一种适用于岩溶地层的人挖桩超前支护方法与流程

本发明属于人工挖桩技术领域，尤其涉及一种适用于岩溶地层的人挖桩超前支护方法。

背景技术：

目前，大直径桩普遍采用人工挖孔方法施工，该法施工一般流程是每往下挖1-1.5m，支设模板浇筑护壁混凝土，待护壁混凝土达到一定强度后，再进行下一步开挖，如此循环，只到设计桩长位置，然后吊装钢筋笼和浇筑混凝土。上述方法遇到软土地层或岩溶地层。

现有的施工方法存在如下突出问题：无法快速护壁，岩溶水容易灌入桩孔，导致塌孔或施工停滞，易造成施工事故，轻则影响工期，使得造价飙升，重则可能导致桩孔中施工人员伤亡。

技术实现要素：

本发明提供一种适用于岩溶地层的人挖桩超前支护方法，旨在解决现有技术存在的问题。

本发明是这样实现的，一种适用于岩溶地层的人挖桩超前支护方法，包括以下步骤：

s1、沿预设计桩孔的高度方向向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁；

s2、当挖掘深度达到岩溶地层的顶部一定高度时停止支设护壁，并停止继续挖掘，在岩溶地层顶部一定高度的桩孔壁处进行管棚施工，管棚与竖向夹角为10～35°；管棚可采用底部钻花孔的钢管，通过预钻孔后放入钢管，进行注浆，并向周边岩土体内注入速凝浆液，在桩孔的位于岩溶地层区段的侧壁形成封闭的加固体；

s3、继续向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁，直至达到预设计桩孔的深度。

优选的，所述速凝浆液为水泥和水玻璃速凝浆液的混合物，或者水泥、矿渣和水玻璃速凝浆液的混合物。

优选的，所述速凝浆液为钢渣、片碱溶液、水玻璃的混合物。

优选的，所述速凝浆液为偏高岭土、片碱溶液、水玻璃的混合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种适用于岩溶地层的人挖桩超前支护方法，通过沿预设计桩孔的高度方向向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁，当挖掘深度达到岩溶地层顶部一定高度位置时，在岩溶地层的深度范围内的桩孔壁处进行管棚施工，根据溶洞情况，向周边岩土体内注入速凝浆液或先注入塑形黏土浆液或高岭土浆液形成孔壁，再注入速凝浆液形成岩溶区段桩侧封闭加固体，通过溶洞地层段后，继续向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁，直至达到预设计桩孔的深度，从而预先在岩溶地层周边形成封闭的注浆加固体，能有效阻断岩溶水涌入桩孔内，从而保证人挖桩通过此段时连续施工，保证了施工连续性，节省了工期。

附图说明

图1为本发明的一种适用于岩溶地层的人挖桩超前支护方法的具体实施示意图。

图2为本发明的钢管的结构示意图

图中：1-护壁、2-岩溶地层、3-速凝浆液、4-管棚、5-钢管、6-花孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

请参阅图1-2，本实施例提供一种技术方案：一种适用于岩溶地层的人挖桩超前支护方法，其适用于岩溶孔洞为非连续的小孔洞的岩溶地层，包括以下步骤：

s1、沿预设计桩孔的高度方向向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁1。当桩孔为超大直径时，在预制工厂预制护壁的各预制件，预制件包括有标准块、邻接块和封装块，2～4个所述标准块、2个邻接块和1个封装块合围形成一个护壁圈，多个护壁圈的沿轴向堆叠形成一个护壁段，每一个护壁段内相邻的所述护壁圈通过螺栓连接，每一个护壁圈内的周向相邻的预制件之间通过螺栓连接，并且设置有橡胶止水条，并且在护壁支设完成后注入水泥浆以增加护壁1外壁与周边岩土体的摩擦力。

s2、当挖掘深度达到岩溶地层2的顶部一定高度时停止支设护壁1，并停止继续挖掘，在岩溶地层2顶部一定高度的桩孔壁处进行管棚4分段施工，管棚4与竖向夹角为10～35°；管棚4可采用底部钻花孔6的钢管5，通过预钻孔后放入钢管5，进行注浆，并向周边岩土体内注入速凝浆液3，在桩孔的位于岩溶地层区段的侧壁形成封闭的加固体，使得该区域的岩土结构更稳固，稳定性更好。本实施例的施工方法适用的岩溶孔洞为非连续的小孔洞，直接注满速凝浆液3。管棚4可以采用钻孔钢管或袖阀管。

其中，通过地面搅拌和软管输送注浆，计算好搅拌和输送时间、速度，保证浆液流动性和到达位置后能速凝，注浆压力为0.5～2mpa，搅拌2-3分钟，具有高塑性，输送指定位置后2-5s速凝，以免被溶洞水流带走。

s3、继续向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁1，到设计的下一次管棚施工位置处，停止开挖，钻孔并放入钻孔花管，根据岩溶情况直接注入速凝浆液3或先注塑形黏土浆液或高岭土浆液形成孔壁，再注入速凝浆液3形成岩溶区段桩侧封闭加固体。如此循环施工，直至通过岩溶段。

s4、继续逐段下挖桩孔并支设孔壁，直至达到预设计桩孔的深度。

速凝浆液3为水泥和水玻璃速凝浆液3的混合物，或者水泥、矿渣和水玻璃速凝浆液的混合物。

本发明的一种适用于岩溶地层的人挖桩超前支护方法，通过沿预设计桩孔的高度方向向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁1，当挖掘深度达到岩溶地层2的底部时，在岩溶地层2的深度范围内的桩孔壁处进行管棚施工，并向周边岩土体内注入速凝浆液3，在桩孔的位于岩溶地层3区段的侧壁形成加固体，接着继续向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁1，直至达到预设计桩孔的深度。本发明采用主动处理方案，采用斜管注浆预先下岩溶或软土层周边形成封闭的注浆加固体，能保证人挖桩通过此段时连续施工，保证了施工连续性，节省了工期，节约了造价。同时，岩溶或软土段的注浆加固体具有较好的力学性能，保证桩身在此段与周边土体的摩擦力，一定程度上提高了桩身承载力，有利于保障各桩的承载力和沉降的均匀性。

实施例二

本实施例提供一种技术方案：一种适用于岩溶地层的人挖桩超前支护方法，其适用于岩溶孔洞为大孔洞的岩溶地层，包括以下步骤：

s1、沿预设计桩孔的高度方向向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁1。

s2、当当挖掘深度达到岩溶地层2的顶部一定高度时停止支设护壁1，并停止继续挖掘，在岩溶地层2顶部一定高度的桩孔壁处进行管棚4施工，管棚4与竖向夹角为10～35°；管棚4可采用底部钻花孔6的钢管5，通过预钻孔后放入钢管5，进行注浆，并向周边岩土体内注入速凝浆液3，在桩孔的位于岩溶地层区段的侧壁形成封闭的加固体，本实施例的施工方法适用的岩溶孔洞为大孔洞，先通过钢管5向其中注入高塑形的黏土浆液或高岭土浆液，在孔壁周边形成封闭环，然后再注入速凝浆液3，使得该区域的岩土结构更稳固，稳定性更好。管棚4可以采用钻孔钢管或袖阀管。

s3、继续向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁1，继续向下开挖桩孔并支设相应深度的护壁1，到设计的下一次管棚施工位置处，停止开挖，钻孔并放入钻孔花管，根据岩溶情况直接注入速凝浆液3或先注塑形黏土浆液或高岭土浆液形成孔壁，再注入速凝浆液3形成岩溶区段桩侧封闭加固体。如此循环施工，直至通过岩溶段。

s4、继续逐段下挖桩孔并支设孔壁，直至达到预设计桩孔的深度。

速凝浆液3钢渣、片碱溶液、水玻璃的混合物，或者偏高岭土、片碱溶液、水玻璃的混合物。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。