专利名称：钻(冲)孔灌注桩施工新法的制作方法
技术领域：
本发明属于土木工程桩基施工技术领域，涉及一种从根本上保证工程质量，延长建筑物使用寿命新的施工方法。
背景技术：
钻(冲)孔灌注桩(简称钻孔桩，下同。)是国内外重要、大型或特大型建筑物首选或不可替代的基础结构。长时期以来，它被按现有的施工方法制成于水下、地层深处钻 (冲)孔的污泥浊水中。该法分三道工序制造钻孔桩1、钻(冲)孔、泥浆循环输排钻碴、泥浆维护孔壁稳定；2、钻孔成形后泥浆继续护壁、将钢筋笼不做任何防护处理吊入孔中，浸泡在泥浆里等待灌注混凝土；3、钢筋笼置放就位后，泥浆继续留在孔中护壁、采用导管在泥浆中灌注混凝土。以上三道工序的全部操作均在泥浆中进行(附图1所示)。经分析研究和实物证据证明，第二道工序将钢筋笼不做任何防护处理直接吊入钻孔中，浸泡在泥浆里，这是一个错误操作。因为，在施工中配制泥浆非常不规范，在滨海、缺水或水质恶劣地区，甚至有引用海水、污水拌合泥浆的。因此，泥浆中富含钠盐、氯离子和其他腐蚀性物质及土粒。这些有害物质粘糊沉淀在钢筋的螺纹里，挥之不去，无法清除，日后势必对钢筋产生腐蚀，留下隐患。第三道工序采用导管在泥浆中灌注混凝土，在桩体形成的过程中，混凝土沿四周孔壁向上运动，不可避免地要与孔壁接触、产生摩擦。孔壁表面坑洼凹凸、粗糙不平、满布泥泞、浆液，势必与混凝土掺合混杂。这些受污染了的混凝土停留在孔壁与钢筋笼之间，无法更换、无法清除，凝固后正是桩体保护层的组成物。它们过多地含泥、含水、含盐，以致质地疏松、渗透性增大、强度低劣，大大降低了保护钢筋、保护桩身的作用。钻(冲)孔桩的钢筋笼、混凝土在施工中普遍受泥浆污染，产生严重质量缺陷，是现有施工方法本身不周密、不完善、无有效措施应对的结果。由于钻(冲)孔桩在大型建筑物中的重要地位，它不可能身带严重的质量缺陷，在恶劣的环境中安全、持久地承载上部结构的巨大荷重。因此，必须想方设法纠正现在施工方法的错误并弥补其不足。
发明内容
为了克服现有施工方法的错误和不足，本发明提供一种新的施工方法，它将能解决施工过程中钢筋笼、混凝土在水下、地层深处(数十米以至百米)的钻(冲)孔中不受泥浆及其他有害物质污染，从根本上避免产生质量缺陷的技术难题。本发明解决上述技术难题所采取的技术方案如下1、既利用泥浆钻孔、排碴并维护孔壁稳定，成孔之后及时将之排除，用其他浆液或超水头淡水替代护壁；2、首选塑料(PVC)或其他材料薄膜制成圆柱形囊体(简称膜囊，下同)，沉入孔
3中；3、调配一种比重略大于孔中泥浆的清洁浆液(简称清浆，下同)或淡水，对钢筋、 混凝土均无污染作用。将之注入膜囊中，使囊体膨胀将孔中泥浆基本挤压排出孔外。实现两 浆(泥浆、清浆)置换。从此清浆替代泥浆护壁。如囊中注入的是淡水，则其水位应高于囊外泥浆水位，即所谓的超水头，形成囊内压力大于囊外压力，保持孔壁稳定；4、在囊内清浆或淡水中置放钢筋笼，完全不受任何污染；5、采用导管插入囊中进行水(清浆)下混凝土灌注，此时的膜囊可视为钻孔桩浇注时成形的模板，也可认为是一道圆形密封的帷幕。一膜之隔，它挡住了孔壁与钢筋笼、混凝土之间的接触、摩擦，完全避免了孔壁上的泥泞土粒、浆液、盐分掺合混进混凝土里。同时囊中贮存的清浆起着支撑维护孔壁稳定的作用。塑料(PVC)膜囊，清洁浆液两者共同作用，彻底消除了产生质量缺陷的根源，为钻孔桩的灌注施工造就了一个既安全又无任何污染的环境，这是现有施工法不可比拟的。本发明施工新法所产生的有益效果是1、凭借一袭塑料(PVC)膜囊，一孔清洁浆液，两者共同作用清除了钻孔桩产生严重质量缺陷的根源，大大提高了桩的质量，从而延长了建筑物的使用寿命。2、打破传统，创新施工方法。结束了长期以来，钻孔桩一直受泥浆等污染困扰的历史，使钻孔桩得以在安全、清洁的环境中被浇制出来。是钻孔桩施工技术上一大进步。3、本发明的施工新法，简单易行，取材方便，安全可靠，低投入高收益。可以在国内外，陆地、水域钻孔桩施工中广泛推广，提升工程质量、产生巨大社会经济效益。
图1是现有施工方法三道工序及所制成钻(冲)孔桩的示意图。其中图1-1所示利用泥浆钻(冲)孔、循环排碴、护壁。图1-2所示泥浆护壁、直接吊放钢筋笼入孔，钢筋笼遭受泥浆污染。图1-3所示导管灌注水(泥浆)下混凝土与孔壁接触摩擦遭受污染。图1-4所示现有施工法制成的钻(冲)孔桩、钢筋笼、混凝土保护层因受污染，产生严重质量缺陷。图2是本发明施工新法五道工序及所制成钻(冲)孔桩的示意图。其中图2-1所示利用泥浆(3)钻(冲)孔、循环排碴、护壁。图2-2所示泥浆⑶护壁，沉入膜囊(9)。图2-3所示膜囊(9)中注入清浆或超水头淡水(12)，进行两浆置换。图2-4所示膜囊(9)内清浆或淡水(12)替代泥浆护壁，吊入钢筋笼(4)，不再受泥浆污染。图2-5所示膜囊(9)内清浆或淡水(12)护壁，囊内进行水下混凝土(14)灌注， 混凝土(14)不与孔壁接触摩擦，免受污染。图2-6所示本发明施工新法所制成不受污染，无质量缺陷的优良钻(冲)孔桩 (15)。图中标记1，钢护筒、2，钻(冲)具、3，泥浆、4，钢筋笼、5，导管、6，混凝土保护层、7，孔壁、8，有质量缺陷的钻(冲)孔桩、9，(PVC)膜囊、10，绳索、11，坠块、12，清浆或淡水、 13，残余泥浆、14，灌注混凝、15，无质量缺陷优良钻(冲)孔桩。
具体实施例方式第一步 1、测定桩位，埋设钢护筒；2、钻(冲)孔、排碴、泥浆护壁(图2-1所示)；第二步1、向厂家订购塑料(PVC)薄膜，用吹制或热合搭接制成膜囊，其口径等于桩径设计尺寸，长度略大于桩底到钢护筒顶距离。膜厚0. 14mm (可根据桩径及长度增减调整)。现场少量的粘接及破损修补可用胶水，堪称方便；2、膜囊下端口可用绳绑扎封闭并系挂一坠块(混凝土块重约50公斤)，上端口用绳绑扎固定在钢护筒顶部，将膜囊沉入孔中(图2-2所示)；3、现场用淡水，配以水泥(膨润土)、增粘剂(羧甲基纤维素CMC)、增重剂(重晶石、粉煤灰)、缓凝剂(木钙)等物料，调制成其比重略大于孔中泥浆比重的清洁浆液(简称清浆，对钢筋、混凝土均无污染)；4、用小型立式水泵将清浆注入膜囊，囊体逐渐膨胀张开，将孔中泥浆挤排于外。当注入清浆达到满囊数量或囊内水位高于囊外水位时，停止注入。此时膜囊已完全张开，贴近孔壁(孔壁与膜囊之间仍有残余泥浆)。囊中清浆替代泥浆支撑着孔壁稳定，实现了两浆 (清浆、泥浆)置换(图2-3所示)。第三步1、钢筋笼不需防护处理，将其缓缓吊入囊中，笼底距离囊底约30cm，勿与囊底接触。钢筋笼搁置在钢护筒顶上，其重量不落在囊上以免戮破(图2-4所示)。第四步1、囊中插入导管进行水(清浆)下混凝土灌注，囊中清浆替代泥浆护壁不坍塌，也不污染囊中之物。同时膜囊隔断了孔壁与钢筋笼、混凝土之间的接触、摩擦，为钻孔桩灌注施工造就了一个既安全又清洁无污染的空间环境。此时混凝土沿着膜囊光滑柔软的内表面向上爬升，构成桩身保护层部分的混凝土，不再受到任何污染(图2-5所示)；2、在灌注过程中，用水泵分次将囊内清浆输入邻近桩孔的膜囊中储存起来，以便周转使用；3、灌注结束待混凝土凝固后，清理桩头以上剩余膜囊，拼接起来再利用。此道工序做完，一根不受任何污染，质量优良的钻孔桩即宣告制成(图2-6所示)。主要用料1、塑料(PVC)膜囊首选塑料(PVC)或其他材质薄膜，由厂家直接吹制或电热合搭接粘制成口径、长度符合设计尺寸的膜囊，口径与桩体设计直径相同，其长度可任意裁剪。膜囊厚度0.1 0. 2mm，一般用0. 14mm厚度，膜囊重量180g/m2，膜囊单价2. 0元/m2。塑料(PVC)薄膜与制成的膜囊，其技术特性及规格，表列如下塑料(PVC)薄膜技术特性(表一)
权利要求
1.一种钻(冲)孔灌注桩施工新法，利用泥浆钻孔循环输送钻碴，同时维护孔壁稳定， 其特征在于钻(冲)孔形成后，向成孔投入专用膜囊，并向该膜囊内注入清洁浆液(简称清浆)或淡水，使膜囊膨胀将孔中泥浆挤排孔外，实现用清浆或淡水置换泥浆，由囊中清浆替代泥浆维护孔壁稳定。
2.根据权利要求1所述的专用膜囊，其特征采用塑料薄膜或其他材料制成的膜囊。膜囊长度为略大于钢护筒顶至桩底的距离；膜囊口径等于钻(冲)孔桩的设计直径。
3.根据权利要求1所述的清浆或淡水，其特征在于对钢筋和混凝土没有危害作用的清浆或淡水。
4.根据权利要求1所述的成孔置换清浆后，其特征在于钢筋笼安装于专用膜囊中，然后在囊内清浆或淡水中灌注混凝土。混凝土不与孔壁接触、磨擦，彻底不受污染，避免产生质量缺陷。
全文摘要
钻(冲)孔灌注桩施工新法，解决了现有钻(冲)孔灌注桩施工法中泥浆、孔壁与桩体钢筋、混凝土接触、摩擦产生污染导致质量缺陷的难题。该施工新法是凭借专用膜囊及清洁浆液或淡水两者共同作用，将泥浆、孔壁与钢筋、混凝土隔离，不接触摩擦，不产生污染彻底清除了导致造成质量缺陷的根源。本发明对提高钻(冲)孔灌注桩的质量、延长工程使用寿命起到重要作用。
文档编号E02D5/34GK102220759SQ20101012817
公开日2011年10月19日 申请日期2010年2月7日 优先权日2010年2月7日
发明者谢世尊, 谢刚 申请人:谢世尊, 谢刚