复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺制造技术

本发明专利技术公开了复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，采用混凝土回填溶洞桩基施工方法、或者采用双钢护筒全套管跟进桩基础施工方法进行孔桩基础施工；当溶洞桩基所在溶洞为小型溶洞时，采用混凝土回填溶洞桩基施工方法进行孔桩基础施工；当溶洞桩基所在溶洞为大型溶洞、或者连通型珠串溶洞群时，采用双钢护筒全套管跟进桩基础施工方法进行孔桩基础施工。本发明专利技术可有效避免传统施工方法出现泥浆流失护壁失稳等状况，可有效保障施工安全，保证施工工期，同时还能降低施工成本。时还能降低施工成本。时还能降低施工成本。

【技术实现步骤摘要】
复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺


[0001]本专利技术属于桥梁孔桩基础施工
，具体涉及复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺。

技术介绍

[0002]在喀斯特地貌覆盖区，其地质因素复杂多样性极大影响了工程建设的进度及投资。喀斯特地质条件下进行桥梁建设，最突出的问题是桩基础的施工建设，常规条件下桩基础施工采用旋挖钻机或冲击钻泥浆护壁成孔，水下灌注混凝土成桩，但由于喀斯特地质条件下溶洞发育，孔桩基础基本都要穿过复杂地质岩溶的溶洞，形成溶洞桩基，溶洞桩基采用上述方法进行施工，极易出现泥浆流失护壁失稳等状况，使得施工安全得不到保障，施工工期严重滞后，施工成本投入大大增加。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，以至少解决上述部分技术问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，采用混凝土回填溶洞桩基施工方法、或者采用双钢护筒全套管跟进桩基础施工方法进行孔桩基础施工；当溶洞桩基所在溶洞为小型溶洞时，采用混凝土回填溶洞桩基施工方法进行孔桩基础施工；当溶洞桩基所在溶洞为大型溶洞、或者连通型珠串溶洞群时，采用双钢护筒全套管跟进桩基础施工方法进行孔桩基础施工。
[0006]进一步地，混凝土回填溶洞桩基施工方法包括以下步骤：
[0007]步骤1、钻机就位，将钻机移至钻孔作业工况处；
[0008]步骤2、埋设单层钢护筒；
[0009]步骤3、钻孔并灌注混凝土；
>[0010]在所述步骤1中，在钻机就位之前，需要先进行施工准备和孔桩基础定位测量，在施工准备时，进行孔桩基础钻孔的旋挖钻机的履盘所坐落位置需平整，坡度不大于3％，避免因场地不平整产生功率损失及倾斜位移；
[0011]在所述步骤1中，在钻机就位时，包括以下步骤：
[0012]步骤(1)、将旋挖钻机缓慢移至钻孔平台上，调整旋挖钻机，使桩孔处于旋挖钻机的工作范围之内；同时对旋挖钻机四周有效范围进行清理，保证钻孔过程中卸渣合理、操作灵便并无碰挂现象；
[0013]步骤(2)、旋挖钻机对中前，复核十字护桩中心挂线，满足规范要求后，启动电脑自动复位装置，并对旋挖钻机进行调整，使钻杆、钻头的中心与桩位中心点对准，并用垂线复核。
[0014]进一步地，在所述步骤3中，钻孔时，首先，钻头着地、旋转、钻进，按照钻孔设备技
术参数控制钻进深度和提升速度，尽量减少提升次数以提高钻进效率；其次，采用一般旋挖成孔的施工方法进行钻孔施工，当钻头压力突然减小且钻进速度明显加快时，表明钻头已通过溶洞顶板，此时停止钻进并开始灌注混凝土；其中，混凝土灌注包括以下步骤：
[0015]步骤1)、混凝土填充施工时按下导管浇筑水下混凝土的方法进行混泥土浇注，混凝土采用C20素混凝土；
[0016]步骤2)、灌注混凝土需高出溶洞顶1m，用测绳随时检测混凝土浇筑高度，当达到预定浇筑高程后，暂停浇筑，隔1小时后混凝土顶面高程稳定并不再下沉即可，待混凝土强度达到70％时，重新进行旋挖钻进；
[0017]步骤3)、对于多层溶洞，则由上层至下层溶洞逐一重复步骤1和步骤2，分段进行溶洞回填；
[0018]步骤4)、溶洞回填混泥土处理完成后，按照一般旋挖桩的施工方法进行孔桩基础施工。
[0019]进一步地，双钢护筒全套管跟进桩基础施工方法包括以下步骤：
[0020]步骤A、施工准备；
[0021]步骤B、全回旋钻机就位；
[0022]步骤C、外钢护筒钻进；
[0023]步骤D、旋挖钻孔取渣；
[0024]步骤E、内钢护筒安装；
[0025]步骤F、孔桩基钢筋制作与安装；
[0026]步骤G、混泥土灌注；
[0027]步骤H、外钢护筒拔出。
[0028]进一步地，在所述步骤C中，外钢护筒钻进时，利用360
°
全回转钻机产生的强大压力与扭矩驱动外钢护筒套管转动，利用端部呈环状排列的合金削齿对土体、岩层进行切磨作用，从而使外钢护筒钻进岩层内；外钢护筒套管一节的长度为2～4米，钻进一节安装一节，相邻外钢护筒套管接头采用双承插式、高强螺栓连接进行连接，保证足够的强度与抗变形能力；溶洞深度超过4m、洞内填充物为流塑或空洞状或遇地下暗河时，采用内外双护筒跟进成孔；外钢护筒钻进包括以下步骤：
[0029]步骤(A)、360
°
回旋钻机就位时，先旋挖1～1.5m深度，作为外钢护筒导向定位；在外钢护筒的平面位置远处纵、横二个方向架设水准仪进行垂直度监测；
[0030]步骤(B)、将外钢护筒和旋挖钻机的护筒驱动器相连，并将第一节外钢护筒放入导墙内准确位置；
[0031]步骤(C)、使用钻机的动力头旋转压入外钢护筒套管，切磨并进入土层；
[0032]步骤(D)、使用液泡水准仪测量，调整外钢护筒的垂直位置，在外钢护筒被旋转压入地面四米后，使用水准仪对外钢护筒的垂直度再次进行校验，外钢护筒的横轴及纵轴位置每次测量时都需校验；外钢护筒沉入允许偏差：中心偏差≤50mm、倾斜度≤1％；
[0033]步骤(E)、单节外钢护筒钻进完成后采用履带式起重机起吊并安装下一节外钢护筒，完成外钢护筒接长后全回旋钻机继续加压钻进，直至钻入最下层溶洞底并嵌入溶洞底岩层不小于1m。
[0034]进一步地，在所述步骤D中，旋挖钻孔取渣时，包括以下步骤：
[0035]步骤A)、外钢护筒钻进完成后，使用长螺旋旋挖钻机配以钻头在外钢护筒内钻渣取芯，长螺旋旋挖钻机所配置钻头最大外径小于外钢护筒内径20cm；
[0036]步骤B)、若外钢护筒套管未完全穿过最后一层溶洞区，则利用旋挖钻机逐步钻渣取芯至外钢护筒套管底部以上0.5m处，停止长螺旋旋挖钻机作业；若外钢护筒套管已穿过最后一层溶洞区且嵌入该层溶洞底部岩层1m，则利用旋挖钻机逐步钻渣取芯至设计桩底标高；
[0037]步骤C)、再次启动360
°
全回旋钻机，不加压情况下加速转动，使外护筒套管内壁上10
‑
20cm厚薄壁岩层在扭转力作用下崩裂脱落，启动长螺旋旋挖钻机再次钻渣取土或钻渣清孔。
[0038]进一步地，在所述步骤E中，内钢护筒安装时，包括以下步骤：
[0039]步骤a)、采用旋挖钻机连接15mm厚内钢护筒，校正位置后，缓慢施压使内钢护筒直至溶洞底或桩底；
[0040]步骤b)、相邻内钢护筒之间采用焊接连接，焊缝全部采用双面开坡口进行满焊，两节内钢护筒的接缝除施焊外，还需在接缝处焊接50mm宽，10mm厚的加强钢带，以保证其尺寸准确，使内钢护筒顺直度达到要求；
[0041]步骤c)、内钢护筒安放至设计桩底或外钢护筒嵌岩1m位置后，将内外钢护筒临时刚性连接，防止上浮；
[0042]步骤d)、内钢护筒安装完成后进行最后一次清孔，并再次用测绳测量孔深，用全站仪检查桩位，用沉淀盒或标准测锤检查本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，其特征在于，采用混凝土回填溶洞桩基施工方法、或者采用双钢护筒全套管跟进桩基础施工方法进行孔桩基础施工；当溶洞桩基所在溶洞为小型溶洞时，采用混凝土回填溶洞桩基施工方法进行孔桩基础施工；当溶洞桩基所在溶洞为大型溶洞、或者连通型珠串溶洞群时，采用双钢护筒全套管跟进桩基础施工方法进行孔桩基础施工。2.根据权利要求1所述的复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，其特征在于，混凝土回填溶洞桩基施工方法包括以下步骤：步骤1、钻机就位，将钻机移至钻孔作业工况处；步骤2、埋设单层钢护筒；步骤3、钻孔并灌注混凝土；在所述步骤1中，在钻机就位之前，需要先进行施工准备和孔桩基础定位测量，在施工准备时，进行孔桩基础钻孔的旋挖钻机的履盘所坐落位置需平整，坡度不大于3％，避免因场地不平整产生功率损失及倾斜位移；在所述步骤1中，在钻机就位时，包括以下步骤：步骤(1)、将旋挖钻机缓慢移至钻孔平台上，调整旋挖钻机，使桩孔处于旋挖钻机的工作范围之内；同时对旋挖钻机四周有效范围进行清理，保证钻孔过程中卸渣合理、操作灵便并无碰挂现象；步骤(2)、旋挖钻机对中前，复核十字护桩中心挂线，满足规范要求后，启动电脑自动复位装置，并对旋挖钻机进行调整，使钻杆、钻头的中心与桩位中心点对准，并用垂线复核。3.根据权利要求2所述的复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，其特征在于，在所述步骤3中，钻孔时，首先，钻头着地、旋转、钻进，按照钻孔设备技术参数控制钻进深度和提升速度，尽量减少提升次数以提高钻进效率；其次，采用一般旋挖成孔的施工方法进行钻孔施工，当钻头压力突然减小且钻进速度明显加快时，表明钻头已通过溶洞顶板，此时停止钻进并开始灌注混凝土；其中，混凝土灌注包括以下步骤：步骤1)、混凝土填充施工时按下导管浇筑水下混凝土的方法进行混泥土浇注，混凝土采用C20素混凝土；步骤2)、灌注混凝土需高出溶洞顶1m，用测绳随时检测混凝土浇筑高度，当达到预定浇筑高程后，暂停浇筑，隔1小时后混凝土顶面高程稳定并不再下沉即可，待混凝土强度达到70％时，重新进行旋挖钻进；步骤3)、对于多层溶洞，则由上层至下层溶洞逐一重复步骤1和步骤2，分段进行溶洞回填；步骤4)、溶洞回填混泥土处理完成后，按照一般旋挖桩的施工方法进行孔桩基础施工。4.根据权利要求1所述的复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，其特征在于，双钢护筒全套管跟进桩基础施工方法包括以下步骤：步骤A、施工准备；步骤B、全回旋钻机就位；步骤C、外钢护筒钻进；步骤D、旋挖钻孔取渣；步骤E、内钢护筒安装；
步骤F、孔桩基钢筋制作与安装；步骤G、混泥土灌注；步骤H、外钢护筒拔出。5.根据权利要求4所述的复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，其特征在于，在所述步骤C中，外钢护筒钻进时，利用360
°
全回转钻机产生的强大压力与扭矩驱动外钢护筒套管转动，利用端部呈环状排列的合金削齿对土体、岩层进行切磨作用，从而使外钢护筒钻进岩层内；外钢护筒套管一节的长度为2～4米，钻进一节安装一节，相邻外钢护筒套管接头采用双承插式、高强螺栓连接进行连接，保证足够的强度与抗变形能力；溶洞深度超过4m、洞内填充物为流塑或空洞状或遇地下暗河时，采用内外双护筒跟进成孔；外钢护筒钻进包括以下步骤：步骤(A)、360
°
回旋钻机就位时，先旋挖1～1.5m深度，作为外钢护筒导向定位；在外钢护筒的平面位置远处纵、横二个方向架设水准仪进行垂直度监测；步骤(B)、将外钢护筒和旋挖钻机的护筒驱动器相连，并将第一节外钢护筒放入导墙内准确位置；步骤(C)、使用钻机的动力头旋转压入外钢护筒套管，切磨并进入土层；步骤(D)、使用液泡水准仪测量，调整外钢护筒的垂直位置，在外钢护筒被旋转压入地面四米后，使用水准仪对外钢护筒的垂直度再次进行校验，外钢护筒的横轴及纵轴位置每次测量时都需校验；外钢护筒沉入允许偏差：中心偏差≤50mm、倾斜度≤1％；步骤(E)、单节外钢护筒钻进完成后采用履带式起重机起吊并安装下一节外钢护筒，完成外钢护筒接长后全回旋钻机继续加压钻进，直至钻入最下层溶洞底并嵌入溶洞底岩层不小于1m。6.根据权利要求4所述的复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，其特征在于，在所述步骤D中，旋挖钻孔取渣时，包括以下步骤：步骤A)、外钢护筒钻进完成后，使用长螺旋旋挖钻机配以钻头在外钢护筒内钻渣取芯，长螺旋旋挖钻机所配置钻头最大外径小于外钢护筒内径20cm；步骤B)、若外钢护筒套管未完全穿过最后一层溶洞区，则利用旋挖钻机逐步钻渣取芯至外钢护筒套管底部以上0.5m处，停止长螺旋旋挖钻机作业；若外钢护筒套管已穿过最后一层溶洞区且嵌入该层溶洞底部岩层1m，则利用旋挖钻机逐步钻渣取芯至设计桩底标高；步骤C)、再次启动360
°
全回旋钻机，不加压情况下加速转动，使外护筒套管内壁上10
‑
20cm厚薄壁岩层在扭转力作用下崩裂脱落，启动长螺旋旋挖钻机再次钻渣取土或钻渣清孔。7.根据权利要求4所述的复杂地质岩溶孔桩基础施工工艺，其特征在于，在所述步骤E中，内钢护筒安装时，包括以下步骤：步骤a)、采用旋挖钻机连接15mm厚内钢护筒，校正位置后，缓慢施压使内钢护筒直至溶洞底或桩底；步骤b)、相邻内钢护筒之间采用焊接连接，焊缝全部采用双面开坡口进行满焊，两节内钢护筒的接缝除施焊外，还需在接缝处焊接50mm宽，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳银，王智勇，赵志，彭建伟，汤建和，王杰，邓存俊，田波，席利萍，龚斯昆，赵代强，
申请(专利权)人：中铁八局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：