一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法技术

本申请公开了一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法，其包括以下步骤：S1.地质勘察；S2.平整场地；S3.桩位放样；S4.旋挖取土，钻孔至进岩深度符合三倍桩径，形成桩孔，测量桩孔孔深；S5.填料夯击，向桩孔内投入填料体，再起吊夯锤并连续落锤以对填料体和沉渣进行夯实，连续夯击至夯锤无明显下沉时，测量夯锤每次夯击后的一击夯沉量，直至连续多次夯击过程中测得的任意相邻两个一击夯沉量不递增，停止夯击；S6.下钢筋笼，提升夯锤，并向桩孔内下钢筋笼；S7.灌注混凝土，向桩孔内灌注混凝土。本申请具有能大幅缩减桩基持力层进岩深度、有效降低施工成本、提高施工效率的效果。提高施工效率的效果。提高施工效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法


[0001]本申请涉及灌注桩施工领域，尤其是涉及一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法。

技术介绍

[0002]灌注桩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。
[0003]而灌注桩在施工中存在一个重大缺陷，即在成孔施工及下笼施工过程中会在桩底形成一定厚度的沉渣，这些桩底沉渣虚土会造成基桩承载力降低且沉降量过大等技术问题，并会使灌注桩出现较多的工程质量问题。目前在灌注桩成孔中主要采用泥浆护壁的湿作业法、干作业法和人工挖孔法来解决上述问题。而采用湿作业法中的泥浆护壁虽然能够对沉渣进行清理，但需要在施工现场修建泥浆池，施工成本高、效率低；人工挖孔法不适用于对单桩承载力有较大要求的灌注桩施工；干作业法施工效率虽然较高，但是桩底沉渣需要单独清理，现有的清孔设备普遍存在清理效率低、清理质量不佳的弊病。
[0004]并且随着高层、超高层建筑的不断兴起，对于建筑地基承载的设计承载力要求也不断提高，从而在采用灌注桩来加固地基时，对于灌注桩的单桩承载力要求也在提高，比如在长江中下游平原及以东地域，岩层埋深浅，一般在地表下20米左右，因而在进行这类地质地基的钻孔灌注桩施工时，灌注桩的持力层基本都要深入至岩石层中。
[0005]鉴于此，申请人发现：在进行灌注桩单桩承载力设计计算时，依据现有的施工规范，需要考虑桩底沉渣难以彻底清空的因素，以及桩底残留的沉渣虚土会对灌注桩桩端承载力造成较大的削弱影响，因此在现行规范中灌注桩主要通过其桩身与土层和岩层的摩擦力来实现承载；从而在设计桩径下，灌注桩设计单桩承载力要求提高时，需要延长桩身长度以满足设计单桩承载力要求，对应的也会增加钻孔时桩孔深入至岩石层中的进岩深度，且最基本的进岩深度需要满足三倍桩径；这样急剧增加了钻孔掘进难度，不仅施工成本高、施工效率低，此类灌注桩的单桩造价也居高不下，对现有能源的消耗较大，施工过程中也会产生极大的噪音污染和环境污染。

技术实现思路

[0006]为了改善钻孔灌注桩受沉渣制约需要钻孔进岩深度大而影响施工成本及施工效率的问题，本申请提供一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法。
[0007]本申请提供的一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法采用如下技术方案：一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：S1.地质勘察，勘察施工场地地质情况，尤其是岩层埋深；S2.平整场地，清理待施工场地，并进行平整、压实；S3.桩位放样，放线测量并准确设置桩孔标记；S4.旋挖取土，在所述桩孔标记处钻孔至进岩深度符合三倍桩径，形成桩孔，测量
所述桩孔孔深；S5.填料夯击，向所述桩孔内投入填料体，再起吊夯锤并连续落锤以对所述填料体和沉渣进行夯实，连续夯击至所述夯锤无明显下沉时，测量所述夯锤每次夯击后的一击夯沉量，直至连续多次夯击过程中测得的任意相邻两个所述一击夯沉量不递增，停止夯击；S6.下钢筋笼，提升所述夯锤，并向所述桩孔内下钢筋笼；S7.灌注混凝土，向所述桩孔内灌注混凝土。
[0008]通过采用上述技术方案，由于灌注桩的持力层已钻入岩层中且符合进岩深度满足三倍桩径，采用先填料再夯击填料体和桩底沉渣的方式，并在连续夯击过程中对每次的一击夯沉量进行测算，直至达停夯时机时，可使桩孔中的沉渣及填料体被夯实形成嵌在岩层中且无法再被进一步挤密的夯实层，不仅能消除桩底的沉渣浮土对桩端阻力计算时的削弱影响，并且还能显著提高灌注桩的桩端承载性能，增大了桩端承载力在灌注桩单桩承载力中的贡献比值，对应的下调了桩侧阻力贡献比值，在钻孔埋深需进入岩层三倍桩径的前提下，无疑大幅缩减了钻孔灌注桩的进岩深度，极大降低了钻孔灌注桩的施工难度和施工成本，也降低了噪音污染和对施工现场的环境污染。
[0009]并且使得在进行钻孔灌注桩施工时，无需采用专用设备清理沉渣，只需简单起吊夯锤夯击即可，同时钻机和夯锤还能在多个灌注桩桩孔中轮流作业，实现了在施工场地多桩位的灵活流水线式作业，促进了多桩位灌注桩施工的施工效能提升。且相较于传统的采用泥浆护壁的湿作业法和需单独清理沉渣的干作业法，本方法简化了钻孔灌注桩的施工工艺，也极大地提高了钻孔灌注桩的施工效率，缩短了施工工期，降低了钻孔灌注桩施工过程中对能源的消耗，也更加符合当前节能、环保的施工理念，对于目前钻孔灌注桩的施工具有重大的促进意义。
[0010]可选的，所述步骤S4中所述桩孔孔底应处于饱和单轴抗压强度标准值f
rk
≤20Mpa的岩层中。
[0011]通过采用上述技术方案，饱和单轴抗压强度标准值f
rk
≤20Mpa的岩层一般为泥岩、砂岩或者硅质岩等，这类岩层虽然相较于土层来说密实度有所提高，但是在夯锤的大能量冲击下，桩孔孔底周围的岩层中依然存有被填料体挤密紧实的空隙存在，以至于在将填料体置于桩底后，且在夯锤夯击至连续夯击中的相邻两次一击夯沉量不递增，代表填料体及沉渣已经在桩底形成了挤密的扩大头，且扩大头的周侧为经挤密后且无法更进一步挤密的挤密岩体。
[0012]如此便存在两方面的提升，一方面，此类灌注桩成桩后的桩端承载面积大于实际桩截面积；二方面，此类灌注桩成桩后的桩端周侧并不是原状岩层，而是经大能量夯击后无法被更进一步挤密的挤密岩体。从这两方面可以明显得出，使用本方法制作的灌注桩成桩后的桩端承载性能得到了大幅提升。因此将进岩深度控制在仅满足最基本的三倍桩径，再以夯击填料的方式来形成扩大头，其最终制作出的灌注桩是完全可以满足设计要求的单桩承载力的。
[0013]可选的，所述步骤S5中计算所述填料体的填料量时，以所述填料体最终形成的扩大头的最大横截面作为桩端承载面来进行桩端承载力的计算。
[0014]通过采用上述技术方案，桩孔孔底的填料被夯锤夯击形成扩大头后，成型的灌注桩在轴向受力时，其桩端承载力主要由扩大头来提供，而由于形成的扩大头大体上呈球体
状，以至于扩大头在承载受力时其最大球截面处能形成较大的承载力扩散角，对该桩端承载性能有较大的促进作用，因此选用扩大头的最大横截面作为桩端承载面来计算桩端承载力能更加贴近于成型后灌注桩的实际单桩承载力，有利于促进桩基的高精准度施工以及自动化施工。
[0015]可选的，所述填料体的填料量计算公式如下：式中：V为填料量以体积记；π为圆周率；k为体积修正系数，取值0.4～1；R
a
为设计要求的灌注桩单桩承载力；U
p
为桩身周长；q
sia
为桩侧阻力特征值；l
i
为第i层岩、土层的厚度；q
pa
为桩端阻力特征值。
[0016]通过采用上述技术方案，扩大头成型于桩孔孔底周侧的岩层中时，其挤密岩层时受到的来自于岩层的阻力可使扩大头挤密完全后能形成接近于圆球的球体，基于进岩深度这一先决条件，简化了灌注桩桩端承载面的计算方式，进而也简化了填料体的填料量的计算方式；使得施工方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.地质勘察，勘察施工场地地质情况，尤其是岩层埋深；S2.平整场地，清理待施工场地，并进行平整、压实；S3.桩位放样，放线测量并准确设置桩孔（1）标记；S4.旋挖取土，在所述桩孔（1）标记处钻孔至进岩深度（5）符合三倍桩径，形成桩孔（1），测量所述桩孔（1）孔深；S5.填料夯击，向所述桩孔（1）内投入填料体，再起吊夯锤并连续落锤以对所述填料体和沉渣进行夯实，连续夯击至所述夯锤无明显下沉时，测量所述夯锤每次夯击后的一击夯沉量，直至连续多次夯击过程中测得的任意相邻两个所述一击夯沉量不递增，停止夯击；S6.下钢筋笼，提升所述夯锤，并向所述桩孔（1）内下钢筋笼；S7.灌注混凝土，向所述桩孔（1）内灌注混凝土。2.根据权利要求1所述的一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述步骤S4中所述桩孔孔底应处于饱和单轴抗压强度标准值的岩层中。3.根据权利要求2所述的一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述步骤S5中计算所述填料体的填料量时，以所述填料体最终形成的扩大头（7）的最大横截面作为桩端承载面来进行桩端承载力的计算。4.根据权利要求3所述的一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述填料体的填料量计算公式如下：，公式一；式中：为填料量以体积记；为圆周率；为体积修正系数，取值0.4～1；为设计要求的灌注桩单桩承载力；为桩身周长；为桩侧阻力特征值；为第i层岩层、土层（3）的厚度；为桩端阻力特征值。5.根据权利要求4所述的一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：所述公式一中， ，公式二；式中：为桩径。6.根据权利要求1
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5任一项所述的一种干作业扩底钻孔灌注桩施工方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵良荣，
申请(专利权)人：邵良荣，
类型：发明
国别省市：