冲击钻正循环灌注桩的施工方法与流程

1.本发明涉及灌注桩成孔施工的技术领域，尤其是涉及一种冲击钻正循环灌注桩的施工方法。


背景技术：

2.红砂岩在冲击进尺中遇水及容易崩解，造孔时很容易发生坍塌事故；针对本身粉砂岩地质的特性，在冲击成孔过程中，孔底内容易产生大量粉砂碎屑且沉淀较快，对后续浇筑混凝土灌注桩成桩质量影响较大，会出现桩身底部质量较差的现象。
3.现有技术是在工程施工时清除钻孔孔底沉渣的装置为捞渣筒，捞渣筒的下部封口，打捞钻孔桩底部沉渣时，靠上下大幅度提动捞渣筒，以搅动桩底的沉渣，让沉渣悬浮到一定的高度后，从筒的上口落入到筒内，当筒装满后，提出至地面，再放入孔内，如此反复作业，将钻孔底的沉淀物清理出来。
4.但是这种方法循环时间长，泥浆护壁造浆效果差，特别是对于该工程地层，清孔效果差，进而造成了桩的质量控制难度高，泥浆重复利用率较低，噪音、环境污染较为严重，转运不便。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种冲击钻正循环灌注桩的施工方法，以缓解现有技术中存在的在造孔过程中需要在造孔后通过捞渣筒捞渣，而无法在钻孔过程中保持连续直接排渣的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.第一方面，本发明提供一种冲击钻正循环灌注桩的施工方法，包括：
8.将护筒埋设至指定深度，在所述护筒底部地基换填黏土夯实，且在所述护筒外壁回填黏土并分层夯实；
9.在所述护筒的一侧架设冲击钻机，所述冲击钻机的冲击钻头伸入所述护筒内进行钻孔进尺；
10.在所述护筒的一侧设置正循环排渣系统，并将所述正循环排渣系统与所述冲击钻头同步实施，正循环排渣管头高于冲击钻头1.0m；
11.在所述冲击钻头钻出的孔内通过正循环的方式排渣，并使泥浆上返流出进入所述正循环排渣系统；
12.在孔内吊放钢筋笼，并对孔内进行清孔换浆处理；
13.对放置有所述钢筋笼的孔内进行混凝土浇筑成桩，并将所述护筒取出。
14.本发明可选的实施方式中，将护筒埋设，在所述护筒底部地基换填黏土夯实，且在所述护筒外壁回填黏土并分层夯实，包括：
15.将所述护筒的顶部设在高于地面0.3～0.5m处。
16.本发明可选的实施方式中，在所述护筒的一侧架设冲击钻机，所述冲击钻机的冲
击钻头伸入所述护筒内进行钻孔，包括：
17.所述冲击钻头在孔内进行上下冲击运动。
18.本发明可选的实施方式中，在所述护筒的一侧设置正循环排渣系统，并将所述正循环排渣系统与所述冲击钻头连接，包括：
19.所述正循环排渣系统包括第一排管、第一泥浆泵、泥浆沉淀净化池；
20.在所述护筒的一侧设置所述泥浆沉淀净化池；
21.将所述第一泥浆泵设置在所述泥浆沉淀净化池上方；
22.将所述第一泥浆泵的进料端通过所述第一排管与孔内连接。
23.进一步地，在所述护筒的一侧设置正循环排渣系统，并将所述正循环排渣系统与所述冲击钻头连接，包括：
24.所述泥浆沉淀净化池包括沉淀池和泥浆池，所述沉淀池和所述泥浆池连通；
25.所述泥浆池上架设所述第一泥浆泵，所述第一泥浆泵将所述泥浆池内的泥浆抽回至孔内；
26.所述护筒内流出的含有泥渣的泥浆流入所述沉淀池，泥渣在所述沉淀池内沉淀，分离出泥渣的泥浆流入所述泥浆池内。
27.进一步地，在所述冲击钻头钻出的孔内通过正循环的方式排渣，并使泥浆上返流出进入所述正循环排渣系统，包括：
28.在所述沉淀池和所述泥浆池之间设有滤网；
29.所述沉淀池内的泥浆在通过所述滤网过滤掉泥渣后流入所述泥浆池。
30.进一步地，在所述冲击钻头钻出的孔内通过正循环的方式排渣，并使泥浆上返流出进入所述正循环排渣系统，包括：在护筒上方设有第二泥浆泵，所述第二泥浆泵将孔内的泥水抽出，并通过第二排管将泥水排放至所述沉淀池内。
31.本发明可选的实施方式中，在孔内吊放钢筋笼，并对孔内进行清孔换浆处理，包括：
32.将制好的所述钢筋笼通过吊车起吊安装，且在所述钢筋笼的顶部和中部均设有吊点，在将钢筋笼放置在孔内指定位置后，将所述钢筋笼通过焊吊筋固定。
33.本发明可选的实施方式中，在孔内吊放钢筋笼，并对孔内进行清孔换浆处理，包括：在钻孔处放置浇筑导管，且在所述浇筑导管顶部安装一个弯头，用所述第一泥浆泵将泥浆通过所述浇筑导管送入孔内，孔底细颗粒沉渣跟随泥浆返出孔外。
34.进一步地，对放置有所述钢筋笼的孔内进行混凝土浇筑成桩，并将所述护筒取出，包括：
35.通过所述浇筑导管向孔内灌注混凝土，且待混凝土灌注完成后沿从孔口向孔底的方向拆除所述浇筑导管。
36.本发明能够实现如下有益效果：
37.第一方面，本发明提供一种冲击钻正循环灌注桩的施工方法，包括：将护筒埋设至指定深度，在所述护筒底部地基换填黏土夯实，且在所述护筒外壁回填黏土并分层夯实；在所述护筒的一侧架设冲击钻机，所述冲击钻机的冲击钻头伸入所述护筒内进行钻孔进尺；在所述护筒的一侧设置正循环排渣系统，并将所述正循环排渣系统与所述冲击钻头同步实施，正循环排渣管头高于冲击钻头1.0m；在所述冲击钻头钻出的孔内通过正循环的方式排
渣，并使泥浆上返流出进入所述正循环排渣系统；在孔内吊放钢筋笼，并对孔内进行清孔换浆处理；对放置有所述钢筋笼的孔内进行混凝土浇筑成桩，并将所述护筒取出。
38.在本发明中，首先将将护筒埋设，在护筒底部地基换填黏土夯实，在护筒外壁回填黏土并分层夯实；而后加起架设冲击钻机，用于在地面上进行钻孔，且冲击钻机与控制系统连接，使用者通过控制系统控制冲击钻机启动与关闭；且在护筒的一侧设置正循环排渣系统，并将正循环排渣系统与冲击钻头连接，以实现在造孔的过程中实现排渣处理，并在后续的过程中，经过行清孔换浆处理以使孔内的环境适用于钢筋笼的放置和混凝土浇筑处理。
39.与现有技术相比，本发明提供的冲击钻正循环灌注桩的施工方法，通过在钻孔边设置正循环排渣系统，用于实现在造孔的过程中将孔内的渣滓排出，并在后续的过程中，经过行清孔换浆处理以使孔内的环境适用于钢筋笼的放置和混凝土浇筑处理。
40.综上，本发明至少缓解了现有技术中存在的在造孔过程中需要在造孔后通过捞渣筒捞渣，而无法在钻孔过程中直接排渣的技术问题。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
42.图1为本发明实施例提供的冲击钻正循环灌注桩的施工方法的陆地处冲击钻正循环成孔的结构示意图；
43.图2为本发明实施例提供的冲击钻正循环灌注桩的施工方法的陆地处冲击钻正循环成孔的俯视结构示意图；
44.图3为本发明实施例提供的冲击钻正循环灌注桩的施工方法的钢栈桥施工平台处冲击钻正循环成孔的结构示意图。
45.图标：1-冲击钻机；2-控制系统；3-冲击钻头；4-护筒；5-第一排管；6-第一泥浆泵；7-沉淀池；8-泥浆池；9-滤网；10-第二泥浆泵；11-第二排管。
具体实施方式
46.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各种不同的配置来布置和设计。
47.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。
48.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。
49.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
50.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
51.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
53.实施例一
54.本实施例提供一种冲击钻正循环灌注桩的施工方法，参照图1或图3，该冲击钻正循环灌注桩的施工方法包括：将护筒4埋设至指定深度，在护筒4底部地基换填黏土夯实，且在护筒4外壁回填黏土并分层夯实；在护筒4的一侧架设冲击钻机1，冲击钻机1的冲击钻头3伸入护筒4内进行钻孔进尺；在护筒4的一侧设置正循环排渣系统，并将正循环排渣系统与冲击钻头3同步实施，正循环排渣管头高于冲击钻头1.0m；在冲击钻头3钻出的孔内通过正循环的方式排渣，并使泥浆上返流出进入正循环排渣系统；在孔内吊放钢筋笼，并对孔内进行清孔换浆处理；对放置有钢筋笼的孔内进行混凝土浇筑成桩，并将护筒4取出。
55.本发明实施例至少缓解了现有技术中存在的在造孔过程中需要在造孔后通过捞渣筒捞渣，而无法在钻孔过程中直接排渣的技术问题。
56.在本发明实施例中，首先将将护筒4埋设，在护筒4底部地基换填黏土夯实，在护筒4外壁回填黏土并分层夯实；而后加起架设冲击钻机1，用于在地面上进行钻孔，且冲击钻机1与控制系统2连接，使用者通过控制系统2控制冲击钻机1启动与关闭；且在护筒4的一侧设置正循环排渣系统，并将正循环排渣系统与冲击钻头3连接，以实现在造孔的过程中实现排渣处理，并在后续的过程中，经过行清孔换浆处理以使孔内的环境适用于钢筋笼的放置和混凝土浇筑处理。
57.与现有技术相比，本发明实施例提供的冲击钻正循环灌注桩的施工方法，通过在钻孔边设置正循环排渣系统，用于实现在造孔的过程中将孔内的渣滓排出，并在后续的过程中，经过行清孔换浆处理以使孔内的环境适用于钢筋笼的放置和混凝土浇筑处理。
58.本实施例可选地实施方式中，参照图1或图3，将护筒4埋设，在护筒4底部地基换填黏土夯实，且在护筒4外壁回填黏土并分层夯实，包括：将护筒4的顶部设在高于地面0.3～0.5m处。
59.具体的：护筒4的内径大于设计桩径20cm，且在护筒4底部地基换填粘土夯实，护筒4的四周也回填粘土分层夯实，以防渗水。
60.优选的，在埋设过程中，护筒4的位置偏差小于5cm，倾斜度不大于1％，且其顶部高出地面0.3～0.5m。且在河中施工，护筒4高于常水位10m，水中的护筒4选用壁厚1.6mm钢材料。
61.优选的，制浆粘土应符合下列质量要求：粘土含量大于35％；含砂率不大于10％；造浆率不低于3～5m3/t；塑性指数大于20；二氧化硅和三氧化二铝含量比值为3:4。且现场泥浆的性能指标为：密度1.2～1.3g/cm3；1006型漏斗粘度为22～30s；含砂率不大于4％；胶体率不小于97％，ph值：大于6.5％。
62.本实施例可选地实施方式中，在护筒4的一侧架设冲击钻机1，冲击钻机1的冲击钻头3伸入护筒4内进行钻孔，包括：冲击钻头3在孔内进行上下冲击运动。
63.具体的：冲击钻头3在孔底进行上下冲击运动外，用于将孔加工成符合尺寸的规格；且在大绳扭力的作用下，冲击钻头3还有缓慢地来回转动，钻进时间一长输浆管就会与大绳发生缠绕，一旦发生这种情况需先暂停正循环排渣系统和冲击钻机1，用人工的方式将二者放开。
64.本实施例可选地实施方式中，在护筒4的一侧设置正循环排渣系统，并将正循环排渣系统与所述冲击钻头3连接，包括：正循环排渣系统包括第一排管5、第一泥浆泵6、泥浆沉淀净化池；在护筒4的一侧设置所述泥浆沉淀净化池；将第一泥浆泵6设置在泥浆沉淀净化池上方；将第一泥浆泵6的进料端通过第一排管5与孔内连接。
65.具体的：正循环排渣系统由第一泥浆泵6、泥浆沉淀净化池、第一排管5、软管、弯头及射浆管等装置组成，并配有排水、清渣、排浆等设施。泥第一排管5和泥浆沉淀净化池内沉淀的钻渣需及时清除，清除的钻渣要运离现场，防止钻渣、废弃污染施工现场及周围环境。
66.在离冲击钻头3底部0.8～1.0m处将泥浆射浆管焊接在冲击钻头3处，射浆管上口接胶管并在钻头上部缠绕一圈后与大绳上胶管相连接；胶管与大绳每个3～5m用结扣方法相连，在孔口上方胶管与上部弯头连接，弯头另一端又通过胶管与第一泥浆泵6相连接。
67.进一步地，参照图1或图2，在护筒4的一侧设置正循环排渣系统，并将正循环排渣系统与冲击钻头3连接，包括：泥浆沉淀净化池包括沉淀池7和泥浆池8，沉淀池7和泥浆池8连通；泥浆池8上架设第一泥浆泵6，第一泥浆泵6将泥浆池8内的泥浆抽回至孔内；护筒4内流出的含有泥渣的泥浆流入沉淀池7，泥渣在沉淀池7内沉淀，分离出泥渣的泥浆流入泥浆池8内。
68.具体的：泥浆循环时，第一泥浆泵6将泥浆从泥浆池8中抽出输入第一排管5并输送至泥浆向上运动并经过护筒溢流口并重新流回沉淀池7中；且沉淀池7内的泥浆经过泥渣沉淀后再次流入泥浆池8中。
69.进一步地，参照图1或图3，在冲击钻头3钻出的孔内通过正循环的方式排渣，并使泥浆上返流出进入正循环排渣系统，包括：在沉淀池7和泥浆池8之间设有滤网9；沉淀池7内的泥浆在通过滤网9过滤掉泥渣后流入泥浆池8。
70.具体的：在沉淀池7和泥浆池8之间设有滤网9，沉淀池7内的泥浆在通过滤网9过滤掉泥渣后流入泥浆池8，且优选的，沉淀池7和泥浆池8一体成型，并通过滤网9分隔。
71.进一步地，参照图3，在冲击钻头3钻出的孔内通过正循环的方式排渣，并使泥浆上返流出进入正循环排渣系统，包括：在护筒4上方设有第二泥浆泵10，第二泥浆泵10将孔内的泥水抽出，并通过第二排管11将泥水排放至沉淀池7内。
72.具体的：沉淀池7和泥浆池8的底部设于地面以上时，因其与护筒4之间存在高度差，因此需要通过第二泥浆泵10和第二排管11将泥浆抽至沉淀池7内。
73.本实施例可选地实施方式中，在孔内吊放钢筋笼，并对孔内进行清孔换浆处理，包括：将制好的钢筋笼通过吊车起吊安装，且在钢筋笼的顶部和中部均设有吊点，在将钢筋笼放置在孔内指定位置后，将钢筋笼通过焊吊筋固定。
74.具体的：钢筋笼采用自动滚焊机制作，主筋钢筋采用机械套筒连接，加劲圈采用加工模具加工。钢筋笼骨架自承台(地系梁)底以下10cm起每隔2m左右设置一根加强钢筋，桩径1.8m以上设置三角形内撑钢筋防止钢筋笼变形。
75.吊车起吊钢筋笼时，吊钩处用滑轮和钢丝绳连接钢扁担，勾挂钢筋笼。起吊用双吊点，第一吊点设在骨架的上部，使用主勾起吊。第二吊点设在骨架的中点到三分点之间。起吊时，先起吊第一吊点，将骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第二吊点停止起吊并松钢丝绳，直到骨架与地面垂直后第一吊点停止起吊，解除第二吊点钢丝绳。缓慢移动钢筋笼，将钢筋笼吊到孔位上方，对准孔位、扶稳，缓慢下放，依靠第一吊点的滑轮和钢筋笼自重，眼观使钢筋笼中心和钻孔的中心一致。以护筒顶面为基准面，量测钢筋笼，当钢筋笼到达设计位置时，焊吊筋固定。
76.本实施例可选地实施方式中，在孔内吊放钢筋笼，并对孔内进行清孔换浆处理，包括：在钻孔处放置浇筑导管，且在浇筑导管顶部安装一个弯头，用第一泥浆泵6将泥浆通过浇筑导管送入孔内，孔底细颗粒沉渣跟随泥浆返出孔外。
77.具体的：导管顶部安装一个弯头，用第一泥浆泵6将密度和粘度较小的新鲜泥浆通过浇筑导管送入孔内，孔底细颗粒沉渣跟随泥浆返出孔外。
78.进一步地，对放置有钢筋笼的孔内进行混凝土浇筑成桩，并将护筒4取出，包括：通过浇筑导管向孔内灌注混凝土，且待混凝土灌注完成后沿从孔口向孔底的方向拆除浇筑导管。
79.具体的：浇筑导管采用φ20～35cm钢管，螺丝扣连接；且其底节设4m，中间节每节3m，并配有1～2节0.5～1m的短管。桩基混凝土采用c30水下混凝土。且混凝土应连续灌注，并保证导管埋深在2.0～6.0m，如导管埋深超过6m，应从孔口反向依次拆除导管。
80.最后应说明的是：本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；本说明书中的以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。