岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系及施工方法

本发明属于钻孔灌桩技术领域，特别是涉及岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系及施工方法。

背景技术：

岩溶地貌在我国分布非常广泛，尤其是西南地区。岩溶地区发育有许多溶洞、暗河，因而在这些地区进行工农业建设规划时，要尽量避开它，如无法回避时，则应采取防渗措施等。随着国家基础设施建设的全面推进，在工程建设时经常会遇到岩溶地质条件，地基稳定性及塌陷问题制约着工程质量和建设进度。

为了克服岩溶地区在工程建设中的地基稳定性及塌陷问题，通常就是采用加固基础的措施。最常用的基础形式为桩基础，当溶洞上部覆盖层厚度达不到承载能力要求时，需使桩身穿透溶洞以达到桩基础承载能力要求。传统施工方法需要对溶洞进行填埋处理，或者采用在溶洞内下放钢护筒对混凝土的浇筑起到围护作用。这两种处治措施中前者需要消耗大量的填埋材料，后者施工中易漏浆且使用的钢护筒无法回收，因此这两个措施都会出现环境污染，造价高等问题。

因此，目前亟需寻求一种对溶洞环境影响小，无需填埋处治，且能回收钢护筒的岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系及施工方法显得十分重要。

技术实现要素：

本发明的目的就是克服上述缺陷，提供一种岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系及施工方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系施工方法，包括如下步骤：

步骤一、安装楔形地圈梁，于地面上确定的桩孔顶端装设楔形地圈梁，楔形地圈梁为钢筋混凝土浇铸件；

步骤二、埋设上部长护筒，于上部长护筒的顶部焊接环形角钢卡具，上部长护筒打入桩孔，角钢卡具卡口在楔形地圈梁上；

步骤三、钻出上部桩孔，钻孔至溶洞，确定桩孔所指向溶洞底面的距离；

步骤四、埋设下部短护筒，于溶洞底部钻至一定深度形成洞底预埋孔，于预埋孔内打入下部短护筒，并在下部短护筒的端部焊接护筒支撑架，护筒支撑架固定于预埋孔端口边缘处；

步骤五、溶洞底部二次钻孔，以下部短护筒的朝向方向进行钻孔，钻孔的同时进行泥浆循环护壁，形成由地表至溶洞以及溶洞底部的两段桩孔；

步骤六、吊放钢筋笼体系：将内置有钢筋笼的pvc套筒沿着上部长护筒、下部短护筒静直下放，直至pvc套筒的两端分别配合于下部短护筒、上部长护筒；

步骤七、浇筑混凝土：桩孔内安装下放导管进行混凝土浇筑，同时逐步回收护壁泥浆，直至混凝土高度到达地面。

进一步地，钢筋笼体系包括pvc套管、主筋和箍筋，主筋沿箍筋布设有一圈，钢筋笼装设于pvc套管中，pvc套管的外部套设有遇水膨胀密封圈。

进一步地，钢筋笼上设有一圈连接t形筋，连接t形筋抵于pvc套管的内壁，一连接t形筋对应连接有一主筋。

进一步地，pvc套筒的两端分别配合于下部短护筒、上部长护筒时，主筋的两端分别设置于上部长护筒的顶端口、下部短护筒的下端口。

进一步地，吊放钢筋笼时，回收满出下部短护筒端口的护壁泥浆。

进一步地，步骤七中，混凝土浇筑至上部长护筒时，抽出上部长护筒。

进一步地，溶洞下方桩孔的孔径小于溶洞上方桩孔的孔径。

进一步地，吊放钢筋笼体系、浇筑混凝土时使用电缆线吊放照明灯与摄像头进行辅助工作。

岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系，是通过以上步骤进行浇筑的。

本发明具有以下有益效果：

本发明在溶洞区浇筑桩体是不需要对地面下的溶洞区域进行填充，进而提高桩基的建造速度并相应的降低造价，特别针对大体量的溶洞时，其中在浇筑桩体前所使用的上部长护筒还能进行回收再利用，在钢筋笼中部设置pvc套筒，不仅能够防止混凝土流入到溶洞中，还能防止护壁泥浆流入到溶洞中造成环境污染。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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为岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩示意图；

图2是楔形地圈梁的截面图；

图3是上部长护筒的安装示意图；

图4是上部钻穿溶洞的示意图；

图5是下部短护筒的安装示意图；

图6是护壁泥浆体系的示意图；

图7是钢筋笼体系的示意图；

图8是图7的平面示意图；

图9是钢筋笼体系的安装示意图；

图10是混凝土浇筑成桩的示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-地面；2-环形角钢卡具；3-楔形地圈梁；4-上部长护筒；5-溶洞；6-pvc套筒；7-护筒支撑架；8-下部短护筒；9-护壁泥浆；10-钢筋笼；11-电缆线；12-遇水膨胀密封圈；13-摄像头；14-照明灯；15-主筋；16-箍筋；17-连接t形筋；18-桩孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

钢筋之间焊接技术要求，混凝土浇筑要点、素土夯实、桩基施工质量标准等，本发明不再累述，重点阐述本发明结构的实施方式。

请参阅图1-10所示，本发明为岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系，包括依次相连的下部短护筒部、中部套管部和上部长护筒部，其中浇筑混凝土时由下到上逐步浇筑。

具体的该桩成桩体系对应岩溶区特出地形而改进的桩基，为应对地表下具有空洞的区域，其中下部短护筒部设置于空洞下的建造基础下，中部套管部位于空洞区域，上部长护筒部位于空洞上的地表区域。

首先在地面1上钻出桩孔18，然后在桩孔18外圈开挖环状楔形基坑，紧接着绑扎钢筋并浇筑混凝土形成楔形地圈梁3，根据桩孔18大小选取合适尺寸的钢护筒，分节制作上部长护筒4，然后挖孔分节打入钢护筒至所需深度，并在长护筒4顶部焊接环形角钢卡具2，将整体的上部长护筒4卡固在楔形地圈梁3上。

继续钻孔直至穿透地层中的溶洞5，更换小尺寸的钻头，沿着长护筒4的朝向方向钻孔，并在溶洞5下方孔端口处安装下部短护筒8，人工下孔的方式，将护筒支撑架7焊接在下部短护筒8的外壁顶部四周，并固定于周边溶洞5岩体上，另外的下部短护筒8下端以下的孔进行泥浆循环护壁。

具体的，中部套管部包括pvc套管6、主筋15和箍筋16，主筋15沿箍筋16布设有一圈，主筋15和箍筋16构成钢筋笼10。

下部短护筒部包括下部短护筒8以及由钢筋笼10的上端通过浇筑混凝土构成的下部混凝土柱。

其中，在下部短护筒8中浇筑混凝土时可通过电缆线11吊挂照明灯14和摄像头13进行辅助浇筑，避免浇筑混凝土时，避免混凝土满出下部短护筒8的上端口。

具体的，钢筋笼10的中段通过混凝土固定在pvc套管6中。

钢筋笼10上设有一圈连接t形筋17，连接t形筋17抵于pvc套管6的内壁，具体的，连接t形筋17的一端连接于主筋15，另一个段位条筋端，条筋端抵靠于pvc套管6上，在浇筑混凝土后凝固在pvc套管6内。

优选的一连接t形筋17对应连接有一主筋15。

上部长护筒部主要由钢筋笼10的上端通过浇筑混凝土构成的上部混凝土柱。

集中拌制的商品混凝土，在桩孔18内安装下放导管进行混凝土浇筑，同时逐步回收护壁泥浆9，当混凝土高度达到下部短护筒8顶部处时，及时撤出照明灯14和摄像头13，然后继续浇灌混凝土直至混凝土高度到达地面1。

之后依次浇筑中部套管部和上部长护筒部。

其中在浇筑上部长护筒部的上半段时，缓慢拔出上部长护筒4，补充混凝土完成岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系的施工。

按照上述浇筑方法，在浇筑后形成pvc套管6的一端连接上部长护筒部，另一端连接下部短护筒8。

优选，pvc套管6的外部套设有遇水膨胀密封圈12。

具体的，岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系及施工方法，包括如下步骤：

步骤一、安装楔形地圈梁3，于地面1上确定的桩孔18顶端装设楔形地圈梁3，楔形地圈梁3为钢筋混凝土浇铸件；

其中，可先对施工场地地面1进行平整并测量放线确定桩孔18位置。

步骤二、埋设上部长护筒4，于上部长护筒4的顶部焊接环形角钢卡具2，上部长护筒4打入桩孔18，角钢卡具2卡口在楔形地圈梁3上；

根据桩孔18大小选取合适尺寸的钢护筒，分节制作上部长护筒4，然后挖孔分节打入钢护筒至所需深度。

步骤三、钻出上部桩孔，钻孔至溶洞5，确定桩孔18所指向溶洞5底面的距离；

步骤四、埋设下部短护筒8，于溶洞5底部钻至一定深度形成洞底预埋孔，于预埋孔内打入下部短护筒8，并在下部短护筒8的端部焊接护筒支撑架7，护筒支撑架7固定于预埋孔端口边缘处；

具体的，下部短护筒8的大小为根据桩孔18的孔径进行制作的，通过人工下孔的方式，将护筒支撑架7焊接在下部短护筒8的外壁顶部四周，并固定于周边溶洞5岩体上。

步骤五、溶洞5底部二次钻孔，以下部短护筒8的朝向方向进行钻孔，钻孔的同时进行泥浆循环护壁，其中二次钻孔的孔径小于下部短护筒8所在桩孔18段上的孔径，形成由地表至溶洞5，以及溶洞5底部的两段桩孔18，溶洞5下方桩孔18的孔径小于溶洞5上方桩孔18的孔径；

步骤六、吊放钢筋笼体系：将内置有钢筋笼10的pvc套筒6沿着上部长护筒4、下部短护筒8静直下放，直至pvc套筒6的两端分别配合于下部短护筒8、上部长护筒4，在吊放钢筋笼10之前需要进行清渣处理；

具体的，对准孔位，保持垂直，轻放、缓慢入孔，不得左右旋转，在保护好照明灯14与摄像头13同时观察在吊放钢筋笼10时，如果护壁泥浆9液面上升，则需迅速进行护壁泥浆9回收，将护壁泥浆9液面始终维持在下部短护筒8所处深度的范围内。当钢筋笼10吊装到位后，pvc套筒6外壁上多道遇水膨胀密封圈12依次与下部短护筒8、上部长护筒4的内壁紧密接触

进一步的，钢筋笼体系包括pvc套管6、主筋15和箍筋16，主筋15沿箍筋16布设有一圈，钢筋笼10装设于pvc套管6中，pvc套管6的外部套设有遇水膨胀密封圈12。

钢筋笼10上设有一圈连接t形筋17，连接t形筋17抵于pvc套管6的内壁，一连接t形筋17对应连接有一主筋15。

pvc套筒6的两端分别配合于下部短护筒8、上部长护筒4时，主筋15的两端分别设置于上部长护筒4的顶端口、下部短护筒8的下端口；

吊放钢筋笼10时，回收满出下部短护筒8端口的护壁泥浆9。

步骤七、浇筑混凝土：桩孔18内安装下放导管进行混凝土浇筑，同时逐步回收护壁泥浆9，直至混凝土高度到达地面1。

步骤七中，混凝土浇筑至上部长护筒4时，抽出上部长护筒4。

吊放钢筋笼体系、浇筑混凝土时使用电缆线11吊放照明灯14与摄像头13进行辅助工作。

岩溶地区大直径钻孔灌注桩成桩体系，是通过以上步骤进行浇筑的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。