d30<0.9xd20;

本实施例的钻杆为多层钻杆，在向下钻孔过程中，钻杆越向下，钻孔的直径越小，因此，考虑各个土质层的黏性、硬度关系，本实施例将各层打孔直径、钻杆型号与预设打孔位置的土质环境结合。

具体而言，在本实施例中，确定预打孔位置的各层直径是否满足：

0.85xd1<d2<0.9xd1;

0.85xd2<d3<0.9xd2;

若在该预设范围内，则通过选定的钻杆及钻头型号打孔。

若不在该预设范围内，在打孔过程中，则容易产生坍塌、裂缝，各层的打孔直径差值超过预设值，则该预设位置不能够打孔，存在坍塌风险，重新选定打孔位置，通过上述确定是否满足打孔条件，在符合打孔条件时，打孔。

具体而言，在打孔后，开始吊装钢筋笼以及浇筑混凝土；将钢筋笼下放至孔底，用螺旋或焊接环形箍筋，每隔一段长度米加设一道加强箍筋，并逐点与主筋焊牢，钢筋的保护层用预制混凝土小圆盘套在加强箍盘上，钢筋笼吊起并垂直扶正后，缓缓下放，待钢筋笼全部下至孔底后，下导管。

具体而言，钢筋笼和导管下放到位后，清孔，使沉淀物漂流溢出，在混凝土灌注前桩孔底沉渣厚度小于100mm。

混凝土浇筑，将导管连接至地泵上，利用地泵提供的压力将混凝土送入桩孔孔底，在灌注过程中用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升逐级拆卸导管，根据实际情况严格控制导管的最小埋深，以保证桩身混凝土的连续均匀。

其中，在对岩石层进行浇筑时，根据预打孔位置的实时岩石层深度h3，以及打孔直径d3，向孔内浇筑预设量v30的混凝土，在浇筑过程中，持续浇筑，在浇筑预设量v30的混凝土后，若填满岩石层深度h3的孔内，则继续浇筑砂土层深度h2的混凝土预设量v20，若在浇筑完成浇筑预设量v30的混凝土后，未能填满岩石层深度h3，则该岩石层可能存在裂缝，以及存在渗漏情况，在则继续填充混凝土，直到填满岩石层深度h3，确定增加的混凝土量v31。在填满岩石层深度h3后，继续向孔内的砂土层内浇筑混凝土。

具体而言，在本实施例中，在对砂土层进行浇筑时，根据预打孔位置的实时砂土层深度h2，以及打孔直径d2，向孔内浇筑预设量v20的混凝土，在浇筑过程中，持续浇筑，在浇筑预设量v20的混凝土后，若填满砂土层深度h2的孔内，则继续浇筑黏土层深度h1的混凝土预设量v10，若在浇筑完成浇筑预设量v20的混凝土后，未能填满砂土层深度h2，则该砂土层可能存在裂缝，以及存在渗漏情况，在则继续填充混凝土，直到填满砂土层深度h2，确定增加的混凝土量v21。在填满砂土层深度h2后，继续向孔内的黏土层内浇筑混凝土。

具体而言，若在砂土层增加的混凝土量v21大于岩石层增加的混凝土量v31，则此时，岩石层仍可能存在渗漏，则再对整体的孔浇筑完成后，继续浇筑预设量v01的混凝土，以使最底层的孔也能保持填满状态。

具体而言，在本实施例中，在对黏土层进行浇筑时，根据预打孔位置的实时黏土层深度h1，以及打孔直径d1，向孔内浇筑预设量v10的混凝土，在浇筑过程中，持续浇筑，在浇筑预设量v10的混凝土后，若填满黏土层深度h1的孔内，则停止浇筑时间t1；若在浇筑完成浇筑预设量v10的混凝土后，未能填满黏土层深度h1，则该黏土层可能存在裂缝，以及存在渗漏情况，在则继续填充混凝土，直到填满黏土层深度h1，确定增加的混凝土量v11。

若在黏土层增加的混凝土量v11大于砂土层增加的混凝土量v11，则此时，砂土层与岩石层可能存在渗漏，则再对整体的孔浇筑完成后，继续浇筑预设量v02的混凝土，以使最底层的孔也能保持填满状态。

具体而言，若填满黏土层深度h1的孔内，停止浇筑时间t1后，出现砂土层增加的混凝土量v21大于岩石层增加的混凝土量v31，则继续浇筑预设量v01的混凝土；若黏土层增加的混凝土量v11大于砂土层增加的混凝土量v11情况，则继续浇筑v02的混凝土，之后停止浇筑。

导管拆卸，待桩孔孔口返出混凝土后停止混凝土浇筑，将导管提出，同时，分层拆卸导管。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。