在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法
2023-09-11 23:18:25
專利名稱：在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法
技術領域：
本發明涉及一種沉管灌注樁的施工方法，特別涉及在較密實的卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法。
背景技術：
隨著工業和民用建設的不斷發展，在施工中會經常遇到不同類型的地層土，如標貫擊數N63.5 > 11擊的園礫層、砂層或粘性土，粉土中夾有一定厚度的卵石層、園礫層、砂層，在此類土層中通常採用鑽孔灌注樁工藝，而鑽孔灌注樁因容易發生塌孔現象，造成沉渣大，單樁承載力低，周期長，工程費用高。為了解決上述問題，本申請人劉清潔於2007年12 月12日向國家知識產權局提出了名稱為《在卵石層、砂層中施工的沉管灌注樁施工方法》 的發明專利的申請，並於2009年8月沈日取得了國家知識產權局授予的發明專利權，專利號為ZL200710188594.3 ；若採用該發明專利進行施工，當卵石層、園礫層、砂層的密實度大到一定程度時或設計的樁徑、樁長比較大時，沉管困難、施工速度慢。
發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提出一種在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法，先在樁位處鑽孔並同時向孔內注入泥漿、粉煤灰漿或土，然後採用錘擊雙重套管工藝施工沉管灌注樁，具有施工速度快、現場無汙染、質量有保證、工程造價低，又保證設計的樁徑及樁長的特點。在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法，其具體施工步驟為第一、在樁位處用鑽機鑽孔，並同時向鑽孔中注入泥漿、粉煤灰漿或土，注入的高度大於等於卵石層、園礫層、砂層的頂表面；第二、將底端封閉的內管放在底端開口的外管內，並將重錘的底座放在內管上頂端的鋼板上，將內外管底端放在已注泥漿、粉煤灰漿或土的樁位上；第三、啟動重錘，錘擊內外管上頂端的鋼板，使內外管同時沉入地層中，沉管的深度由兩個方面因素確定1)、按設計要求確定樁長；2)、按錘擊貫入度確定樁長，即最後錘擊十次，內外管貫入度小於一定量，即為終止錘擊沉管的控制目標，一般按最後錘擊十次，沉管貫入度小於IOcm時為終孔深度；第四、抽出內管，向外管內灌入樁身混凝土，混凝土灌注高度以保證外管拔出土層後樁頂標高符合設計要求為宜；第五、用內管壓住外管內的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管；所述的園礫層、砂層標貫擊數N63. 5 > 11擊，卵石層重型圓錐動力觸探擊數 N63. 5 彡 15 擊。所述的在樁位處鑽孔的直徑為250_650mm，鑽孔的深度小於等於實際施工樁長。當沉管成孔深度大於設計樁長時，而且錘擊十次內外管貫入度還大於等於IOcm時，即可採用內外管工藝在樁底端夯擊一個混凝土擴大頭，混凝土擴大頭的大小以最後錘擊十次內外管貫入度小於IOcm為宜，也可繼續錘擊內外管，使內外管進入更密實的持力層，直到使最後錘擊十次內外管貫入度小於IOcm為宜。所述的內管比外管短5-25cm，內管底端封口的鋼板直徑比外管內徑小 0. 5-2. 5cm。當設計鋼筋混凝土灌注樁時，則在樁底端夯擴大頭施工完後，抽出內管，先將鋼筋籠放入外管內，然後再向外管內灌注樁體混凝土。在樁底端夯擊一個混凝土擴大頭採用幹硬性混凝土，其塌落度2-6cm，樁身混凝土的塌落度為14-2km。所述的外管直徑範圍是250-650mm，外管長度為2m_25m。由於在樁位處用鑽機鑽孔，並同時向鑽孔中注入泥漿、粉煤灰漿或土，泥漿、粉煤灰漿或土的強度比卵石層、園礫層、砂層的強度低，沉管施工時容易使泥漿、粉煤灰漿或土向樁側擠密，所以當卵石層、園礫層、砂層的密實度較大時或設計的樁徑、樁長比較大時，沉管施工速度快，同樣的地層、樁徑、樁長，採用本發明施工可以比採用發明專利 ZL200710188594. 3施工效率提高3倍以上。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。實施例一本實施例概況為某工程地面上30層，地下室一層，基礎埋深6. 2m，天然地基方案不成立。建築面積38000平方米，設計要求複合地基承載力特徵值大於580kpa。原地基土為基礎底下①層粉細砂承載力特徵值為180kpa，標貫擊數為11 19擊，平均厚度為1. 3m, ②層細砂的承載力特徵值200kpa，標貫擊數為18 25擊，平均厚度為5m，③層細砂的承載力特徵值250kpa，標貫擊數為27 31擊，厚度大於20m。採用本發明的方法進行施工，設計素混凝土樁直徑450mm，樁長11m，進入③層細砂3. 5m。樁距為1.8m，等邊三角形布樁。施工後按規範進行檢測。複合地基承載力特徵值大於580kpa，沉降量為10 18mm，單樁豎向極限承載力值為3000KN，沉降量為12mm。本實施例的具體步驟是一、在樁位處鑽孔，鑽孔直徑為350mm，孔深9m，並同時向內注入泥漿，注入的高度
等於①層粉細砂的頂表面。二、將長度為12. 35m的內管放在長度為12. 5m的外管內並將4噸重的柴油錘底座放在內管上頂端的鋼板上，啟動柴油錘，錘擊內管上頂端的鋼板，使內外管同時沉入砂層中，沉管的深度為11m，並保證最後錘擊十次內外管貫入度小於3cm。三、抽出內管，向外管內灌入混凝土，混凝土灌注高度為11m。四、用內管壓住外管內的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管；混凝土的塌落度為 22cm0五、待外管全部拔出後，用振動棒對樁體進行振搗。本實施例比採用發明專利ZL200710188594. 3施工效率提高3. 5倍。實施例二
本實施例概況為某工程地面上20層，地下1層，框剪結構。基礎埋深6. 5米。天然地基方案不成立。原地質概況為基礎底下②層園礫層，天然承載力特徵值200kpa，該層平均厚度為6m，標貫擊數為15 25擊。地層分布不均勻，③粉質粘土層，平均厚度為7m。承載力特徵值為180kpa。④強風化砂巖，厚度大於an。⑤中風化砂巖層，平均厚度為1.5m， 採用本發明的方法進行施工，設計採用鋼筋混凝土沉管夯擴灌注樁，樁直徑500mm，樁長13 米，進入強風化砂巖層0. 5米，夯擴大頭直徑為800mm，且錘擊十次貫入度不大於2cm為終孔標準。施工後按規範進行檢測，單樁豎向極限承載力大於4000KN，沉降量為10mm。本實施例的具體步驟是一、在樁位處鑽孔，孔直徑250mm，鑽孔深度為細，並向孔內投入黃土，注入的高度
等於②層園礫層的頂表面。二、將長度為14. 35m的內管放在長度為14. 55m的外管內並將4噸重的柴油錘底座放在內管上頂端的鋼板上。三、啟動柴油錘，錘擊內管上頂端的鋼板，使內、外管同時沉入強風化砂巖層中，並保證最後錘擊十次內外管貫入度小於2cm。四、抽出內管，向外管內投入0. 3m3幹硬性混凝土，塌落度為km，再將內管放入外管內，將外管內的幹硬性混凝土打出外管底端，如此反覆兩次，在外管底端形成一個直徑大於800mm的夯擴大頭。五、抽出內管，將直徑400，長度為13. 5m鋼筋籠放入外管內，並灌注樁身混凝土， 混凝土的塌落度為22cm，強度為C40。六、用內管壓住外管內的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管。七、待外管全部拔出後，用振動棒對樁體進行振搗。本實施例比採用發明專利ZL200710188594. 3施工效率提高4倍。實施例三本實施例概況為某工程地面上18層，地下室一層，基礎埋深6m，建築面積3500 平方米。設計要求採用牆下布樁，樁直徑450mm，樁長10m，鋼筋籠主筋為6根，直徑為14mm， 單樁豎向極限承載力大於3000KN。原地基土為細砂層，基礎底下①層細砂承載力特徵值為 180kpa，標貫擊數為11 15擊，平均厚度為細，②層細砂的承載力特徵值220kpa，標貫擊數為18 27擊，平均厚度為5m，③層粗砂的承載力特徵值250kpa，標貫擊數為27 31擊， 平均厚度大於60m。採用本發明的方法進行施工，設計鋼筋混凝土灌注樁，樁直徑450mm，樁長11m，進入③層細砂2. 5m。施工後按規範進行檢測，單樁豎向極限承載力值為^OOKN，沉降量為 15mm0本實施例的具體步驟是一、在樁位處鑽孔，孔直徑450mm，鑽孔深度為10m，並同時向孔內注入粉煤灰漿，
注入的高度等於①層細砂的頂表面。二、將長度為12. 5m的內管放在長度為12. 65m的外管內並將6噸的柴油錘的底座放在內管上頂端的鋼板上，啟動柴油錘，錘擊內管上頂端的鋼板，使內、外管同時沉入細砂層中，沉管的深度為11m，並保證最後錘擊十次，內外管貫入度小於3cm。三、抽出內管，向外管內投入0. 2m3幹硬性混凝土，塌落度為km，再將內管放入外管內，將外管內的0. 2m3幹硬性混凝土打出外管底端，如此反覆兩次，在外管底端形成一個直徑大於600mm的擴大頭。四、將鋼筋籠放入外管內，然後再向外管內灌入混凝土，混凝土灌注高度以保證外管拔出土層後樁頂標高符合設計要求。五、用內管壓住外管內的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管。混凝土的塌落度為 20cm。第五，待外管全部拔出後，用振動棒對樁體進行振搗。本實施例比採用發明專利ZL200710188594. 3施工效率提高3倍。
權利要求
1.在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法，其特徵在於，其具體施工步驟為第一、在樁位處用鑽機鑽孔，並同時向鑽孔中注入泥漿、粉煤灰漿或土，注入的高度大於等於卵石層、園礫層、砂層的頂表面；第二、將底端封閉的內管放在底端開口的外管內，並將重錘的底座放在內管上頂端的鋼板上，將內外管底端放在已注泥漿、粉煤灰漿或土的樁位上；第三、啟動重錘，錘擊內外管上頂端的鋼板，使內外管同時沉入地層中，沉管的深度由兩個方面因素確定1)、按設計要求確定樁長；2)、按錘擊貫入度確定樁長，即最後錘擊十次，內外管貫入度小於一定量，即為終止錘擊沉管的控制目標，一般按最後錘擊十次，沉管貫入度小於IOcm時為終孔深度；第四、抽出內管，向外管內灌入樁身混凝土，混凝土灌注高度以保證外管拔出土層後樁頂標高符合設計要求為宜；第五、用內管壓住外管內的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管；所述的園礫層、砂層標貫擊數N63. 5 > 11擊，卵石層重型圓錐動力觸探擊數 N63. 5 彡 15 擊。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的在樁位處鑽孔的直徑為 250-650mm，鑽孔的深度小於等於實際施工樁長。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，當沉管成孔深度大於設計樁長時，而且錘擊十次內外管貫入度還大於等於IOcm時，即可採用內外管工藝在樁底端夯擊一個混凝土擴大頭，混凝土擴大頭的大小以最後錘擊十次內外管貫入度小於IOcm為宜，也可繼續錘擊內外管，使內外管進入更密實的持力層，直到使最後錘擊十次內外管貫入度小於IOcm為且。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的內管比外管短5-25cm，內管底端封口的鋼板直徑比外管內徑小0. 5-2. 5cm。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，當設計鋼筋混凝土灌注樁時，則在樁底端夯擴大頭施工完後，抽出內管，先將鋼筋籠放入外管內，然後再向外管內灌注樁體混凝土。
6.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，在樁底端夯擊一個混凝土擴大頭採用幹硬性混凝土，其塌落度2-6cm，樁身混凝土的塌落度為14-2km。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的外管直徑範圍是250-650mm，外管長度為an-25m。
全文摘要
在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法，先在樁位處鑽孔並同時向孔內注入泥漿或粉煤灰漿，然後採用錘擊雙重套管工藝施工沉管灌注樁，從而實現了樁底端無沉渣，單樁承載力高的目的；具有施工速度快、現場無汙染、質量有保證、工程造價底，又保證設計的樁徑及樁長的特點。
文檔編號E02D5/38GK102444119SQ20111027831
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者劉清潔 申請人:劉清潔