一种邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构的施工方法技术

本发明专利技术涉及一种邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构的施工方法，包括场地平整、测放桩位；安放路基板，复线定位；套管钻机就位；取土成孔；旋挖钻机就位；钻进过程；孔渣处理；清孔；安置钢筋笼；套管放入、焊接；灌注混凝土。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术采用套管回旋钻机和旋挖钻机结合施工，不仅具有施工质量好、成孔可靠精确、施工效率高等特点，还能适应各种复杂坚硬地层的施工，且节约能源和资源，对环境污染小，同时适应水位较高、卵石较大等地层，履带底盘承载，接地压力小，自动化程度高。本发明专利技术既提供了一种稳定性好、环境适应能力强的施工方法，又节约了成本，具有很好的推广价值和应用前景。

Construction method of composite casing bored pile structure adjacent to existing subway

The invention relates to a construction method of composite casing bored pile structure adjacent to the existing subway, including site leveling, measuring and placing pile position, the placement of the base plate of the road, the location of the compound line, the position of the casing drill, the hole forming, the position of the rotary drilling rig, the drilling process, the hole slag treatment, the hole clearing, the rebar cage, the casing and welding. Pour concrete. The beneficial effect of the invention is that the invention has the advantages of good construction quality, reliable and accurate hole formation, high construction efficiency, energy and resources, low pollution to the environment, high water level and eggs, and the combined construction of a rotary drill rig and a rotary drill rig. In the larger strata such as Shi, the caterpillar chassis is loaded, the grounding pressure is small, and the automation degree is high. The invention not only provides a construction method with good stability and strong adaptability to environment, but also saves cost, and has good popularization value and application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构的施工方法
本专利技术涉及一种邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构的施工领域，具体而言是一种邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构的施工方法。
技术介绍
随着人口、车辆的急剧增加和城镇化进程的不断推进，地铁以其节能、高效、舒适、占用空间小等优势已在我国各大中城市兴起了建设高潮。同时，城市立交以其立体、全方位的跨越方式、占地少等优点已遍布我国各个城市，并有越来越多的城市道路改造为立交线路。地铁隧道与市政桥桩的邻近建设工况变得愈发常见，因此针对桩-隧施工必须考虑其相互影响问题。灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、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。依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。目前，钻孔灌注桩施工的常规机械设备为旋挖钻机、GPS钻机。但上述设备施工效率低，成孔过程中需要泥浆护壁防止塌孔，且存在泥浆排放污染问题；桩身垂直度仅为1/150，施工噪音大，此外还存在易塌孔、扩孔、缩颈、孔底残渣厚等工艺弊病。因此,在经济性合理的前提下，寻找一种既不影响轨道交通的正常运营，又可满足城市道路建设的技术性方案显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构的施工方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：这种邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构的施工方法，包括以下步骤：1)场地平整、测放桩位：进场后清除现场土堆，平整场地；计算桩中心点坐标，采用全站仪根据地面导线控制点进行实地放样，并保护好桩位中心点；2)桩基施工2.1)安放路基板，复线定位：在测放桩中心后，将测放出的桩的中心点周边用挖机挖出基坑，再将路基板埋置其中，让路基板的中心与桩的中心叠合；2.2)套管钻机就位在成孔套管使用前，首先检查和校正单节钢套管的垂直度，垂直度偏差一般为1/500～1/300，然后检查按桩长配置的全长钢套管的垂直度，并对各节钢套管编号，做好标记，按序拼装；钢套管底部镶嵌锯齿型钛合金刀头；定位钢板按标记安放并固定；吊机起吊套管回旋钻机以定位钢板进行就位，就位后利用钢筋搭设转盘上十字中心，并用铅锤观察转盘中心与定位钢板十字中心是否吻合方可进行施工，如若不吻合，则重复上述步骤，直至中心吻合；就位完成后调整好设备的水平度，并观察和控制钢套管的垂直度使之不低于桩基施工要求；2.3)取土成孔吊装第一节钢套管在桩机钳口中，找正桩心，将底部装有切削齿的钢套管利用夹紧缸控制楔形夹紧装置夹紧，利用压拔缸控制下压钢套管，压入深度约为2.5～3.5m，然后用冲抓斗从套管内取土，一边抓土一边继续下压钢套管，始终保持钢套管底口超前于开挖面的深度不小于2.5m；第一节钢套管全部压入土中后，检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节钢套管继续下压取土，如此继续，施工至岩面时暂停抓土作业，确认岩面，确认后用配套嵌岩设备旋挖机继续凿岩作业至要求深度，确认持力层，清理干净孔底沉渣；2.4)旋挖钻机就位：旋挖钻机就位前对旋挖钻机各项准备工作进行检查，旋挖钻机安装后的底座和顶端应平稳，就位核对好中心后，然后开始钻孔；2.5)钻进过程中：观察钻杆是否垂直，并通过深度计算器控制深度，当旋挖钻机钻头顺时针旋转钻头时，底板切削板和筒体翻板的后边对齐，钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部开口之后，提身钻头到地面缷土；通过钻斗的旋转、削土、提身、缷土和泥浆支撑钢套管护筒壁，反复循环成孔；2.6)孔渣处理：旋挖钻孔在钻进过程中带出的孔渣用挖掘机装车，自缷汽车运往堆积场地，运往堆积场地后用装载机推平；2.7)清孔：钻孔达到要求深度后，用检孔器进行检孔；孔径、孔垂直度、孔深检查合格后方可进行孔底清理；清孔结束后，孔底沉碴厚度不得大于200mm；2.8)安置钢筋笼：将钢筋笼加工成两种形式的笼子；成孔检验合格后进行安放钢筋笼工作，钢筋笼加工成形后，吊车大臂作业范围内，吊入桩孔内就位；2.9)套管放入、焊接：待钢筋笼吊装完毕后，放入混凝土灌注导管；套管焊接采用二氧化碳保护焊；2.10)灌注混凝土：混凝土采用C25水下混凝土；施工中利用导管灌注连续灌注，中断时间不得超过30分钟，导管提升时不得碰撞钢筋笼；保持套管顺直，套管埋深2～6m，灌注时采用水下混凝土灌注法施工。所述步骤2.3)中，若土质为较硬的粘土，水头不高，则钢套管的压入深度可减少；若土质为软塑粘土或者水头高的流塑粘土，则钢套管的压入深度可加深。所述步骤2.3)中，终孔后孔底有裂隙水时，用套管钻孔灌注桩特有的辅助设备水下冲抓来清理孔底沉渣或用气取返循环法；清孔后若实际孔底标高与地勘建议基地标高基本相符，则不再进行钎探；若实际孔底标高与地勘建议基地标高不相符时，作钎探处理。所述步骤2.4)中，旋挖钻机在钢套筒底处低压慢速钻进，钻至钢套筒底下1.0m后开始正常钻进,钻至钢套筒下3m采用高速钻进。所述步骤2.5)中，旋挖钻机钻进的过程中检验钻孔泥浆的泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用套管回旋钻机和旋挖钻机结合施工，不仅具有施工质量好、成孔可靠精确、施工效率高等特点，还能适应各种复杂坚硬地层的施工，且节约能源和资源，对环境污染小，同时适应水位较高、卵石较大等地层，履带底盘承载，接地压力小，自动化程度高。本专利技术既提供了一种稳定性好、环境适应能力强的施工方法，又节约了成本，具有很好的推广价值和应用前景。附图说明图1为施工流程框架图。图2为施工流程示意图。图3为23#、24#墩桩基钢套管构造图。图4为工艺原理图。图5为23#、24#墩平面位置图。附图标记说明：1为1号桩基；2为2号桩基；3为3号桩基；4为4号桩基；5为5号桩基；6为6号桩基；7为7号桩基；8为8号桩基；9为9号桩基；10为10号桩基；11为11号桩基；12为12号桩基；13为地铁；14为套管回旋钻机；15为地面标高；16为待开挖土体；17为桩底标高；18为冲抓斗；19为冲锤；20为大体积岩石；21为旋挖钻机；22为夹紧缸；23为钢套管；24为楔形夹紧装置；25为压拔缸；26为切削齿。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。如图3、4所示,所述邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构，采用套管回旋钻机14施工的方法，确保承台下方一定长度采用钢套管23，吊装第一节钢套管23在桩机钳口中，找正桩心，将底部装有特制切削齿26的钢套管23利用夹紧缸22控制楔形夹紧装置24夹紧，利用压拔缸25控制下压钢套管23，压入深度约为2.5～3.5m，钢套管23内采用冲抓斗18取土，保证了孔壁的稳定性，避免对邻近地铁隧道造成过大影响。待钢套管23下沉至一定深度后，钢套管23以下采用普通旋挖钻机21施工。以杭州邻近既有地铁的备塘路改造工程施工为例，如图5所示，主线高架桥第七联23#、24#墩位于地铁1号线两侧，23#墩最近的桩基距离盾构隧道外壁约13.22m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)场地平整、测放桩位：进场后清除现场土堆，平整场地；计算桩中心点坐标，采用全站仪根据地面导线控制点进行实地放样，并保护好桩位中心点；2)桩基施工2.1)安放路基板，复线定位：在测放桩中心后，将测放出的桩的中心点周边用挖机挖出基坑，再将路基板埋置其中，让路基板的中心与桩的中心叠合；2.2)套管钻机就位在成孔套管使用前，首先检查和校正单节钢套管(23)的垂直度，垂直度偏差一般为1/500～1/300，然后检查按桩长配置的全长钢套管(23)的垂直度，并对各节钢套管(23)编号，做好标记，按序拼装；钢套管(23)底部镶嵌锯齿型钛合金刀头；定位钢板按标记安放并固定；吊机起吊套管回旋钻机(14)以定位钢板进行就位，就位后利用钢筋搭设转盘上十字中心，并用铅锤观察转盘中心与定位钢板十字中心是否吻合方可进行施工，如若不吻合，则重复上述步骤，直至中心吻合；就位完成后调整好设备的水平度，并观察和控制钢套管(23)的垂直度使之不低于桩基施工要求；2.3)取土成孔吊装第一节钢套管(23)在桩机钳口中，找正桩心，将底部装有切削齿(26)的钢套管(23)利用夹紧缸(22)控制楔形夹紧装置(24)夹紧，利用压拔缸(25)控制下压钢套管(23)，压入深度约为2.5～3.5m，然后用冲抓斗(18)从套管内取土，一边抓土一边继续下压钢套管(23)，始终保持钢套管(23)底口超前于开挖面的深度不小于2.5m；第一节钢套管(23)全部压入土中后，检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节钢套管(23)继续下压取土，如此继续，施工至岩面时暂停抓土作业，确认岩面，确认后用配套嵌岩设备旋挖机继续凿岩作业至要求深度，确认持力层，清理干净孔底沉渣；2.4)旋挖钻机就位：旋挖钻机(21)就位前对旋挖钻机(21)各项准备工作进行检查，旋挖钻机(21)安装后的底座和顶端应平稳，就位核对好中心后，然后开始钻孔；2.5)钻进过程中：观察钻杆是否垂直，并通过深度计算器控制深度，当旋挖钻机(21)钻头顺时针旋转钻头时，底板切削板和筒体翻板的后边对齐，钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部开口之后，提身钻头到地面缷土；通过钻斗的旋转、削土、提身、缷土和泥浆支撑钢套管护筒壁，反复循环成孔；2.6)孔渣处理：旋挖钻孔在钻进过程中带出的孔渣用挖掘机装车，自缷汽车运往堆积场地，运往堆积场地后用装载机推平；2.7)清孔：钻孔达到要求深度后，用检孔器进行检孔；孔径、孔垂直度、孔深检查合格后方可进行孔底清理；清孔结束后，孔底沉碴厚度不得大于200mm；2.8)安置钢筋笼：将钢筋笼加工成两种形式的笼子；成孔检验合格后进行安放钢筋笼工作，钢筋笼加工成形后，吊车大臂作业范围内，吊入桩孔内就位；2.9)套管放入、焊接：待钢筋笼吊装完毕后，放入混凝土灌注导管；套管焊接采用二氧化碳保护焊；2.10)灌注混凝土：混凝土采用C25水下混凝土；施工中利用导管灌注连续灌注，中断时间不得超过30分钟，导管提升时不得碰撞钢筋笼；保持套管顺直，套管埋深2～6m，灌注时采用水下混凝土灌注法施工。...

【技术特征摘要】
1.一种邻近既有地铁的复合套管钻孔灌注桩结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)场地平整、测放桩位：进场后清除现场土堆，平整场地；计算桩中心点坐标，采用全站仪根据地面导线控制点进行实地放样，并保护好桩位中心点；2)桩基施工2.1)安放路基板，复线定位：在测放桩中心后，将测放出的桩的中心点周边用挖机挖出基坑，再将路基板埋置其中，让路基板的中心与桩的中心叠合；2.2)套管钻机就位在成孔套管使用前，首先检查和校正单节钢套管(23)的垂直度，垂直度偏差一般为1/500～1/300，然后检查按桩长配置的全长钢套管(23)的垂直度，并对各节钢套管(23)编号，做好标记，按序拼装；钢套管(23)底部镶嵌锯齿型钛合金刀头；定位钢板按标记安放并固定；吊机起吊套管回旋钻机(14)以定位钢板进行就位，就位后利用钢筋搭设转盘上十字中心，并用铅锤观察转盘中心与定位钢板十字中心是否吻合方可进行施工，如若不吻合，则重复上述步骤，直至中心吻合；就位完成后调整好设备的水平度，并观察和控制钢套管(23)的垂直度使之不低于桩基施工要求；2.3)取土成孔吊装第一节钢套管(23)在桩机钳口中，找正桩心，将底部装有切削齿(26)的钢套管(23)利用夹紧缸(22)控制楔形夹紧装置(24)夹紧，利用压拔缸(25)控制下压钢套管(23)，压入深度约为2.5～3.5m，然后用冲抓斗(18)从套管内取土，一边抓土一边继续下压钢套管(23)，始终保持钢套管(23)底口超前于开挖面的深度不小于2.5m；第一节钢套管(23)全部压入土中后，检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节钢套管(23)继续下压取土，如此继续，施工至岩面时暂停抓土作业，确认岩面，确认后用配套嵌岩设备旋挖机继续凿岩作业至要求深度，确认持力层，清理干净孔底沉渣；2.4)旋挖钻机就位：旋挖钻机(21)就位前对旋挖钻机(21)各项准备工作进行检查，旋挖钻机(21)安装后的底座和顶端应平稳，就位核对好中心后，然后开始钻孔；2.5)钻进过程中：观察钻杆是否垂直，并通过深度计算器控制深度，当旋挖钻机(21)钻头顺时针旋转钻头时，底板切削板和筒体翻板的后边对齐，钻屑...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁智，华琦，张霄，周联英，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33