防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构及施工方法
【专利摘要】本发明涉及防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构及其施工方法，在钢筋混凝土钻孔灌注桩外围设置外护筒，在钢筋混凝土钻孔灌注桩与外护筒之间从上到下设置活性材料浆固护盘、活性材料浆固护壁，在活性材料浆固护壁下方设置水泥土止水护壁；其中活性材料浆固护盘的直径大于活性材料浆固护壁和水泥土止水护壁；在活性材料浆固护盘中部布置钢筋笼定位预埋件；钢筋混凝土钻孔灌注桩是通过在内护筒内安放钢筋笼后灌注混凝土形成。本发明涉及的护筒结构稳定性好、环保性好、造价相对较低，可有效防治水中钻孔灌注桩的穿孔漏浆，具有较好技术经济效益。
【专利说明】 防治水中钻孔灌注粧穿孔漏浆的结构及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钻孔灌注桩保护结构及施工方法，特别是涉及一种防治水中灌注桩穿孔漏浆的结构及施工方法。属于桩基工程领域，适用于要求防治穿孔漏浆，要求高质量的水中钻孔灌注桩的桩基施工。
【背景技术】
[0002]钻孔灌注桩是通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，是深基础中最常用的形式。与其他类基础相比不受地域、地质条件、气候条件、地下水位的高低、桩径大小及桩身长度等条件的限制，具有承载力高、建筑费用低的优点，而且钻孔灌注桩能很好的将上部的荷载传到深层稳定的岩土层，从而减少基础的沉降和建筑物的不均匀沉降，因此钻孔灌注桩近年来被广泛用于高层建筑、重型厂房、桥梁港口、码头、水利工程。对于桩底或全部桩身位于水位以下，或在水流无法封闭的地方浇筑混凝土，必须采用水下灌注法施工。
[0003]水下混凝土灌注技术是钻孔灌注桩基施工中关键的一环，施工质量直接关系到成桩质量。因为水下浇筑混凝土比地上浇筑困难得多，施工时和施工后都不能对建筑物的填充程度进行直接观察，在控制和提高混凝土质量方面都出现很多困难。而且，水下混凝土灌注桩本身施工的隐蔽性、工艺的复杂性和连续性，桩身容易出现蜂窝、麻面、空洞、离析、夹泥或断桩等质量事故，不但延误工期和造成较大经济损失，而且会潜伏安全隐患，危及人民财产及生命安全。
[0004]水下钻孔灌注桩的护壁形式有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。但是两种方法都有各自的缺陷:泥浆护壁方法施工质量不能保证，容易缩孔塌孔，穿孔漏浆；全套管施工方法施工成本较高，施工较为繁琐，需要安装通长的套管，压进和抽拔套管困难。
[0005]因此，水中混凝土钻孔灌注桩施工质量如何保证，如何有效防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆，亟需开发一种更为优化的施工方法和质量保证措施，以更好地进行水下灌注桩施工。
【发明内容】
[0006]为了解决以上问题，本发明提供了一种防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆结构及施工方法，在水中钻孔灌注桩施工时采用双护筒埋设结构，可有效防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的问题，有效保证灌注桩施工质量，并能一定程度上提高桩身强度和承载能力。
[0007]本发明的技术方案是:
防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构，在钢筋混凝土钻孔灌注桩外围设置外护筒，在钢筋混凝土钻孔灌注桩与外护筒之间从上到下设置活性材料浆固护盘、活性材料浆固护壁，在活性材料浆固护壁下方设置水泥土止水护壁；
其中活性材料浆固护盘的直径大于活性材料浆固护壁和水泥土止水护壁；
在活性材料浆固护盘中部布置钢筋笼定位预埋件； 钢筋混凝土钻孔灌注桩是通过在内护筒内安放钢筋笼后灌注混凝土形成；
所述的内护筒、外护筒与钢筋笼同轴设置，内护筒的底部位于水泥土止水护壁大致中部的位置；
外护筒是由直径不同的两段构成，其中上部为扩大段，下部为缩小段，两段之间的连接台为水平台，在缩小段底端活动连接活瓣扇叶，活瓣扇叶可自由开合旋转，打设时保持封闭，上提时保持张开。
[0008]内外护筒均采用普通碳素结构钢板卷制而成。
[0009]防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆结构的施工方法，步骤如下:
1)布设高压旋喷钻杆在内护筒底部设计位置，高压旋喷形成水泥土止水护壁；
2)在内护筒外包裹隔离膜，根据设计桩位，打设时边钻孔边压入内护筒，直至设计位置，此时内护筒的底部处于水泥土止水护壁的保护中；
3)再根据内护筒位置，压入制作好的外护筒，压入的时候缩小段的活瓣扇叶呈闭合状态，方便打设；
4)内外护筒之间、水泥土止水护壁以上设计位置，边灌入活性材料边振动上拔外护筒，吸水形成活性材料浆固护壁；
5)在外护筒扩大段灌入活性材料并埋设钢筋笼定位预埋件，活性材料吸水形成活性材料浆固护盘；
6)在活性材料吸水浆固后，再进行施工钻孔灌注桩工序，向内护筒内下放钢筋笼并将之与钢筋笼定位预埋件焊接；
7)采用导管法向钢筋笼内灌注混凝土，边灌边拔内护筒，形成钢筋混凝土钻孔灌注桩；
8)回收钢筋笼定位预埋件，填补孔洞。
[0010]本发明具有以下优点和有益效果:
1)内外护筒与钢筋混凝土钻孔灌注桩同轴设置，且外护筒短于内护筒，两个护筒都不是通长设置，既节约了施工成本，又避免了护筒压设和抽拔困难的问题，而且同样起到了导向钻头，固定桩位的作用。
[0011]2)外护筒的设置更方便在灌注桩外围进行护壁和护盘的灌注施工；内护筒的设置可以更好的引导钻孔灌注桩的施工，保证混凝土的施工质量。
[0012]3)在上下两个方向距离内护筒底部一定范围内设置水泥土止水护壁，弥补了护筒较短时造成的不能很好保证灌注桩质量的缺陷，一定程度上也增强了桩基的竖向及水平承载能力，也能在钻孔灌注桩施工时稳定孔壁，防止塌孔、穿孔漏浆。
[0013]4)在水泥土止水护壁上部设置活性材料护壁和扩大的活性材料浆固护盘，不但克服了上部土体不易形成水泥土护壁的问题，而且对水质无污染，更加的环保，也增强了桩基的竖向及水平承载能力。
[0014]5)在护盘内设置可回收预埋件，可定位和固定灌注桩的钢筋笼，防止钢筋上浮，保证灌注桩施工质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是水中钻孔灌注桩护筒埋设结构未拔除内护筒的结构示意图； 图2是内外护筒套接后的俯视图；
图3是内外护筒套接后的剖视图；
图4是内外护筒套接后的立体图；
图5是水中钻孔灌注桩护筒埋设结构的施工流程图。
[0016]图中:1、外护筒；2、浆固护盘；3、钢筋笼；4、钢筋混凝土钻孔灌注桩；5、内护筒；6、隔离膜；7、钢筋笼定位预埋件；8、浆固护壁；9、水泥土止水护壁；10、加筋肋板；11、销钉；
12、活瓣扇叶；13、河床表层淤泥；14、软弱土层；15、相对持力层。
【具体实施方式】
[0017]本实施方式中钢筋绑扎、钢板焊接施工技术要求，水泥土、混凝土和活性材料的配比及浇筑灌注施工技术要求等在本实施例中不再累述，重点阐述本发明涉及的发明结构特点及功效，并配合附图详细说明如下:
参照图1所示，防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构，在钢筋混凝土钻孔灌注桩4外围设置外护筒1，在钢筋混凝土钻孔灌注桩4与外护筒1之间从上到下依次设置活性材料浆固护盘2、活性材料浆固护壁8、水泥土止水护壁9，其中活性材料浆固护盘2的直径大于活性材料浆固护壁8和水泥土止水护壁9，在活性材料浆固护盘2顶部布置钢筋笼定位预埋件7，钢筋混凝土钻孔灌注桩4是通过在内护筒5内安放钢筋笼3后灌注混凝土形成，内护筒5的底部位于水泥土止水护壁9的约中部的位置。
[0018]如图2、图3、图4，双护筒结构由同轴设置的内护筒5和外护筒1组成，外护筒1是由直径不同的两段构成，其中上段为扩大段，直径大于缩小段，缩小段的底端与内护筒5等直径；两段之间的连接台为水平台，在缩小段底端周向焊接六个加筋肋板10，对应六个活瓣扇叶12上的六个加筋肋板10，由销钉11固定，可自由开合旋转，打设时保持封闭，上提时保持张开，方便操作，减小阻力。
[0019]内护筒5直径800_，在外壁设置隔离膜6，并打设到水泥土止水护壁9中部；外护筒1扩大段直径2100mm，缩小段直径为1400mm ;护筒均采用壁厚10mm的Q235a普通碳素结构钢板卷制而成；护筒与桩同轴设置。
[0020]水泥土止水护壁9是由高压旋喷钻杆在软弱土层14内预设的内护筒端部的部位高压旋喷而成，高度为1600mm，经钻孔清孔、将内护筒底部打设至水泥土止水护壁9中部后，成型的水泥土止水护壁9外径1400mm，内径800mm，呈环柱状包围着内护筒，其顶部和底部各距内护筒底部800mm。
[0021]在内护筒5和外护筒1缩小段、扩大段之间，水泥土止水护壁9以上至河床标高处灌注活性材料吸水浆固后成为浆固护壁8和浆固护盘2，在浆固护盘2顶部设置的钢筋笼定位预埋件7采用Φ 12mm,强度等级HPB335螺纹钢筋底部以螺栓固定，预埋件用于定位和固定钢筋笼。
[0022]钢筋混凝土钻孔灌注桩4，桩型为圆形，直径为700mm，桩体穿过河床上部软弱土层，深入相对持力层15内1000_ ;钢筋混凝土钻孔灌注桩4内钢筋笼的直径为500_，设置12根Φ 16mm、强度等级HRB335纵向螺纹钢筋，螺旋箍筋采用Φ8πιπι、强度等级为ΗΡΒ300的光面钢筋，以钢筋笼定位预埋件7固定钢筋笼，防止浇筑混凝土时钢筋上浮；钢筋混凝土钻孔灌注桩4采用C30的混凝土 ；钻孔灌注桩4的施工满足现行规范要求。
[0023] 如图5，上述防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构的主要施工过程如下:
1)布设高压旋喷钻杆在内护筒5底部设计位置，高压旋喷形成水泥土止水护壁9；
2)在内护筒5外包裹隔离膜6，根据设计桩位，打设时边钻孔边压入内护筒5，直至设计位置，此时内护筒5的底部处于水泥土止水护壁9的保护中；
3)再根据内护筒5位置，压入制作好的外护筒1，压入的时候缩小段的活瓣扇叶12呈闭合状态，方便打设；
4)内外护筒之间、水泥土止水护壁9以上设计位置，边灌入活性材料边振动上拔外护筒1，吸水形成活性材料浆固护壁8 ；
5)在外护筒1扩大段灌入活性材料并埋设钢筋笼定位预埋件7，活性材料吸水形成活性材料浆固护盘2，浆固护盘2和部分浆固护壁8处于河床表层淤泥13内；
6)在活性材料吸水浆固后，再进行施工钻孔灌注桩工序，向内护筒内下放钢筋笼并将之与钢筋笼定位预埋件7焊接；
7)采用导管法向钢筋笼内灌注混凝土，边灌边拔内护筒5，形成钢筋混凝土钻孔灌注桩
4 ；
8)回收钢筋笼定位预埋件7，填补孔洞。
【权利要求】
1.防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构，其特征在于在钢筋混凝土钻孔灌注桩外围设置外护筒，在钢筋混凝土钻孔灌注桩与外护筒之间从上到下设置活性材料浆固护盘、活性材料浆固护壁，在活性材料浆固护壁下方设置水泥土止水护壁； 其中活性材料浆固护盘的直径大于活性材料浆固护壁和水泥土止水护壁； 在活性材料浆固护盘中部布置钢筋笼定位预埋件； 钢筋混凝土钻孔灌注桩是通过在内护筒内安放钢筋笼后灌注混凝土形成。
2.根据权利要求1所述的防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构，其特征在于，所述的外护筒是由直径不同的两段构成，其中上部为扩大段，下部为缩小段，两段之间的连接台为水平台，在缩小段底端活动连接活瓣扇叶，活瓣扇叶可自由开合旋转，打设时保持封闭，上提时保持张开。
3.根据权利要求1所述的防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构，其特征在于，所述的内外护筒均采用普通碳素结构钢板卷制而成。
4.根据权利要求1所述的防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构，其特征在于所述的内护筒、外护筒与钢筋笼同轴设置，内护筒的底部位于水泥土止水护壁大致中部的位置。
5.权利要求1所述的防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构的施工方法，其特征在在于步骤如下: 1)布设高压旋喷钻杆在内护筒底部设计位置，在软弱土层高压旋喷形成水泥土止水护壁； 2)在内护筒外包裹隔离膜，根据设计桩位，打设时边钻孔边压入内护筒，直至设计位置，使内护筒的底部处于水泥土止水护壁的保护中； 3)再根据内护筒位置，压入制作好的外护筒，压入的时候缩小段的活瓣扇叶呈闭合状态； 4)内外护筒之间、水泥土止水护壁以上设计位置，边灌入活性材料边振动上拔外护筒，活瓣扇叶呈开放状态，吸水形成活性材料浆固护壁； 5)在外护筒扩大段灌入活性材料并埋设钢筋笼定位预埋件，活性材料吸水形成活性材料浆固护盘； 6)进行施工钻孔灌注桩工序，向内护筒内下放钢筋笼并将之顶部与钢筋笼定位预埋件焊接； 7)采用导管法向钢筋笼内灌注混凝土，边灌边拔内护筒，形成钢筋混凝土钻孔灌注桩； 8)回收钢筋笼定位预埋件，填补孔洞。
【文档编号】E02D5/38GK104358252SQ201410541231
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】王新泉 申请人:杭州江润科技有限公司