专利名称：在卵石层、园砾层、砂层中施工沉管灌注桩的方法
技术领域：
本发明涉及一种沉管灌注桩的施工方法，特别涉及在较密实的卵石层、园砾层、砂层中施工沉管灌注桩的方法。
背景技术：
随着工业和民用建设的不断发展，在施工中会经常遇到不同类型的地层土，如标贯击数N63.5 > 11击的园砾层、砂层或粘性土，粉土中夹有一定厚度的卵石层、园砾层、砂层，在此类土层中通常采用钻孔灌注桩工艺，而钻孔灌注桩因容易发生塌孔现象，造成沉渣大，单桩承载力低，周期长，工程费用高。为了解决上述问题，本申请人刘清洁于2007年12 月12日向国家知识产权局提出了名称为《在卵石层、砂层中施工的沉管灌注桩施工方法》 的发明专利的申请，并于2009年8月沈日取得了国家知识产权局授予的发明专利权，专利号为ZL200710188594.3 ；若采用该发明专利进行施工，当卵石层、园砾层、砂层的密实度大到一定程度时或设计的桩径、桩长比较大时，沉管困难、施工速度慢。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种在卵石层、园砾层、砂层中施工沉管灌注桩的方法，先在桩位处钻孔并同时向孔内注入泥浆、粉煤灰浆或土，然后采用锤击双重套管工艺施工沉管灌注桩，具有施工速度快、现场无污染、质量有保证、工程造价低，又保证设计的桩径及桩长的特点。在卵石层、园砾层、砂层中施工沉管灌注桩的方法，其具体施工步骤为第一、在桩位处用钻机钻孔，并同时向钻孔中注入泥浆、粉煤灰浆或土，注入的高度大于等于卵石层、园砾层、砂层的顶表面；第二、将底端封闭的内管放在底端开口的外管内，并将重锤的底座放在内管上顶端的钢板上，将内外管底端放在已注泥浆、粉煤灰浆或土的桩位上；第三、启动重锤，锤击内外管上顶端的钢板，使内外管同时沉入地层中，沉管的深度由两个方面因素确定1)、按设计要求确定桩长；2)、按锤击贯入度确定桩长，即最后锤击十次，内外管贯入度小于一定量，即为终止锤击沉管的控制目标，一般按最后锤击十次，沉管贯入度小于IOcm时为终孔深度；第四、抽出内管，向外管内灌入桩身混凝土，混凝土灌注高度以保证外管拔出土层后桩顶标高符合设计要求为宜；第五、用内管压住外管内的混凝土表面，缓慢勻速拔出外管；所述的园砾层、砂层标贯击数N63. 5 > 11击，卵石层重型圆锥动力触探击数 N63. 5 彡 15 击。所述的在桩位处钻孔的直径为250_650mm，钻孔的深度小于等于实际施工桩长。当沉管成孔深度大于设计桩长时，而且锤击十次内外管贯入度还大于等于IOcm时，即可采用内外管工艺在桩底端夯击一个混凝土扩大头，混凝土扩大头的大小以最后锤击十次内外管贯入度小于IOcm为宜，也可继续锤击内外管，使内外管进入更密实的持力层，直到使最后锤击十次内外管贯入度小于IOcm为宜。所述的内管比外管短5-25cm，内管底端封口的钢板直径比外管内径小 0. 5-2. 5cm。当设计钢筋混凝土灌注桩时，则在桩底端夯扩大头施工完后，抽出内管，先将钢筋笼放入外管内，然后再向外管内灌注桩体混凝土。在桩底端夯击一个混凝土扩大头采用干硬性混凝土，其塌落度2-6cm，桩身混凝土的塌落度为14-2km。所述的外管直径范围是250-650mm，外管长度为2m_25m。由于在桩位处用钻机钻孔，并同时向钻孔中注入泥浆、粉煤灰浆或土，泥浆、粉煤灰浆或土的强度比卵石层、园砾层、砂层的强度低，沉管施工时容易使泥浆、粉煤灰浆或土向桩侧挤密，所以当卵石层、园砾层、砂层的密实度较大时或设计的桩径、桩长比较大时，沉管施工速度快，同样的地层、桩径、桩长，采用本发明施工可以比采用发明专利 ZL200710188594. 3施工效率提高3倍以上。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例一本实施例概况为某工程地面上30层，地下室一层，基础埋深6. 2m，天然地基方案不成立。建筑面积38000平方米，设计要求复合地基承载力特征值大于580kpa。原地基土为基础底下①层粉细砂承载力特征值为180kpa，标贯击数为11 19击，平均厚度为1. 3m, ②层细砂的承载力特征值200kpa，标贯击数为18 25击，平均厚度为5m，③层细砂的承载力特征值250kpa，标贯击数为27 31击，厚度大于20m。采用本发明的方法进行施工，设计素混凝土桩直径450mm，桩长11m，进入③层细砂3. 5m。桩距为1.8m，等边三角形布桩。施工后按规范进行检测。复合地基承载力特征值大于580kpa，沉降量为10 18mm，单桩竖向极限承载力值为3000KN，沉降量为12mm。本实施例的具体步骤是一、在桩位处钻孔，钻孔直径为350mm，孔深9m，并同时向内注入泥浆，注入的高度
等于①层粉细砂的顶表面。二、将长度为12. 35m的内管放在长度为12. 5m的外管内并将4吨重的柴油锤底座放在内管上顶端的钢板上，启动柴油锤，锤击内管上顶端的钢板，使内外管同时沉入砂层中，沉管的深度为11m，并保证最后锤击十次内外管贯入度小于3cm。三、抽出内管，向外管内灌入混凝土，混凝土灌注高度为11m。四、用内管压住外管内的混凝土表面，缓慢勻速拔出外管；混凝土的塌落度为 22cm0五、待外管全部拔出后，用振动棒对桩体进行振捣。本实施例比采用发明专利ZL200710188594. 3施工效率提高3. 5倍。实施例二
本实施例概况为某工程地面上20层，地下1层，框剪结构。基础埋深6. 5米。天然地基方案不成立。原地质概况为基础底下②层园砾层，天然承载力特征值200kpa，该层平均厚度为6m，标贯击数为15 25击。地层分布不均勻，③粉质粘土层，平均厚度为7m。承载力特征值为180kpa。④强风化砂岩，厚度大于an。⑤中风化砂岩层，平均厚度为1.5m， 采用本发明的方法进行施工，设计采用钢筋混凝土沉管夯扩灌注桩，桩直径500mm，桩长13 米，进入强风化砂岩层0. 5米，夯扩大头直径为800mm，且锤击十次贯入度不大于2cm为终孔标准。施工后按规范进行检测，单桩竖向极限承载力大于4000KN，沉降量为10mm。本实施例的具体步骤是一、在桩位处钻孔，孔直径250mm，钻孔深度为細，并向孔内投入黄土，注入的高度
等于②层园砾层的顶表面。二、将长度为14. 35m的内管放在长度为14. 55m的外管内并将4吨重的柴油锤底座放在内管上顶端的钢板上。三、启动柴油锤，锤击内管上顶端的钢板，使内、外管同时沉入强风化砂岩层中，并保证最后锤击十次内外管贯入度小于2cm。四、抽出内管，向外管内投入0. 3m3干硬性混凝土，塌落度为km，再将内管放入外管内，将外管内的干硬性混凝土打出外管底端，如此反复两次，在外管底端形成一个直径大于800mm的夯扩大头。五、抽出内管，将直径400，长度为13. 5m钢筋笼放入外管内，并灌注桩身混凝土， 混凝土的塌落度为22cm，强度为C40。六、用内管压住外管内的混凝土表面，缓慢勻速拔出外管。七、待外管全部拔出后，用振动棒对桩体进行振捣。本实施例比采用发明专利ZL200710188594. 3施工效率提高4倍。实施例三本实施例概况为某工程地面上18层，地下室一层，基础埋深6m，建筑面积3500 平方米。设计要求采用墙下布桩，桩直径450mm，桩长10m，钢筋笼主筋为6根，直径为14mm， 单桩竖向极限承载力大于3000KN。原地基土为细砂层，基础底下①层细砂承载力特征值为 180kpa，标贯击数为11 15击，平均厚度为細，②层细砂的承载力特征值220kpa，标贯击数为18 27击，平均厚度为5m，③层粗砂的承载力特征值250kpa，标贯击数为27 31击， 平均厚度大于60m。采用本发明的方法进行施工，设计钢筋混凝土灌注桩，桩直径450mm，桩长11m，进入③层细砂2. 5m。施工后按规范进行检测，单桩竖向极限承载力值为^OOKN，沉降量为 15mm0本实施例的具体步骤是一、在桩位处钻孔，孔直径450mm，钻孔深度为10m，并同时向孔内注入粉煤灰浆，
注入的高度等于①层细砂的顶表面。二、将长度为12. 5m的内管放在长度为12. 65m的外管内并将6吨的柴油锤的底座放在内管上顶端的钢板上，启动柴油锤，锤击内管上顶端的钢板，使内、外管同时沉入细砂层中，沉管的深度为11m，并保证最后锤击十次，内外管贯入度小于3cm。三、抽出内管，向外管内投入0. 2m3干硬性混凝土，塌落度为km，再将内管放入外管内，将外管内的0. 2m3干硬性混凝土打出外管底端，如此反复两次，在外管底端形成一个直径大于600mm的扩大头。四、将钢筋笼放入外管内，然后再向外管内灌入混凝土，混凝土灌注高度以保证外管拔出土层后桩顶标高符合设计要求。五、用内管压住外管内的混凝土表面，缓慢勻速拔出外管。混凝土的塌落度为 20cm。第五，待外管全部拔出后，用振动棒对桩体进行振捣。本实施例比采用发明专利ZL200710188594. 3施工效率提高3倍。
权利要求
1.在卵石层、园砾层、砂层中施工沉管灌注桩的方法，其特征在于，其具体施工步骤为第一、在桩位处用钻机钻孔，并同时向钻孔中注入泥浆、粉煤灰浆或土，注入的高度大于等于卵石层、园砾层、砂层的顶表面；第二、将底端封闭的内管放在底端开口的外管内，并将重锤的底座放在内管上顶端的钢板上，将内外管底端放在已注泥浆、粉煤灰浆或土的桩位上；第三、启动重锤，锤击内外管上顶端的钢板，使内外管同时沉入地层中，沉管的深度由两个方面因素确定1)、按设计要求确定桩长；2)、按锤击贯入度确定桩长，即最后锤击十次，内外管贯入度小于一定量，即为终止锤击沉管的控制目标，一般按最后锤击十次，沉管贯入度小于IOcm时为终孔深度；第四、抽出内管，向外管内灌入桩身混凝土，混凝土灌注高度以保证外管拔出土层后桩顶标高符合设计要求为宜；第五、用内管压住外管内的混凝土表面，缓慢勻速拔出外管；所述的园砾层、砂层标贯击数N63. 5 > 11击，卵石层重型圆锥动力触探击数 N63. 5 彡 15 击。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在桩位处钻孔的直径为 250-650mm，钻孔的深度小于等于实际施工桩长。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当沉管成孔深度大于设计桩长时，而且锤击十次内外管贯入度还大于等于IOcm时，即可采用内外管工艺在桩底端夯击一个混凝土扩大头，混凝土扩大头的大小以最后锤击十次内外管贯入度小于IOcm为宜，也可继续锤击内外管，使内外管进入更密实的持力层，直到使最后锤击十次内外管贯入度小于IOcm为且。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的内管比外管短5-25cm，内管底端封口的钢板直径比外管内径小0. 5-2. 5cm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当设计钢筋混凝土灌注桩时，则在桩底端夯扩大头施工完后，抽出内管，先将钢筋笼放入外管内，然后再向外管内灌注桩体混凝土。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在桩底端夯击一个混凝土扩大头采用干硬性混凝土，其塌落度2-6cm，桩身混凝土的塌落度为14-2km。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的外管直径范围是250-650mm，外管长度为an-25m。
全文摘要
在卵石层、园砾层、砂层中施工沉管灌注桩的方法，先在桩位处钻孔并同时向孔内注入泥浆或粉煤灰浆，然后采用锤击双重套管工艺施工沉管灌注桩，从而实现了桩底端无沉渣，单桩承载力高的目的；具有施工速度快、现场无污染、质量有保证、工程造价底，又保证设计的桩径及桩长的特点。
文档编号E02D5/38GK102444119SQ20111027831
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者刘清洁 申请人:刘清洁