靜壓套管旋挖灌注樁施工方法
2023-07-10 08:50:21
專利名稱：靜壓套管旋挖灌注樁施工方法
技術領域：
本發明涉及建築工程施工灌注樁技術領域，尤其涉及一種靜壓套管旋挖灌注樁施工方法。
背景技術：
在建築工程施工中，靜壓管樁技術由於施工速度快、無振動、低噪音等優點而被廣泛應用於工程施工中，但是，因靜壓管樁技術不宜在地下障礙物或孤石較多的場地施工，且具有擠土效應，在深厚淤泥及其它軟弱土層中樁施工易出現斜樁等質量問題。套管護壁法 沉管灌注樁由於成本及施工機械等原因一直無法廣泛應用。而近幾年來出現的旋挖樁技術具有快速施工性能，使得旋挖樁技術廣泛應用於各類工程中，但是，旋挖樁技術需使用泥漿護壁工藝，從而一定程度上會造成對周邊環境的影響。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於，提供一種靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，能快速、綠色環保地完成灌注樁施工。為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案一種靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，包括如下步驟
壓套管步驟利用靜壓樁機將套管壓入預定樁位處的土體內達到設計深度；
旋挖成孔步驟利用旋挖鑽機進行套管內取土，成型出設計深度及樁徑的樁孔；
安裝鋼筋籠步驟利用吊機將預製好的鋼筋籠吊運至樁孔內進行安裝；
灌注步驟往裝有鋼筋籠的樁孔灌注混凝土，同時利用靜壓樁機的夾持機構逐步拔管，最終完成混凝土灌注並拆除套管。進一步地，壓套管步驟中，利用靜壓樁機的吊樁機構或吊機將套管吊裝就位，並由靜壓樁機的夾持機構將套管對中校正，然後通過靜壓樁機主機的壓樁油缸伸程並利用樁機自重及配重作為反作用力，克服壓管過程中的管側摩阻力和樁端阻力，從而將套管壓入土體。進一步地，所述套管由多節套管依次對接而成，壓套管步驟中，在當前被壓入的一節短套管的頂端高出地面I. 2^1. 5m時，即在當前壓入的該節短套管的頂端再對接一節短套管，每節短套管對接好並校驗垂直度合格後繼續壓套管操作。進一步地，相鄰的兩根短套管之間採用螺栓進行對接。進一步地，壓樁油缸的最大行程為I. 80m,每一次下壓入土深度為I. 80m,且每次下壓後再依次進行松夾、上升、再夾、再壓的動作，並如此反覆循環動作，直到將套管壓入土體達到設計深度。進一步地，在壓套管步驟之間先進行如下施工準備步驟平整場地以滿足靜壓樁機荷載要求，確定樁位，靜壓樁機就位。進一步地，所述鋼筋籠側面還設置有滾輪式高強度細石砼保護塊。
進一步地，灌注步驟中，樁孔內有水時採用水下混凝土灌注法施工，安放好混凝土漏鬥與隔水橡皮球膽，安放混凝土澆灌導管時，應使混凝土澆灌導管離樁孔孔底的距離(O. 4m，混凝土初灌量為I. 5 2. Om3，確保混凝土能埋住導管深度約為I. O I. 3m ;樁孔內無水時採用幹孔灌注法施工，混凝土澆灌導管離孔底的距離彡I. Om。
進一步地，灌注步驟中，第一次灌注應灌至樁底部標高以上疒3m，然後振動套管Γ3πι η,使底部混凝土密實，在灌注混凝土至樁頂標高時，應先振動5 10秒再開始拔管，邊振邊拔,每拔O. 5 Im停拔振動5 10秒，並向下反插深度為300mnT500mm，如此反覆直至套管全部拔出。拔管速度控制為I. 2"!. 5m/min。進一步地,成型的灌注樁直徑為50(Tl200mm。採用上述技術方案後，本發明至少具有如下有益效果本發明有效結合靜壓管樁、套管護壁法沉管灌注樁以及旋挖樁三種樁型的施工工藝特點進行綜合優化，採用靜壓樁機將敞口式厚壁鋼套管壓入土體，再利用旋挖機進行套筒內取土成孔，有效地保證和提高了工程灌注樁的施工工效及質量，施工過程低噪音、無振動、無泥漿汙染、綠色環保，減少施工過程對周邊環境的影響，是一種具有推廣價值的新施工技術。本發明充分發揮了靜壓樁與旋挖樁的施工性能，有效提高灌注樁的施工質量及施工進度，施工成本降低20%以上；解決了在地下水豐富及存在深厚軟弱土層等地質條件複雜地區的樁成孔的難題。具有顯著的社會經濟效益。本發明適用於一般粘性土、淤泥、淤泥質土、粉土、溼陷性黃土、砂土及填土以及強風化巖層中樁基礎樁徑I. 2m以下工程樁施工；對地下水高、填海地區、衝積三角洲地區、深厚淤泥層及流砂層等地質條件複雜地區的基礎施工綜合效益尤其突出。
圖I是本發明靜壓套管旋挖灌注樁施工方法的流程圖。圖2是本發明靜壓套管旋挖灌注樁施工方法的壓套管步驟的示意圖。圖3是本發明靜壓套管旋挖灌注樁施工方法的旋挖成孔步驟的示意圖。圖4是本發明靜壓套管旋挖灌注樁施工方法的最終成型的樁孔示意圖。圖5是本發明靜壓套管旋挖灌注樁施工方法的安裝鋼筋籠的示意圖。圖6是本發明靜壓套管旋挖灌注樁施工方法的灌注混凝土的示意圖。圖7是本發明靜壓套管旋挖灌注樁施工方法的港灣混凝土及拔管的示意圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互結合，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。如圖I所示，本發明提供一種靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，步驟如下
壓套管步驟利用靜壓樁機將套管I壓入預定樁位處的土體內達到設計深度，如圖2所
示；
旋挖成孔步驟利用旋挖鑽機2進行套管I內取土，成型出設計深度及樁徑的樁孔，如圖3及圖4所示；
安裝鋼筋籠步驟利用吊機將預製好完成的鋼筋籠4吊運至樁孔3內進行安裝，如圖5所示；
灌注步驟往裝有鋼筋籠4的樁孔3灌注混凝土，同時利用靜壓樁機的夾持機構逐步拔管，最終完成混凝土灌注並拆除套管1，獲得灌注樁6，如圖6及圖7所示。具體實施時，在壓套管步驟之前先進行如下施工準備步驟平整場地以滿足靜壓樁機荷載要求，確定樁位，靜壓樁機就位，所述靜壓樁機可選擇800T、900T或者1000Τ等噸位的靜壓樁機。在壓套管步驟中，利用靜壓樁機的吊樁機構或吊機將套管I吊裝就位，並由靜壓樁機的夾持機構將套管I對中校正，然後通過靜壓樁機主機的壓樁油缸伸程並利用樁機自重及配重作為反作用力，克服壓管過程中的管側摩阻力和樁端阻力，從而將套管I壓入土
體，如圖2所示。壓樁油缸的最大行程為I. 80m，每一次下壓入土深度為I. 80m，且每次下壓後再依次進行松夾、上升、再夾、再壓的動作，並如此反覆循環動作，直到將套管I壓入土體達到設計深度。在壓進套管I過程中，應經常觀察靜壓樁機的壓力表，控制壓進過程阻力，調節樁機靜力同步平衡，避免發生偏心。同時，套管I壓進應連續進行，避免壓進間歇後增加套管I壓進阻力。在一個實施例中，所述套管I可由多節套管依次對接而成，壓套管步驟中，在當前被壓入的一節短套管的頂端高出地面I. 2^1. 5m時，即在當前壓入的該節套管的頂端再對接一節短套管，每節套管對接好並校驗垂直度合格後繼續壓套管操作。相鄰的兩根套管之間採用螺栓進行對接，兩根套管接駁時應使接口平整對接。而且，在施工過程中，每節套管壓入的精度直接影響排樁的施工質量，每節並用垂球和經緯儀等，從兩個垂直方向覆核套管I的垂直度。本發明的方法可灌注成型直徑50(Tl200mm的灌注樁。如圖3所示,在旋挖成孔步驟中,旋挖鑽機2套管內取土時,始終保持套管I底口超前於取土面深度不小於2. 50m。而最終成型好樁孔3時應保持套管I底口孔底超前於樁孔標高不小於I. 0m，但若在壓套管步驟中，套管I在未達到預定深度時即已經抵達巖層時，套管I可停止壓進，而樁孔3與套管I底口之間的標高差距可小於I. Om的限制。在旋挖成孔時，當挖進巖層時，需換用專用鑽巖鑽頭進行取巖成孔。由於旋挖鑽機2液壓系統採用負荷傳感、負載敏感技術進行比例控制，使鑽機操作更加精準、高效、節能；通過集成式真彩顯示屏，實現對鑽機的精確控制和實時監視；多工況動力頭控制系統，機動調整鑽進模式和檔位，從而適應更多複雜工況。當挖土達到樁孔3設計深度或達到設計持力層後，清除孔底虛土，測量孔深和成孔垂直度，滿足設計要求後進行驗收，獲得最終成型的樁孔3，如圖4所示。在安裝鋼筋籠步驟中，在吊裝鋼筋籠4前應對鋼筋籠4進行檢查，檢查內容包括長度、直徑、間距、接頭焊點是否變形等，完成檢查後可開始吊裝，吊裝採用履帶吊雙鉤多點緩慢起吊，嚴防鋼筋籠產生扭轉、彎曲等變形，鋼筋籠4下放時，對準孔位中心，採用正、反旋轉慢慢地逐步下放，避免碰鋼套管壁，放至設計標高后立即固定，如圖5所示。鋼筋籠3吊放的長度，須根據套管樁樁頂標高來計算。吊放時必須保證樁頂設計標高的準確性，允許誤差為土 100mm。鋼筋籠4的保護塊採用滾輪式的高強度細石砼保護塊，防止起拔鋼套管將鋼筋籠帶4上，同時可在底部設置預埋鋼板，在起拔套管I時鋼筋籠4頂部綁上測繩在拔鋼套管I時實時監控鋼筋籠4的情況。
如圖6所示，在灌注步驟中，鋼筋籠4吊放完成後，便開始安裝混凝土澆灌導管50，其直徑通常為250mm。導管接頭須裝卸方便，連接牢固，並帶有密封圈，保證不漏水不透水。混凝土澆築操作平臺須保證導管能靈活升降以及操作人員安全操作空間。樁孔3內有水時採用水下混凝土灌注法施工，安放好混凝土漏鬥與隔水橡皮球膽，安放混凝土澆灌導管50時，應使混凝土澆灌導管50離樁孔3孔底的距離彡O. 4m，混凝土初灌量為I. 5 2. Om3，確保混凝土能埋住導管深度約為I. O I. 3m ;樁孔3內無水時採用幹孔灌注法施工，混凝土澆灌導管50離樁孔3孔底的距離應彡I. Om。灌注混凝土過程中，混凝土澆灌導管50埋入混凝土深度保持在4m 6m之間，最小埋入深度不得小於2m。澆灌混凝土時，混凝土澆灌導管50應隨澆隨提，嚴禁將混凝土澆灌導管50提出混凝土面或埋入混凝土過深，一次提拔長度不宜超過6m。混凝土澆灌過程中應防止鋼筋籠4上浮，在混凝土面接近鋼筋籠4頂端時，澆灌速度應適當放慢。當混凝土面離鋼筋籠頂端為I. O 2. Om時，暫停灌注混凝土，適當提升導 管，導管提升要緩慢、平穩，避免導管內混凝土出料衝擊力過大，使鋼筋籠4上浮，或導管接頭鉤帶鋼筋籠4上浮。在澆築套管灌注樁混凝土時，一邊澆注混凝土一邊拔管，直至最後完成套管樁混凝土澆灌，獲得灌注樁6，如圖7所示。而在拔管時，始終保持套管I底低於混凝土面的深度^ 2. 5m,樁頂標高誤差控制在50cm內，鋼筋籠4標高誤差控制在土 IOcm內。吊裝鋼筋籠4及灌注樁芯混凝土應及時進行，避免停頓時間過長使套管內外阻力增大而導致拔管困難。一般地，第一次應灌至樁底部標高以上2 3m，然後振動套管I約2min,使底部混凝土密實。灌注混凝土至樁頂標高時,應先振動5 10秒才能開始拔管，邊振邊拔，每拔O. 5 Im停拔振動5 10秒，並向下反插深度為300mnT500mm，如此反覆直至套管I全部拔出，拔管速度要均勻，一般限以1.2 1.5m/min為宜。拔管過程中應及時檢查核對混凝土頂標高，如達不到規定標高時就及時補灌混凝土以確保拔管完成後滿足樁頂標高要求。儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同範圍限定。
權利要求
1.一種靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，包括如下步驟 壓套管步驟利用靜壓樁機將套管壓入預定樁位處的土體內達到設計深度； 旋挖成孔步驟利用旋挖鑽機進行套管內取土，成型出設計深度及樁徑的樁孔； 安裝鋼筋籠步驟利用吊機將預製好的鋼筋籠吊運至樁孔內進行安裝； 灌注步驟往裝有鋼筋籠的樁孔灌注混凝土，同時利用靜壓樁機的夾持機構逐步拔管，最終完成混凝土灌注並拆除套管。
2.如權利要求I所述的靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，壓套管步驟中，利用靜壓樁機的吊樁機構或吊機將套管吊裝就位，並由靜壓樁機的夾持機構將套管對中校正，然後通過靜壓樁機主機的壓樁油缸伸程並利用樁機自重及配重作為反作用力，克服壓管過程中的管側摩阻力和樁端阻力，從而將套管壓入土體。
3.如權利要求I或2所述的靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，所述套管由多節套管依次對接而成，壓套管步驟中，在當前被壓入的一節短套管的頂端高出地面1.2^1. 5m時，即在當前壓入的該節短套管的頂端再對接一節短套管，每節短套管對接好並校驗垂直度合格後繼續壓套管操作。
4.如權利要求3所述的靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，相鄰的兩根短套管之間採用螺栓進行對接。
5.如權利要求I所述的靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，壓樁油缸的最大行程為I. 80m，每一次下壓入土深度為I. 80m，且每次下壓後再依次進行松夾、上升、再夾、再壓的動作，並如此反覆循環動作，直到將套管壓入土體達到設計深度。
6.如權利要求I所述的靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，在壓套管步驟之前先進行如下施工準備步驟平整場地以滿足靜壓樁機荷載要求，確定樁位，靜壓樁機就位並校正調平。
7.如權利要求I所述的靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，所述鋼筋籠側面還設置有滾輪式高強度細石砼保護塊。
8.如權利要求I所述的靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，灌注步驟中，樁孔內有水時採用水下混凝土灌注法施工，安放好混凝土漏鬥與隔水橡皮球膽，安放混凝土澆灌導管時，應使混凝土澆灌導管離樁孔孔底的距離彡O. 4m，混凝土初灌量為I. 5 2.Om3，確保混凝土能埋住導管深度約為I. O I. 3m ;樁孔內無水時採用幹孔灌注法施工，混凝土澆灌導管離孔底的距離< 1.0m。
9.如權利要求I所述的靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，灌注步驟中，第一次灌注應灌至樁底部標高以上疒3m，然後振動套管f3min，使底部混凝土密實，在灌注混凝土至樁頂標高時，應先振動5 10秒再開始拔管，邊振邊拔，每拔O. 5 Im停拔振動5 10秒，並向下反插深度為300mnT500mm，如此反覆直至套管全部拔出，拔管速度控制為I.2 L 5m/min。
10.如權利要求I所述的靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，其特徵在於，成型的灌注樁直徑為 50(Tl200mm。
全文摘要
本發明涉及一種靜壓套管旋挖灌注樁施工方法，包括壓套管步驟利用靜壓樁機將套管壓入預定樁位處的土體內達到設計深度；旋挖成孔步驟利用旋挖鑽機進行套管內取土，成型出設計深度的孔；安裝鋼筋籠步驟利用吊機將預製好的鋼筋籠吊運至套管樁孔內進行安裝；灌注步驟往裝有鋼筋籠的樁孔灌注混凝土，同時利用靜壓樁機夾持機構進行逐步拔管，最終完成混凝土灌注並拆除套管。本發明有效結合靜壓管樁、套管護壁法沉管灌注樁和旋挖樁三種樁型的施工工藝，充分發揮三種工藝的施工性能，有效保證和提高了工程灌注樁的施工工效及質量，施工過程低噪音、無振動、無泥漿汙染、綠色環保，對周邊環境影響小，施工成本降低20%以上，具有顯著社會經濟效益。
文檔編號E02D5/38GK102888839SQ20121039248
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者張炳信, 陳鏗帆 申請人:深圳市金泰建設工程有限公司, 深圳市鴻榮軒建設工程有限公司