一种溶洞灌注混凝土的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种溶洞灌注混凝土的施工方法，将混凝土泵送入钻杆中空通道内并冲开钻头上带有拉伸弹簧的密封盖进入溶洞内完成混凝土灌注。在溶洞高度较低的情况下，通过钻机和螺旋钻杆注入掺有速凝剂的低坍落度素混凝土形成混凝土墩；在溶洞高度较高的情况下，将空心钻杆套入薄壁钢套管内，在钻孔的同时同步跟进薄壁钢套管，进入溶洞并嵌固在稳定岩层，随后从桩底向薄壁钢套管内灌注混凝土，最后插入钢筋笼，形成灌注桩。本发明专利技术与传统溶洞处理方法相比，能够大幅降低材料消耗，提高施工机械化程度，简化施工工序流程，大幅度缩短工期，降低工程造价，在溶洞高度较高的情况下形成的薄壁钢套管灌注桩还能进一步提高桩基础的承载能力。

【技术实现步骤摘要】
一种溶洞灌注混凝土的施工方法
本专利技术属于地基与基础工程
，具体为一种溶洞灌注混凝土的施工方法。
技术介绍
溶洞是可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间，溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，中国是个多溶洞的国家，我国的岩溶面积约占世界亚热带岩溶总面积的1/4。在岩溶(土)洞地质上进行建造，往往需要对其进行必要的处理，以保证建筑物基础具有足够的承载力。目前主要的处理方式是钻孔后将洞体填充，以降低洞体结构出现不稳定而塌陷的危险，但这往往会导致大量的材料浪费。同时，目前的施工方法需要将溶(土)洞充满砂石水泥，并在填充后反复锤实，重新钻机成孔，灌注混凝土桩，桩的充盈系数大，成本高，施工工序多，工期较长。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
中的问题，本专利技术提供一种溶洞灌注混凝土的施工方法，可以解决溶洞处理材料消耗大、施工工序多、工艺复杂、工期长等的技术问题，并进一步提高处理后地基基础的承载力。本专利技术采用以下技术方案：一种溶洞灌注混凝土的施工方法，包括以下步骤：S1：在空心钻杆尾端的扩孔钻头出浆口处安装可单向打开的密封盖；S2：将钻机安装在溶洞上方，并在钻机上安装空心钻杆；S3：启动钻机的动力头进行正向钻进，并清理渣土，当溶洞深度小于3m时，空心钻杆触及溶洞底面，则停止钻进；当溶洞深度大于3m时，空心钻杆穿过溶洞底面进入完整岩层，则停止钻进；S4：用连接管连接混凝土泵送车的混凝土出口与动力头上的注浆口；S5：向混凝土泵送车注入清水，并通过空心钻杆将水注入溶洞以清洗溶洞；S6：向混凝土泵送车注入商品混凝土，启动混凝土泵送车，经连接管向空心钻杆内泵入商品混凝土，混凝土冲开扩孔钻头上的密封盖进入溶洞内，同时缓慢反向转动动力头以提升空心钻杆；S7：当扩孔钻头提升至溶洞的顶面以上时，停止泵送混凝土；S8：将空心钻杆完全提升至地面后用清水冲洗。进一步的，步骤S2还包括将空心钻杆套入薄壁钢套管内，在钻孔的同时同步跟进薄壁钢套管，薄壁钢套管的底部固定设有钢制开口式桩靴，且空心钻杆可相对薄壁钢套管往复运动。进一步的，还包括步骤S9，向混凝土中插入固定件形成灌注桩。优选的，薄壁钢套管的长度大于溶洞深度。进一步的，固定件的高度不低于溶洞深度。进一步的，钢制开口式桩靴的外径比薄壁钢套管的外径大10mm-20mm。进一步的，扩孔钻头钻至溶洞底面以下不少于500mm的完整岩层。进一步的，商品混凝土为低坍落度素混凝土。进一步的，空心钻杆的直径不小于100mm。进一步的，在施工过程中，扩孔钻头埋入混凝土的高度不小于1m。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的溶洞灌注混凝的施工方法在溶洞高度较小的情况利用掺有速凝剂的低坍落度素混凝土所形成的多个锥台形混凝土墩，不必将整个溶洞完全充填满，可以大幅度减少溶洞处理的材料消耗量；在溶洞高度较大的情况下，一方面通过薄壁钢套管大幅减少混凝土用量，降低工程造价，成桩后桩底嵌固在稳定的完整岩层上，可以进一步提高钢套管灌注桩的承载力；同时，本专利技术施工设备机械化程度高，相比传统溶洞处理方法，大幅度缩短工期。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法中空心钻杆钻进的工况示意图；图2为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法中空心钻杆钻进至溶洞底面的工况示意图；图3为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法中通过空心钻杆注入混凝土的工况示意图；图4为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法中扩孔钻头完全提升至溶洞顶部以上形成混凝土墩的工况示意图；图5为图4中形成的混凝土墩的剖面图；图6为图4中形成的混凝土墩的平面图；图7为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法的其他实施例中空心钻杆钻进的工况示意图；图8为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法的其他实施例中空心钻杆钻进至溶洞底面的工况示意图；图9为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法的其他实施例中通过空心钻杆注入混凝土形成混凝土柱的工况示意图；图10为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法的其他实施例中向混凝土柱中插入钢筋笼以形成钢套管灌注桩的工况示意图；图11为本专利技术实溶洞灌注混凝土的施工方法的其他实施例中形成的钢套管灌注桩的示意图；图12为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法中在扩孔钻头上安装单向打开的带有拉伸弹簧的密封盖后的工况示意图；图13为图12的局部放大剖面图；图14为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法的其他实施例中的空心钻杆示意图；图15为本专利技术溶洞灌注混凝土的施工方法的其他实施例中将钢制开口式桩靴焊接在薄壁钢套管底部的示意图。其中：1-钻机，11-动力头，2—空心钻杆，21—钢制开口式桩靴，22—薄壁钢套管，3—扩孔钻头，31-拉伸弹簧，32-密封盖，33-铰链，4—混凝土泵送车，5—橡胶管，6—溶洞，7—混凝土墩，8—混凝土柱，9—钢筋笼，10-建筑物基础面。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术的一种溶洞灌注混凝土的施工方法所用的施工设备包括钻机1、空心钻杆2、扩孔钻头3、混凝土泵送车4和橡胶管5，其中，钻机1上设有动力头11，动力头11上设有供混凝土或水通过的管道，空心钻杆2中也设有供混凝土或水通过的通道，动力头11管道的其中一端朝下设置，且与竖直向下设置的空心钻杆2通道的顶部连通，动力头11的另一端设有凸出开口(即注浆口)，橡胶软管5的两头分别与凸出开口和混凝土泵送车4的混凝土出口连通，空心钻杆2的尾端固定连接有扩孔钻头3，且扩孔钻头3上设有出浆口，在出浆口处焊接有铰链33，并安装带有拉伸弹簧31的密封盖32，其中拉伸弹簧31一端固定在密封盖32内侧，另一端固定在扩孔钻头3出浆口的内侧，初始状态下拉伸弹簧31处于拉伸状态，密封盖32在拉伸弹簧31的拉力作用下紧贴在出浆口的外侧。优选的，本专利技术的一种溶洞灌注混凝土的施工方法所用的施工设备还包括薄壁钢套管22，且薄壁钢套管22的底部固定设有钢制开口式桩靴21，薄壁钢套管22的直径大于空心钻杆2的直径，使用时，空心钻杆2伸入薄壁钢套管22的内部，且空心钻杆2可相对薄壁钢套管22做上下往复运动。应用上述施工设备，结合以下具体实施例来说明本专利技术的溶洞灌注混凝土的施工方法。本实施例提供一种溶洞灌注混凝土的施工方法，包括以下步骤：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶洞灌注混凝土的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：在空心钻杆尾端的扩孔钻头出浆口处安装可单向打开的密封盖；/nS2：将钻机安装在溶洞上方，并在钻机上安装空心钻杆；/nS3：启动钻机的动力头进行正向钻进，并清理渣土，当溶洞深度小于3m时，空心钻杆触及溶洞底面，则停止钻进；当溶洞深度大于3m时，空心钻杆穿过溶洞底面进入完整岩层，则停止钻进；/nS4：用连接管连接混凝土泵送车的混凝土出口与动力头上的注浆口；/nS5：向混凝土泵送车注入清水，并通过空心钻杆将水注入溶洞以清洗溶洞；/nS6：向混凝土泵送车注入商品混凝土，启动混凝土泵送车，经连接管向空心钻杆内泵入商品混凝土，混凝土冲开扩孔钻头上的密封盖进入溶洞内，同时缓慢反向转动动力头以提升空心钻杆；/nS7：当扩孔钻头提升至溶洞的顶面以上时，停止泵送混凝土；/nS8：将空心钻杆完全提升至地面后用清水冲洗。/n

【技术特征摘要】
1.一种溶洞灌注混凝土的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在空心钻杆尾端的扩孔钻头出浆口处安装可单向打开的密封盖；
S2：将钻机安装在溶洞上方，并在钻机上安装空心钻杆；
S3：启动钻机的动力头进行正向钻进，并清理渣土，当溶洞深度小于3m时，空心钻杆触及溶洞底面，则停止钻进；当溶洞深度大于3m时，空心钻杆穿过溶洞底面进入完整岩层，则停止钻进；
S4：用连接管连接混凝土泵送车的混凝土出口与动力头上的注浆口；
S5：向混凝土泵送车注入清水，并通过空心钻杆将水注入溶洞以清洗溶洞；
S6：向混凝土泵送车注入商品混凝土，启动混凝土泵送车，经连接管向空心钻杆内泵入商品混凝土，混凝土冲开扩孔钻头上的密封盖进入溶洞内，同时缓慢反向转动动力头以提升空心钻杆；
S7：当扩孔钻头提升至溶洞的顶面以上时，停止泵送混凝土；
S8：将空心钻杆完全提升至地面后用清水冲洗。


2.根据权利要求1所述的溶洞灌注混凝土的施工方法，其特征在于，所述步骤S2还包括将空心钻杆套入薄壁钢套管内，在钻孔的同时同步跟进薄壁钢套管，所述薄壁钢套管的底部固定设有钢制开口式桩靴，且所述空心钻杆可相对所述薄壁钢套管往复运动。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐孟雄，陈航，胡贺松，
申请(专利权)人：广州市建筑科学研究院有限公司，广州建筑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44