巖溶地區嵌巖樁成孔復鑽砼護壁方法
2023-08-09 11:01:11
巖溶地區嵌巖樁成孔復鑽砼護壁方法
【技術領域】
[0001]
本發明涉及一種復鑽砼護壁方法，尤其適用於巖溶地區上覆土層部位嵌巖粧成孔施工的護壁。
【背景技術】
[0002]
隨著社會經濟的快速發展，城市建設也正如火如荼的進行，不可避免的會在巖溶地區進行工程建設。在建築物主體結構施工之前，進行建築物基礎的施工是首要環節，當必須同時滿足承載力與變形控制要求時，設計上需要選擇嵌巖粧作為高層建築物的主要基礎形式，此時揭露下伏基巖進行粧基成孔不可避免，由於基巖地層中存在溶洞、溶隙、溶溝或者溶槽，當嵌巖粧成孔施工揭露下伏基巖的時候，溶洞、溶隙、溶溝或者溶槽與粧孔內部將形成聯通通道，一旦溶洞、溶隙、溶溝或者溶槽充填不完全，瞬間產生漏水、漏漿現象，造成粧孔內部產生負孔壓，水泥漿液水位迅速下降，位於上覆土層中已形成的粧孔孔壁由於失去了水泥漿液的護壁效果會立即發生坍塌現象，進而導致地面塌陷、鑽機傾覆，直接危及到施工人員、機械設備的安全，即使立即向粧孔內部補充水泥漿液，也來不及阻止孔壁坍塌。因此，防止巖溶地區嵌巖粧成孔孔壁發生坍塌，提高嵌巖粧粧孔孔壁的穩定性，提出可靠、高效的上覆土層部位嵌巖粧鑽進成孔護壁方法是當前亟需解決的工程難題。
【發明內容】
[0003]
本發明所要解決的問題是提供巖溶地區嵌巖粧成孔復鑽砼護壁方法，該護壁結構簡單易操作、穩定可靠、成孔效率高、護壁深度深、適用範圍廣、綠色環保。
[0004]本發明的技術解決方案是:巖溶地區嵌巖粧成孔復鑽砼護壁方法，首先在上覆土層中施工由護壁混凝土薄壁筒粧和位於護壁混凝土薄壁筒粧內的取芯混凝土實心粧組成的素混凝土鑽孔灌注粧，素混凝土鑽孔灌注粧粧徑大於下伏基巖嵌巖粧粧孔孔徑，粧長為自然地面至下伏基巖頂面的深度，待粧身混凝土齡期達到3?7d，然後使用旋挖鑽機對素混凝土鑽孔灌注粧取芯，取出取芯混凝土實心粧，由護壁混凝土薄壁筒粧形成復鑽砼護壁結構，繼而揭露下伏基巖並在基巖地層中進行下伏基巖嵌巖粧成孔施工。
[0005]所述取芯混凝土實心粧粧徑等於嵌巖粧粧孔孔徑，粧長與素混凝土鑽孔灌注粧相等;護壁混凝土薄壁筒粧內徑等於取芯混凝土實心粧粧徑，外徑為素混凝土鑽孔灌注粧粧徑，壁厚為100?300mm，粧長與素混凝土鑽孔灌注粧相等。
[0006]所述素混凝土鑽孔灌注粧使用強度等級為C15或者C20的素混凝土灌注而成，素混凝土技術參數如下:
(1)混凝土配合比應滿足混凝土配置強度、拌合物性能、力學性能的設計要求，至少達到根據標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度值；
(2)最大水膠比0.60，最小膠凝材料用量250kg/m3; (3)配合比設計應以乾燥狀態骨料為基準，細骨料含水率應小於0.5%，粗骨料含水率應小於0.2%。
[0007]所述素混凝土鑽孔灌注粧按如下步驟施工:首先採用泥漿護壁，在上覆土層中進行素混凝土鑽孔灌注粧的粧孔成孔施工，鑽孔漏漿時採用回填片石和黏性土處理，並進行孔底清孔，然後安裝導管一，通過導管一向粧孔內部灌注強度等級為C15或者C20的混凝土；下伏基巖嵌巖粧按如下步驟施工:使用旋挖鑽機取出取芯混凝土實心粧，然後使用衝擊鑽機衝破巖溶頂板並在基巖地層中進行下伏基巖嵌巖粧成孔施工，安裝導管二，通過導管二向下伏基巖嵌巖粧粧孔內灌注強度等級為C15的混凝土填充溶洞，直至混凝土面高出下伏基巖頂板面1.0m左右，進而拆除導管二，採用鑽機錘頭向下衝擊，若混凝土面下降後，需繼續灌注混凝土，如此反覆，直至混凝土面不再下降；最後，待混凝土灌注2天後，可按正常工藝繼續施工下伏基巖嵌巖粧粧孔，如果遇到漏漿，採用拋填片石、粘性土方法或重複灌注C15混凝土進行堵漏，直至下伏基巖嵌巖粧粧孔達到設計要求的終孔深度後，按照正常施工工藝進行清孔、下放鋼筋籠、安裝導管三、通過導管三灌注C40混凝土，最終完成嵌巖粧施工(由於取芯混凝土實心粧挖去以後，也要形成粧孔，該粧孔與下伏基巖嵌巖粧粧孔是聯通的，導管三應該先向下伏基巖嵌巖粧粧孔內灌注混凝土，然後提升導管三，向取芯混凝土實心粧粧孔中灌注，邊提升邊灌注，最後形成一根完整的嵌巖粧)。
[0008]
本發明的有益效果是:通過素混凝土鑽孔灌注粧所形成的復鑽砼護壁結構，有效地防止巖溶地區上覆土層部位嵌巖粧孔壁坍塌現象發生，維持了孔壁的穩定，大大提高了鑽進成孔的可靠性。該復鑽砼護壁結構適用範圍廣，對於不同深度的上覆土層均可適用，並且綠色環保，所取出的取芯混凝土實心粧使用機械設備搗碎，形成的素混凝土碎渣可用於施工場地的道路硬化，工程材料達到重複利用，符合當前綠色施工技術的要求。
[0009]本發明具有簡單易操作、穩定可靠、成孔效率高、護壁深度深、適用範圍廣、綠色環保等優點，可為類似地層中的鑽進成孔提供借鑑。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的結構示意圖。
[0011]圖2為圖1的A-A剖面放大示意圖。
[0012]圖3為圖1的B-B剖面放大示意圖。
【具體實施方式】
[0013]參見圖1-3，本發明包括以下步驟，首先在上覆土層2中施工由護壁混凝土薄壁筒粧1.1和位於護壁混凝土薄壁筒粧1.1內的取芯混凝土實心粧1.2組成的素混凝土鑽孔灌注粧，素混凝土鑽孔灌注粧粧徑大於嵌巖粧粧孔4孔徑，粧長為自然地面至下伏基巖3頂面的深度，待粧身混凝土齡期達到3~7d，然後使用旋挖鑽機對素混凝土鑽孔灌注粧取芯，取出取芯混凝土實心粧，由護壁混凝土薄壁筒粧形成復鑽砼護壁結構，繼而揭露下伏基巖並在基巖地層中進行嵌巖粧成孔施工。
[0014]所述取芯混凝土實心粧粧徑等於嵌巖粧粧孔孔徑，粧長與素混凝土鑽孔灌注粧相等;護壁混凝土薄壁筒粧內徑等於取芯混凝土實心粧粧徑，外徑為素混凝土鑽孔灌注粧粧徑，壁厚為100?300mm，粧長與素混凝土鑽孔灌注粧相等。
[0015]素混凝土鑽孔灌注粧使用強度等級為C15或者C20的素混凝土灌注而成，素混凝土技術參數如下:
(1)混凝土配合比應滿足混凝土配置強度、拌合物性能、力學性能的設計要求，至少達到根據標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度值；
(2)最大水膠比0.60，最小膠凝材料用量250kg/m3;
(3)配合比設計應以乾燥狀態骨料為基準，細骨料含水率應小於0.5%，粗骨料含水率應小於0.2%。
[0016]所述素混凝土鑽孔灌注粧按如下步驟施工:首先採用泥漿護壁，在上覆土層中進行素混凝土鑽孔灌注粧的粧孔成孔施工，鑽孔漏漿時採用回填片石和黏性土處理，並進行孔底清孔，然後安裝導管一，通過導管一向粧孔內部灌注強度等級為C15或者C20的混凝土；下伏基巖嵌巖粧按如下步驟施工:使用旋挖鑽機取出取芯混凝土實心粧，然後使用衝擊鑽機衝破巖溶頂板，安裝導管二，通過導管二向嵌巖粧粧孔內灌注強度等級為C15的混凝土填充溶洞，直至混凝土面高出下伏基巖頂板面1.0m左右，進而拆除導管二，採用鑽機錘頭向下衝擊，若混凝土面下降後，需繼續灌注混凝土，如此反覆，直至混凝土面不再下降；最後，待混凝土灌注2天後，可按正常工藝繼續施工下伏基巖嵌巖粧粧孔，如果遇到漏漿，採用拋填片石、粘性土方法或重複灌注C15混凝土進行堵漏，直至下伏基巖嵌巖粧粧孔達到設計要求的終孔深度後，按照正常施工工藝進行清孔、下放鋼筋籠、安裝導管三、通過導管三灌注C40混凝土，最終完成嵌巖粧施工(由於取芯混凝土實心粧挖去以後，也要形成粧孔，該粧孔與下伏基巖嵌巖粧粧孔是聯通的，導管三應該先向下伏基巖嵌巖粧粧孔內灌注混凝土，然後提升導管三，向取芯混凝土實心粧粧孔中灌注，邊提升邊灌注，最後形成一根完整的嵌巖粧)。
[0017]本發明具有以下優點:
(I)簡單易操作:素混凝土鑽孔灌注粧的施工工藝成熟可靠，取出取芯混凝土實心粧方法簡單，無需使用複雜的機械設備，施工非常簡便。
[0018](2)穩定可靠:護壁混凝土薄壁筒粧壁厚在10mm以上，所形成的護壁結構結構性強，並且混凝土材料強度高，抵抗變形能力強，大大提高了孔壁的穩定性。
[0019](3)鑽孔效率高:使用護壁混凝土薄壁筒粧形成的復鑽砼護壁結構可以有效防止嵌巖粧孔壁由於漏水、漏漿而發生坍塌現象，避免反覆填築鑽進，大大提高了鑽進成孔效率。
[0020](4)護壁深度深:該護壁方法可維持上覆土層嵌巖粧孔壁的穩定性，護壁深度不受上覆土層深度的限制，可在任意深度的上覆土層範圍內進行護壁，實際成功案例顯示，護壁混凝土薄壁筒粧的護壁深度至少可達數十米。
[0021](5)適用範圍廣:該護壁方法不僅適用於一般性地層，對於巖溶地區等土質鬆散、易於坍塌的上覆地層也具有較強的適用性。
[0022](6)綠色環保:從素混凝土鑽孔灌注粧中取出的取芯混凝土實心粧可使用機械設備搗碎，形成的素混凝土碎渣可用於施工場地的道路硬化，工程材料達到重複利用，符合當前綠色施工技術的要求。
【主權項】
1.巖溶地區嵌巖粧成孔復鑽砼護壁方法，首先在上覆土層中施工由護壁混凝土薄壁筒粧和位於護壁混凝土薄壁筒粧內的取芯混凝土實心粧組成的素混凝土鑽孔灌注粧，素混凝土鑽孔灌注粧粧徑大於下伏基巖嵌巖粧粧孔孔徑，粧長為自然地面至下伏基巖頂面的深度，待粧身混凝土齡期達到3~7d，然後使用旋挖鑽機對素混凝土鑽孔灌注粧取芯，取出取芯混凝土實心粧，由護壁混凝土薄壁筒粧形成復鑽砼護壁結構，繼而揭露下伏基巖並在基巖地層中進行下伏基巖嵌巖粧成孔施工。2.如權利要求1所述的巖溶地區嵌巖粧成孔復鑽砼護壁方法，其特徵在於:所述取芯混凝土實心粧粧徑等於嵌巖粧粧孔孔徑，粧長與素混凝土鑽孔灌注粧相等；護壁混凝土薄壁筒粧內徑等於取芯混凝土實心粧粧徑，外徑為素混凝土鑽孔灌注粧粧徑，壁厚為100?300mm，粧長與素混凝土鑽孔灌注粧相等。3.如權利要求1所述的巖溶地區嵌巖粧成孔復鑽砼護壁方法，其特徵在於:素混凝土鑽孔灌注粧使用強度等級為C15或者C20的素混凝土灌注而成，素混凝土技術參數如下: (1)混凝土配合比應滿足混凝土配置強度、拌合物性能、力學性能的設計要求，至少達到根據標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度值； (2)最大水膠比0.60，最小膠凝材料用量2501^/1113; (3)配合比設計應以乾燥狀態骨料為基準，細骨料含水率應小於0.5%，粗骨料含水率應小於0.2%。4.如權利要求1所述的巖溶地區嵌巖粧成孔復鑽砼護壁方法，其特徵在於素混凝土鑽孔灌注粧按如下步驟施工:首先採用泥漿護壁，在上覆土層中進行素混凝土鑽孔灌注粧的粧孔成孔施工，鑽孔漏漿時採用回填片石和黏性土處理，並進行孔底清孔，然後安裝導管一，通過導管一向素混凝土鑽孔灌注粧的粧孔內部灌注強度等級為C15或者C20的混凝土；下伏基巖嵌巖粧按如下步驟施工:使用旋挖鑽機取出取芯混凝土實心粧，然後使用衝擊鑽機衝破巖溶頂板並在基巖地層中進行下伏基巖嵌巖粧成孔施工，安裝導管二，通過導管二向下伏基巖嵌巖粧粧孔內灌注強度等級為C15的混凝土填充溶洞，直至混凝土面高出下伏基巖頂板面，進而拆除導管二，採用鑽機錘頭向下衝擊，若混凝土面下降後，需繼續灌注混凝土，如此反覆，直至混凝土面不再下降；最後，待混凝土灌注2天後，可按正常工藝繼續施工下伏基巖嵌巖粧粧孔，如果遇到漏漿，採用拋填片石、粘性土方法或重複灌注C15混凝土進行堵漏，直至下伏基巖嵌巖粧粧孔達到設計要求的終孔深度後，按照正常施工工藝進行清孔、下放鋼筋籠、安裝導管三、通過導管三灌注C40混凝土，最終完成嵌巖粧施工。
【專利摘要】本發明涉及一種巖溶地區嵌巖樁成孔復鑽砼護壁方法，首先在上覆土層中施工由護壁混凝土薄壁筒樁和位於護壁混凝土薄壁筒樁內的取芯混凝土實心樁組成的素混凝土鑽孔灌注樁，素混凝土鑽孔灌注樁樁徑大於下伏基巖嵌巖樁樁孔孔徑，樁長為自然地面至下伏基巖頂面的深度，待樁身混凝土齡期達到3~7d，然後使用旋挖鑽機對素混凝土鑽孔灌注樁取芯，取出取芯混凝土實心樁，由護壁混凝土薄壁筒樁形成復鑽砼護壁結構，繼而揭露下伏基巖並在基巖地層中進行下伏基巖嵌巖樁成孔施工。本發明方法簡單易操作、穩定可靠、成孔效率高、護壁深度深、適用範圍廣、綠色環保等優點，可為類似地層中的嵌巖樁成孔施工提供借鑑。
【IPC分類】E02D27/34, E02D5/38
【公開號】CN105714772
【申請號】CN201610094305
【發明人】黃軍, 李玉江
【申請人】北龍建設集團有限公司