专利名称：钢管混凝土桩及钢管桩锚岩嵌固方法
技术领域：
本发明涉及一种水下钢管混凝土桩及钢管桩的锚岩嵌固方法。
技术背景在桥梁、码头、海上平台等基础工程中，常用的基桩形式有钻孔 桩及打入桩。在钻孔桩常规锚岩施工方法中， 一般先插打钢护筒，再 利用冲吸钻机钻孔，钻孔过程中根据需要令钢护筒跟进，成孔后，下 放钢筋笼、水下浇筑混凝土后使钻孔桩底锚固在基岩内，但该方法因 钢护筒入岩深度、锚岩嵌固难以达到理想效果，因此当设计需要钢护 筒与钻孔桩共同受力时，则难以提供可靠的抗推刚度和承载力。在钢管桩常规锚岩施工方法中， 一般先在钢管桩底端设置桩尖， 然后直接利用打桩设备插打钢管，该方法仅适用于较软岩层或风化岩 层，当遇到较硬岩层时，钢管入岩深度难以保证，从而降低了钢管桩 的抗推刚度和承载力。 发明内容本发明的目的是提供一种新的钢管混凝土桩及钢管桩的锚岩嵌固方法。本发明中钢管混凝土桩的锚岩嵌固采用如下技术方案 一种钢管混 凝土桩锚岩嵌固方法，首先插打钢护筒，再利用冲吸钻机钻孔，冲吸钻 机成孔后，下放钢管及钢筋笼至设计高程，在钢管内灌注水下混凝土，待水 下混凝土沿钢管外壁及钻孔孔壁间上翻至一定高度后，整桩混凝土浇注完毕， 拔出钢护筒，凝固成钢管混凝土桩。为了取得相关参数指导施工，在下放钢管及钢筋笼前通过模拟试验确定混 凝土配合比、钢管内反压水头高度、钢筋笼底部钢筋间距的参数。'为使钢管内的水下混凝土易于外翻，在所述钢管底部竖向开有长条洞。为了保证外翻混凝土达到要求高度，确保锚岩嵌固效果，在下放钢筋笼时， 在钢护筒与钢管之间下放小导管到标高，待整桩浇注完毕后，从小导管内灌注 水下混凝土至设计标高。为了保证外翻混凝土达到要求高度，确保锚岩嵌固效果，在下放钢筋笼时, 在钢护筒与钢管之间下放压浆管到标高，待整桩浇注完毕后，在钢管与钻孔孔壁间的环内填抛碎石，然后从压浆管内向碎石中压桨至设计标高。一种钢管桩锚岩嵌固方法，首先插打钢护筒，再利用冲吸钻机钻孔， 冲吸钻机成孔后，下放钢管至设计高程，在钢管内灌注水下混凝土，待水下 混凝土沿钢管外壁及钻孔孔壁间上翻至一定高度后停止，拔出钢护筒，使钢管 底部混凝土凝固锚岩成钢管桩。为了取得相关参数指导施工，在下放钢管前通过模拟试验确定水下混凝土 配合比、钢管内反压水头高度参数。为使钢管内的水下混凝土易于外翻，在所述钢管底部竖向开有长条洞。为了保证外翻混凝土达到要求高度，确保锚岩嵌固效果，在下放钢管后， 在钢护筒与钢管之间下放小导管到标高，待钢管内混凝土浇注完毕后，从小导 管内灌注水下混凝土至设计标高。为了保证外翻混凝土达到要求高度，确保锚岩嵌固效果，在下放钢管后， 在钢护筒与钢管之间下放压浆管到标高，待钢管内混凝土浇注完毕后，在钢 管与钻孔孔壁间的环内填抛碎石，然后从压浆管内向碎石中压浆至设计标高。本发明的优点在于1、在钢管混凝土桩外设置钢护筒，利用冲吸 钻机成孔后直接下放钢管，解决了钢管入岩深度和倾斜度难以控制的 问题。2、在钢管内灌注水下混凝土，通过采取相关技术措施使钢管内混凝 土外翻一定高度，解决了钢管混凝土桩的锚岩嵌固难题，提高了钢管混凝土 桩的抗推刚度及承载力。3、在钢管与钻孔孔壁间的环内填抛碎石后利用小导 管压浆、在钢管与钻孔孔壁间的环内设置小导管灌注水下混凝土的嵌固增强 措施，使钢管混凝土桩的锚岩嵌固方法更可靠、更具有可操作性。4、本发明中对钢管混凝土桩的锚岩嵌固方法同样适用于钢管桩。
图1所示为本发明的钢管混凝土桩结构成型图； 图2所示为本发明中钢管底部竖向长条洞布置图； 图3所示为本发明的钢管桩结构成型图。
具体实施方式
如图l、 2所示，钢管混凝土桩锚岩具体施工方法如下首先搭设常规水上施工平台，插打钢护筒1至设计标高8，在基岩内钻孔至设计 标高14，清孔。下钢管2至设计标高13，钢管2底部焊有补强板15， 补强板15上竖向开有长条洞16。在钢管2内下钢筋笼3，在钢管2 与钢护筒l之间下放小导管(或压浆管)5至标高10，然后在钢管2内灌注水下混凝土 4，并使其沿钢管2外壁及钻孔孔壁6间的环内上 翻至一定高度9。整桩混凝土浇注完毕后，利用小导管5灌注水下混凝 土至设计标高7 (或在钢管2与钻孔孔壁6之间抛填碎石后，再利用 压浆管5在碎石内压浆至设计标高7),标高7 —般需高出岩面12及 河床面ll。实现上述钢管混凝土桩锚岩方法过程中，可选择采取以下措施-1、 可采用与主体钢管桩成一定比例(如1:2)的模型进行模拟 工艺试验，以取得水下混凝土的配比参数来指导施工，使水下混凝土 沿钢管外环壁上翻高度易达到设计要求。模拟试验中，重点控制水下 混凝土的和易性、坍落度，当外翻高度太小达不到设计要求时，调整 配比以增大混凝土的坍落度和流动性；当外翻高度太大时，亦需调整 配比以减小混凝土的坍落度和流动性，这样通过多次试验，即可获得 工程所需要的水下混凝土配比。同时通过试验也可检验钢管壁与外翻 混凝土间的粘结情况，水下混凝土的密实性及力学性能等。2、 在钢管与钻孔孔壁间的环内填抛碎石(粒径一般5mm 25mm)后利用 小导管压浆或在钢管与钻孔孔壁间的环内设置小导管灌注水下混凝土的嵌固 增强措施，可与措施1共用同一个模型进行模拟工艺试验，以取得碎 石、压浆、水下混凝土的相关参数。碎石压浆试验中，可根据压浆的 实际密实度，通过调整碎石粒径、压浆配比、压力大小来满足碎石压 浆的设计要求。小导管灌注水下混凝土试验中，可根据小导管内混凝土在 钢管外环壁内的上翻及流动情况、密实度，调整水下混凝土的骨料粒径、 坍落度，以使小导管内混凝土易于上翻和流动，从而使小导管在钢管 外环壁内灌注混凝土的高度达到设计要求。3、 在钢管内灌注水下混凝土时，可采取钢管内水头反压措施使 水下混凝土沿钢管外环壁上翻高度达到设计要求。4、 调整钢筋笼底部钢筋间距，如可将底部主筋比上部主筋间距 加倍并取消底部箍筋，以便钢管内水下混凝土易于外翻。5、 在钢管底部竖向配开长条洞，以使钢管内水下混凝土易于外翻。6、 钢护筒直径D2 —般比钢管直径Dl大0. 8 1.2m，钢管直径 Dl —般比钻孔孔径D3小0. 6 1.0m。如图2、 3所示，钢管桩锚岩具体施工方法如下首先搭设常规水上施工平台，插打钢护筒1至设计标高8，在基岩内钻孔至设计标高14, 清孔。下钢管2至设计标高13，钢管2底部焊有补强板15，竖向开 有长条洞16。在钢管2与钢护筒1之间下放小导管(或压浆管)5 至标高10，然后在钢管2内灌注水下混凝土 4，并使其沿钢管2外壁 及钻孔孔壁6间的环内上翻至一定高度9后停止，利用小导管5灌注 水下混凝土至设计标高7(或在钢管2与钻孔孔壁6之间抛填碎石后， 再利用压浆管5在碎石内压浆至设计标高7)，标高7 —般需高出岩 面12及河床面11。钢管混凝土桩锚岩方法中所采取的措施，如模拟工艺试验、钢管 内水头反压、钢管底部竖向配开长条洞、钢护筒与钢管直径相对大小 等均同样适用于钢管桩。
权利要求
1、一种钢管混凝土桩锚岩嵌固方法，首先插打钢护筒(1)，再利用冲吸钻机钻孔，其特征是冲吸钻机成孔后，下放钢管(2)及钢筋笼(3)至设计高程，在钢管(2)内灌注水下混凝土(4)，待水下混凝土(4)沿钢管(2)外壁及钻孔孔壁(6)间上翻至一定高度后，整桩混凝土浇注完毕，拔出钢护筒(1)，凝固成钢管混凝土桩。
2、 如权利要求1所述的钢管混凝土桩锚岩嵌固方法，其特征是在 下放钢管(2)及钢筋笼(3)前通过模拟试验确定混凝土 (4)配合比、钢管(2)内反压水头高度、钢筋笼(3)底部钢筋间距的参数。
3、 如权利要求1或2所述的钢管混凝土桩锚岩嵌固方法，其特征是: 在所述钢管(2)底部竖向开有长条洞(16)。
4、 如权利要求3所述的钢管混凝土桩锚岩嵌固方法，其特征是在 下放钢筋笼(3)时，在钢护筒(1)与钢管(2)之间下放小导管(5)到标高(10)，待整桩浇注完毕后，从小导管(5)内灌注水下混凝土至设计标高(7)。
5、 如权利要求3所述的钢管混凝土桩锚岩嵌固方法，其特征是在 下放钢筋笼(3)时，在钢护筒(1)与钢管(2)之间下放压桨管(5)到标高(10)，待整桩浇注完毕后，在钢管(2)与钻孔孔壁(6)间的环内填抛碎石， 然后从压浆管(5)内向碎石中压浆至设计标高(7)。
6、 一种钢管桩锚岩嵌固方法，首先插打钢护筒(1)，再利用冲吸钻 机钻孔，其特征是冲吸钻机成孔后，下放钢管(2)至设计高程，在钢管(2)内灌注水下混凝土 (4)，待水下混凝土 (4)沿钢管(2)外壁及钻孔孔 壁(6)间上翻至一定高度后停止，拔出钢护筒(1)，使钢管底部混凝土凝固 锚岩成钢管桩。
7、 如权利要求6所述的钢管桩锚岩嵌固方法，其特征是在下放钢管 (2)前通过模拟试验确定水下混凝土 (4)配合比、钢管(2)内反压水头高度参数。
8、 如权利要求6或7所述的钢管桩锚岩嵌固方法，其特征是在所述 钢管(2)底部竖向开有长条洞(16)。
9、 如权利要求8所述的钢管桩锚岩嵌固方法，其特征是在下放钢管 (2)后，在铜护筒(1)与钢管(2)之间下放小导管(5)到标高(10)，待钢管内混凝土浇注完毕后，从小导管(5)内灌注水下混凝土至设计标高(7).。
10、如权利要求8所述的钢管桩锚岩嵌固方法，其特征是在下放钢 管(2)后，在钢护筒(1)与钢管(2)之间下放压浆管(5)到标高(10)， 待钢管(2)内混凝土浇注完毕后，在钢管(2)与钻孔孔壁(6)间的环内填 抛碎石，然后从压浆管(5)内向碎石中压浆至设计标高(7)。
全文摘要
钢管混凝土桩及钢管桩锚岩嵌固方法，先插打钢护筒，再利用冲吸钻机钻孔，冲吸钻机成孔后，下放钢管(对于钢管混凝土桩要同时下放钢筋笼)至设计高程，在钢管内灌注水下混凝土，待水下混凝土沿钢管外壁及钻孔孔壁间上翻至一定高度后，整桩混凝土浇注完毕，拔出钢护筒，凝固成桩。优点1.解决了钢管入岩深度和倾斜度难以控制的问题。2.使钢管内混凝土外翻一定高度，解决了钢管混凝土桩的锚岩嵌固难题，提高了钢管混凝土桩的抗推刚度及承载力。3.在钢管与钻孔孔壁间的环内填抛碎石后利用小导管压浆、在钢管与钻孔孔壁间的环内设置小导管灌注水下混凝土的嵌固增强措施，使钢管混凝土桩的锚岩嵌固方法更可靠、更具有可操作性。
文档编号E02D5/22GK101250880SQ20071030000
公开日2008年8月27日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者冯广胜, 刘晓阳, 周功建, 李艳哲, 煜 郭 申请人:中铁大桥局集团第一工程有限公司