一种溶洞地质混凝土回灌配合钢护筒旋挖成孔施工方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种溶洞地质混凝土回灌配合钢护筒旋挖成孔施工方法。


背景技术：

2.随着建筑技术的不断提高，建筑造型更趋新颖、多样化，为满足工程建设的需要，桩基础作为提高地基承载力的一种最有效的方式而被广泛运用，桩基础一般分为锚杆静压桩及静力压桩、预应力离心管桩、钢筋混凝土预制桩、钢桩、混凝土灌注桩和人工挖孔桩。其中混凝土灌注桩占桩基础施工中的比重约50％，旋挖钻孔灌注桩的施工一般分为干作业和泥浆护壁作业。但是受地质条件影响，在溶洞地质的旋挖钻孔灌注桩成孔施工工艺中大都存在着钢护筒倾斜、无法保证桩身垂直度的问题，很容易出现桩身成桩的质量风险。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种溶洞地质混凝土回灌配合钢护筒旋挖成孔施工方法，解决现有技术的不足，其解决了旋挖灌注桩在成孔过程中遇到溶洞(沟槽)造成成桩困难，桩身成桩质量难以保证等的问题。
4.本发明的实施例是这样实现的：
5.本技术实施例提供一种溶洞地质混凝土回灌配合钢护筒旋挖成孔施工方法，包括以下步骤：
6.对溶洞或沟槽进行测量，以得到填充高度；
7.采用大径钻头从原始地貌扩孔至所述溶洞或所述沟槽的底部；
8.基于所述填充高度，进行整体回灌填充或底部填充；
9.采用钢护管进行跟进处理；
10.采用成孔钻头进行成孔。
11.该溶洞地质混凝土回灌配合钢护筒旋挖成孔施工方法解决现有技术的不足，其解决了旋挖灌注桩在成孔过程中遇到溶洞(沟槽)造成成桩困难，桩身成桩质量难以保证等的问题。
12.在本发明的一些实施例中，在基于所述填充高度，进行整体回灌填充或底部填充的步骤中，包括：若填充高度小于或等于预设高度，则进行整体回灌填充；若填充高度大于预设高度，则进行底部填充，其中，所述底部填充包括沿溶洞或沟槽的底部不规则平面进行填充，以得到水平的填平层。
13.在本发明的一些实施例中，所述预设高度为2m。
14.在本发明的一些实施例中，在进行整体回灌填充的步骤中，包括：采用c20混凝土进行回灌填充，并在所述溶洞或所述沟槽的顶部填充至预设填充高度。
15.在本发明的一些实施例中，在采用钢护管进行跟进处理的步骤中的步骤中，包括：采用辅助吊装设备下沉钢护筒，使钢护筒达到混凝土填平层，并保证钢护筒的垂直度达到
预设垂直度。
16.在本发明的一些实施例中，所述大径钻头的孔径大于所述成孔钻头的孔径。
17.在本发明的一些实施例中，在采用大径钻头从原始地貌扩孔至所述溶洞或所述沟槽的底部的步骤中，包括：
18.采用预设直径的大径钻头从原始地貌沿所述溶洞或所述沟槽的径向方向进行扩孔，其中：
19.d1＝d+200mm
20.其中，d1为大径钻头的预设直径，d为桩基桩径。
21.在本发明的一些实施例中，在采用钢护管进行跟进处理的步骤中，包括：
22.所述钢护筒的高度为：
23.h＝h+1000mm
24.其中，h为钢护筒高度，h为所述溶洞或所述沟槽的填充高度；
25.所述钢护筒的厚度为25mm；
26.所述钢护筒的外径为：
27.d2＝d+200mm
28.其中，d2为钢护筒的外径，d为桩基桩径。
29.在本发明的一些实施例中，在采用成孔钻头进行成孔的步骤中，包括：所述成孔钻头的直径和桩基桩径相同。
30.在本发明的一些实施例中，在采用成孔钻头进行成孔的步骤中，包括：沿所述溶洞或所述沟槽底部往下进行成孔。
31.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
32.1)一次性钢护筒不用拔出，杜绝因溶洞(沟槽)而无法浇筑成桩的情况；
33.2)相比于遇溶洞(沟槽)直接浇筑混凝土成桩，不可预见性的风险更低，以及确保成桩风险；
34.3)对溶洞(沟槽)底部的不规则平面采用c20混凝土进行填充处理(满足钢护筒底部水平放置要求，避免一次性钢护筒在放置时，因溶洞(沟槽)底部不规则的平面而导致钢护筒倾斜)，然后再采用钢护筒跟进法辅助成桩，既保证了桩身的垂直度，同时也保证了桩身成桩的质量风险。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
36.图1为本发明实施例提供的溶洞地质混凝土回灌配合钢护筒旋挖成孔施工方法的流程示意图；
37.图2为本发明实施例提供的溶洞地质混凝土回灌配合钢护筒旋挖成孔剖面示意图。
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
41.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.实施例
44.请参照图1和图2，本实施例提供了一种溶洞地质混凝土回灌配合钢护筒旋挖成孔施工方法的流程示意图，其可以包括以下步骤：
45.s100，对溶洞或沟槽进行测量，以得到填充高度。
46.在步骤s100中，可以采用天然电场法、eh4、高密度电法，四极电测深法进行溶洞或沟槽的地质及深度测量，从而利于施工人员根据不同溶洞或沟槽的结构选取不同的施工方法，以起到节省原材料，且能保证成桩稳定性的效果。
47.s200，采用大径钻头从原始地貌扩孔至所述溶洞或所述沟槽的底部；
48.在步骤s200中，可以采用预设直径的大径钻头从原始地貌沿所述溶洞或所述沟槽的径向方向进行扩孔，其中：
49.d1＝d+200mm
50.其中，d1为大径钻头的预设直径，d为桩基桩径。
51.可以理解的是，采用大径钻头可以保证一次性钢护筒的顺利下沉和置入，避免溶洞或沟槽中的凸起部位影响钢护筒的嵌入，杜绝因溶洞(沟槽)而无法浇筑成桩的情况的发生。
52.s300，基于所述填充高度，进行整体回灌填充或底部填充。
53.在步骤s300中，若填充高度小于或等于预设高度，则进行整体回灌填充；若填充高度大于预设高度，则进行底部填充，其中，所述底部填充包括沿溶洞或沟槽的底部不规则平
面进行填充，以得到水平的填平层。
54.在本实施例中，所述预设高度为2m。
55.可以理解的是，当桩基成孔过程中遇到溶洞(沟槽)高度＞2m的情况时，此时溶洞(沟槽)内部空腔体积较大，采取回灌混凝土的方式成本和工期均不易控制，因此选择在溶洞或沟槽的底部不规则平面进行填充，以得到水平的填平层。
56.还可以理解的是，水平的填平层可以满足钢护筒底部水平放置要求，避免一次性钢护筒在放置时，因溶洞(沟槽)底部不规则的平面而导致钢护筒倾斜。
57.在步骤s300中，在进行整体回灌填充的步骤中，包括：采用c20混凝土进行回灌填充，并在所述溶洞或所述沟槽的顶部填充至预设填充高度。
58.可以理解的是，c20混凝土是指每一立方体的抗压强度数值为20mpa，此时混凝土具有较高的抗压强度，能够保证对钢护筒的稳定支撑。
59.还可以理解的是，在所述溶洞或所述沟槽的顶部填充至预设填充高度，可以保证二次钻进成孔时不会破坏填充溶洞(沟槽)的混凝土，避免造成桩身混凝土浇筑时充盈系数过大的问题。
60.s400，采用钢护管进行跟进处理。
61.在步骤s400中，可以采用辅助吊装设备下沉钢护筒，使钢护筒达到混凝土填平层，并保证钢护筒的垂直度达到预设垂直度。相应的，桩基定位、桩身垂直度、桩底沉渣厚度以及钢筋笼制作、混凝土浇筑满足相关的的旋挖灌注桩施工规范要求即可。
62.在步骤s400中，所述钢护筒的高度为：
63.h＝h+1000mm
64.其中，h为钢护筒高度，h为所述溶洞或所述沟槽的填充高度；
65.所述钢护筒的厚度为25mm；
66.所述钢护筒的外径为：
67.d2＝d+200mm
68.其中，d2为钢护筒的外径，d为桩基桩径。
69.s500，采用成孔钻头进行成孔。
70.在步骤s500中，所述大径钻头的孔径大于所述成孔钻头的孔径。可以理解的是，大径钻头的孔径大于成孔钻头的孔径，则更利于成孔钻头的二次钻孔，避免出现干涉的现象的发生。
71.在步骤s500中，在采用大径钻头从原始地貌扩孔至所述溶洞或所述沟槽的底部的步骤中，还可以包括：
72.采用预设直径的大径钻头从原始地貌沿所述溶洞或所述沟槽的径向方向进行扩孔，其中：
73.d1＝d+200mm
74.其中，d1为大径钻头的预设直径，d为桩基桩径。
75.综上所述，桩基成孔一共分为两种具体的实施方式。
76.(1)桩基成孔过程中遇到溶洞(沟槽)(高度≤2m)的实施方式：
77.当桩基成孔过程中遇到溶洞(沟槽)高度≤2m的情况时，先采用直径为d(桩基桩径)+200mm钻头从原始地貌进行扩孔至溶洞(沟槽)底部，然后溶洞(沟槽)部位采用c20混凝
土回灌填充，在回灌填充时钻孔位置溶洞(沟槽)顶部应填充至一定范围，保证二次钻进成孔时不会破坏填充溶洞(沟槽)的混凝土，造成桩身混凝土浇筑时充盈系数过大。
78.在该实施方式中，溶洞(沟槽)的横向范围与大小是无法确定的，就算是2m高的溶洞(沟槽)也可能有很高的混凝土回灌量，因此遇到这种情况，建议再采用壁厚为25mm，外径为设计桩径d+200mm，高度为溶洞(沟槽)高度h+1000mm的一次性钢护筒跟进至溶洞(沟槽)底部，最后溶洞(沟槽)底部以下采用直径为d(桩径)钻头成孔直至满足嵌岩深度要求。
79.(2)桩基成孔过程中遇到溶洞(沟槽)(高度＞2m)的实施方式：
80.当桩基成孔过程中遇到溶洞(沟槽)高度＞2m的情况时，此时溶洞(沟槽)内部空腔体积较大，采取回灌混凝土的方式成本和工期均不易控制。因此，先采用桩径d+200mm的钻头进行扩孔处理至溶洞(沟槽)底部位置，对溶洞(沟槽)底部的不规则平面采用c20混凝土进行填充处理(满足钢护筒底部水平放置要求，避免一次性钢护筒在放置时，因溶洞(沟槽)底部不规则的平面而导致钢护筒倾斜)，然后采用钢护筒跟进法(一次性钢护筒)，钢护筒高度h＝溶洞(沟槽)高度h+1000mm，护筒壁厚为25mm，刚护筒外径为设计桩径d+200mm，采用辅助吊装设备进行缓慢下沉钢护筒，使钢护筒达到混凝土填平部位并保证钢护筒的垂直度满足规范及设计要求，最后溶洞(沟槽)底部以下采用直径为d(桩径)钻头成孔直至满足嵌岩深度要求。
81.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。