深厚砂层地质管桩跟孔引进成孔方法与流程

1.本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种深厚砂层地质管桩跟孔引进成孔方法。


背景技术：

2.近年来预应力混凝土管桩就其自身及施工技术的特点在工业、民用建筑领域得到了广泛的应用。在铁路工程有限的范围内也进行了一些尝试，大部分地区普遍存在深厚密实砂层对管桩的施工造成较大的困难，再加上已打桩对地基土体的挤密效应，使地基土体更加密实变硬，经常会出现距地面不同高度管桩无法施打进深的情况，且现有引孔设备及工艺无法解决复引问题，目前该难题是制约铁路工程行业大面积应用预应力混凝土管桩的瓶颈。


技术实现要素：

3.本发明旨在解决深厚砂层地质桥梁预制管桩施工进度慢、水锤效应、桩身开裂、塌孔、现有设备及工艺无法复引、沉桩困难等行业技术难题。
4.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种深厚砂层地质管桩跟孔引进成孔方法，管桩锤击成桩过程中，前一节管桩打入地下并预留桩头露出地面用于接桩，管桩内引孔取土、松土，引孔至后一节管桩的桩底标高，后一节管桩与前一节管桩连接后跟孔引进，末节管桩打入地下至原地面，管桩内引孔取土、松土，引孔至设计桩底标高，引孔完成，安装送桩器，送桩至设计标高。
5.进一步地，包括n节管桩锤击成桩，具体包括以下施工步骤：s1：锤击成桩，打入第一节管桩，并预留桩头露出地面0.5-0.8m，用于接桩；s2：旋挖钻机就位，钻杆对准管桩孔位中心，内钻引孔取土、松土，引孔深度为前两节管桩总长度，引孔完成，移开旋挖钻机；s3：接桩、继续锤击成桩，打入第二节管桩，并预留桩头露出地面0.5-0.8m，用于接桩；s4：桩机移位，旋挖钻机就位，钻杆对准管桩孔位中心，内钻引孔取土、松土，引孔至桩底标高，引孔完成，移开旋挖钻机；s5：步骤s3~s4循环，直至打入第n-1节管桩；s6：接桩，打入第n节管桩至原地面；s7：桩机移位，旋挖钻机就位，钻杆对准管桩孔位中心，内钻引孔取土、松土，引孔至设计桩底标高，引孔完成，安装送桩器，送桩至设计标高。
6.进一步地，管桩锤击成桩前包括以下施工准备步骤：s1：准备工作：设备采用旋挖钻机，延长桅杆高度、延长钻杆，钻杆下接不同长度的螺旋钻头，在不同工况下，采用不同长度螺旋钻头；s2：测量放线：测量人员利用轴线控制网和控制点，准确放出桩位；
s3：桩机就位：设备进场后，在施工现场进行组装调试，根据施工流程定位，判断施工场地强度，桩机下面铺设厚钢板，桩架直立垂直于地面；s4：吊桩、对中及调直：采用一点法吊桩，使管桩垂直对准桩位中心，缓缓放下插入土中，桩位偏差保证在50mm之内；s5：锤击跟孔引进。
7.进一步地，首节管桩垂直度偏差不大于0.3%，第二、三
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n节管桩的垂直度偏差不大于0.5%。
8.进一步地，管桩施工至淤泥层或回填土层，柴油锤采用不点火空锤的方式捶打，液压锤采用落距为200mm～300mm的方式施打。
9.进一步地，停锤标准以贯入度和标高双控，以标高控制为主，贯入度控制为辅，最后三阵贯入度不宜小于30mm/10击，同时单桩总锤击数不得超过2500击，最后1m沉桩锤击数不超过300击。
10.进一步地，管桩施打顺序为先深后浅，至中间向两个方向或四周对称进行，自一侧依次进行，以防止后期桩因挤土效应无法施打到位。
11.与现有技术相比，本发明的优势在于：本发明提供的一种深厚砂层地质管桩跟孔引进成孔方法，通过对旋挖钻机设备进行改制，实现了不同高度管桩跟孔引进，大大增加了引孔深度，提高了施工工效与进度；保证了管桩的施工质量，减少了锤击数量，节约了能源消耗，降低施工成本。
附图说明
12.图1为实施例1中3节管桩施工顺序图。
13.图2为中图1中（a）、（b）步骤详图。
14.图3为中图1中（c）、（d）步骤详图。
15.图4为中图1中（e）、（f）步骤详图。
16.图5为中图1中（g）、（h）步骤详图。
17.图中：1-管桩；2-桩尖；3-锤头；4-螺旋钻头；5-送桩器；6-桩机；7-旋挖钻机。
具体实施方式
18.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。各图所示内容仅用于理解发明的技术内容，而不代表产品的实际比例和真实形状，其中相同的标号表示结构相同或功能相同但结构相似的部分。
19.在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，它也可以包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用该产品时允许的误差。另外，“垂直”不仅包括在空间中两物体直接相接的互相垂直，还包括在空间中两物体不相接时的互相垂直。
20.一种深厚砂层地质管桩跟孔引进成孔方法，管桩锤击成桩过程中，前一节管桩打入地下并预留桩头露出地面用于接桩，管桩内引孔取土、松土，引孔至后一节管桩的桩底标高，后一节管桩与前一节管桩连接后跟孔引进，末节管桩打入地下至原地面，管桩内引孔取土、松土，引孔至设计桩底标高，引孔完成，安装送桩器，送桩至设计标高。
21.实施例1
如图1-图5所示，本实施例以3节管桩锤击成桩为例，具体包括以下施工步骤：（一）准备工作：设备采用280型旋挖钻机作为改制设备原型，主要是从桅杆高度（22米才能满足改装高度），动力系统（扭矩要满足进尺要求），动力头可以抬升至9米等基本条件，结合最深引孔深度，将钻杆改成至9米长，使钻杆下端距地面高度达9米，钻杆下接不同长度的螺旋钻头（2-7米），这样就具有2-7米的跟孔引进高度，38-45米的引孔深度能力，在不同工况下，可采用不同长度螺旋钻头。
22.（二）测量放线：测量人员利用轴线控制网和控制点，准确放出桩位。
23.（三）桩机就位：设备进场后，在施工现场进行组装调试，根据施工流程定位。施工场地强度不够时，桩机下面铺设厚钢板，保证桩机平稳，桩架直立垂直于地面；（四）吊桩、对中及调直：采用一点法（位置距桩头0.29l处）吊桩，使管桩垂直对准桩位中心，缓缓放下插入土中，位置要准确，桩位偏差保证在50mm之内；（五）锤击跟孔引进，具体施工顺序为：第1步：锤击成桩，打入第一节管桩，并预留桩头露出地面0.5-0.8m，用于接桩。
24.第2步：旋挖钻机就位，钻杆对准管桩孔位中心，内钻引孔取土、松土，引孔深度为前两节桩总长度，引孔完成，移开旋挖钻机。
25.第3步：接桩、继续锤击成桩，打入第二节管桩，并预留桩头露出地面0.5-0.8m，用于接桩。
26.第4步：桩机移位，旋挖钻机就位，钻杆对准管桩孔位中心，内钻引孔取土、松土，引孔至设计桩底标高，引孔完成，移开旋挖钻机。
27.第5步：接桩，打入第三节管桩至原地面。
28.第6步：桩机移位，旋挖钻机就位，钻杆对准管桩孔位中心，内钻引孔取土、松土，引孔至设计桩底标高，引孔完成，安装送桩器，送桩至设计标高。
29.综上所述，本实施例采用旋挖钻机作为改制设备原型，研制了跟进引孔配套系列装备，实现跟孔引进成桩的方法，具有提高效率、保证质量、降低成本等特点。通过原有设备的改制，有效的保障了桥梁混凝土管桩的施工质量，提高了工作效率，缩短了工期，有效的减少施工过程中的不利影响，具有良好的经济效益与社会效益。
30.作为本实施例的优选方式，首节管桩垂直度偏差不大于0.3%，第二、三节管桩的垂直度偏差不大于0.5%。
31.作为本实施例的优选方式，管桩施工至淤泥层或回填土层，柴油锤采用不点火空锤的方式捶打，液压锤采用落距为200mm～300mm的方式施打。
32.作为本实施例的优选方式，停锤标准以贯入度和标高双控，以标高控制为主，贯入度控制为辅，最后三阵贯入度不宜小于30mm/10击，同时单桩总锤击数不得超过2500击，最后1m沉桩锤击数不超过300击。
33.作为本实施例的优选方式，管桩施打顺序为先深后浅，至中间向两个方向或四周对称进行，自一侧依次进行，以防止后期桩因挤土效应无法施打到位。
34.应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
35.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。