專利名稱：鋼管混凝土樁及鋼管樁錨巖嵌固方法
技術領域：
本發明涉及一種水下鋼管混凝土樁及鋼管樁的錨巖嵌固方法。
技術背景在橋梁、碼頭、海上平臺等基礎工程中，常用的基樁形式有鉆孔 樁及打入樁。在鉆孔樁常規錨巖施工方法中， 一般先插打鋼護筒，再 利用沖吸鉆機鉆孔，鉆孔過程中根據需要令鋼護筒跟進，成孔后，下 放鋼筋籠、水下澆筑混凝土后使鉆孔樁底錨固在基巖內，但該方法因 鋼護筒入巖深度、錨巖嵌固難以達到理想效果，因此當設計需要鋼護 筒與鉆孔樁共同受力時，則難以提供可靠的抗推剛度和承載力。在鋼管樁常規錨巖施工方法中， 一般先在鋼管樁底端設置樁尖， 然后直接利用打樁設備插打鋼管，該方法僅適用于較軟巖層或風化巖 層，當遇到較硬巖層時，鋼管入巖深度難以保證，從而降低了鋼管樁 的抗推剛度和承載力。 發明內容本發明的目的是提供一種新的鋼管混凝土樁及鋼管樁的錨巖嵌固方法。本發明中鋼管混凝土樁的錨巖嵌固采用如下技術方案 一種鋼管混 凝土樁錨巖嵌固方法，首先插打鋼護筒，再利用沖吸鉆機鉆孔，沖吸鉆 機成孔后，下放鋼管及鋼筋籠至設計高程，在鋼管內灌注水下混凝土，待水 下混凝土沿鋼管外壁及鉆孔孔壁間上翻至一定高度后，整樁混凝土澆注完畢， 拔出鋼護筒，凝固成鋼管混凝土樁。為了取得相關參數指導施工，在下放鋼管及鋼筋籠前通過模擬試驗確定混 凝土配合比、鋼管內反壓水頭高度、鋼筋籠底部鋼筋間距的參數。'為使鋼管內的水下混凝土易于外翻，在所述鋼管底部豎向開有長條洞。為了保證外翻混凝土達到要求高度，確保錨巖嵌固效果，在下放鋼筋籠時， 在鋼護筒與鋼管之間下放小導管到標高，待整樁澆注完畢后，從小導管內灌注 水下混凝土至設計標高。為了保證外翻混凝土達到要求高度，確保錨巖嵌固效果，在下放鋼筋籠時, 在鋼護筒與鋼管之間下放壓漿管到標高，待整樁澆注完畢后，在鋼管與鉆孔孔壁間的環內填拋碎石，然后從壓漿管內向碎石中壓槳至設計標高。一種鋼管樁錨巖嵌固方法，首先插打鋼護筒，再利用沖吸鉆機鉆孔， 沖吸鉆機成孔后，下放鋼管至設計高程，在鋼管內灌注水下混凝土，待水下 混凝土沿鋼管外壁及鉆孔孔壁間上翻至一定高度后停止，拔出鋼護筒，使鋼管 底部混凝土凝固錨巖成鋼管樁。為了取得相關參數指導施工，在下放鋼管前通過模擬試驗確定水下混凝土 配合比、鋼管內反壓水頭高度參數。為使鋼管內的水下混凝土易于外翻，在所述鋼管底部豎向開有長條洞。為了保證外翻混凝土達到要求高度，確保錨巖嵌固效果，在下放鋼管后， 在鋼護筒與鋼管之間下放小導管到標高，待鋼管內混凝土澆注完畢后，從小導 管內灌注水下混凝土至設計標高。為了保證外翻混凝土達到要求高度，確保錨巖嵌固效果，在下放鋼管后， 在鋼護筒與鋼管之間下放壓漿管到標高，待鋼管內混凝土澆注完畢后，在鋼 管與鉆孔孔壁間的環內填拋碎石，然后從壓漿管內向碎石中壓漿至設計標高。本發明的優點在于1、在鋼管混凝土樁外設置鋼護筒，利用沖吸 鉆機成孔后直接下放鋼管，解決了鋼管入巖深度和傾斜度難以控制的 問題。2、在鋼管內灌注水下混凝土，通過采取相關技術措施使鋼管內混凝 土外翻一定高度，解決了鋼管混凝土樁的錨巖嵌固難題，提高了鋼管混凝土 樁的抗推剛度及承載力。3、在鋼管與鉆孔孔壁間的環內填拋碎石后利用小導 管壓漿、在鋼管與鉆孔孔壁間的環內設置小導管灌注水下混凝土的嵌固增強 措施，使鋼管混凝土樁的錨巖嵌固方法更可靠、更具有可操作性。4、本發明中對鋼管混凝土樁的錨巖嵌固方法同樣適用于鋼管樁。
圖1所示為本發明的鋼管混凝土樁結構成型圖； 圖2所示為本發明中鋼管底部豎向長條洞布置圖； 圖3所示為本發明的鋼管樁結構成型圖。
具體實施方式
如圖l、 2所示，鋼管混凝土樁錨巖具體施工方法如下首先搭設常規水上施工平臺，插打鋼護筒1至設計標高8，在基巖內鉆孔至設計 標高14，清孔。下鋼管2至設計標高13，鋼管2底部焊有補強板15， 補強板15上豎向開有長條洞16。在鋼管2內下鋼筋籠3，在鋼管2 與鋼護筒l之間下放小導管(或壓漿管)5至標高10，然后在鋼管2內灌注水下混凝土 4，并使其沿鋼管2外壁及鉆孔孔壁6間的環內上 翻至一定高度9。整樁混凝土澆注完畢后，利用小導管5灌注水下混凝 土至設計標高7 (或在鋼管2與鉆孔孔壁6之間拋填碎石后，再利用 壓漿管5在碎石內壓漿至設計標高7),標高7 —般需高出巖面12及 河床面ll。實現上述鋼管混凝土樁錨巖方法過程中，可選擇采取以下措施-1、 可采用與主體鋼管樁成一定比例(如1:2)的模型進行模擬 工藝試驗，以取得水下混凝土的配比參數來指導施工，使水下混凝土 沿鋼管外環壁上翻高度易達到設計要求。模擬試驗中，重點控制水下 混凝土的和易性、坍落度，當外翻高度太小達不到設計要求時，調整 配比以增大混凝土的坍落度和流動性；當外翻高度太大時，亦需調整 配比以減小混凝土的坍落度和流動性，這樣通過多次試驗，即可獲得 工程所需要的水下混凝土配比。同時通過試驗也可檢驗鋼管壁與外翻 混凝土間的粘結情況，水下混凝土的密實性及力學性能等。2、 在鋼管與鉆孔孔壁間的環內填拋碎石(粒徑一般5mm 25mm)后利用 小導管壓漿或在鋼管與鉆孔孔壁間的環內設置小導管灌注水下混凝土的嵌固 增強措施，可與措施1共用同一個模型進行模擬工藝試驗，以取得碎 石、壓漿、水下混凝土的相關參數。碎石壓漿試驗中，可根據壓漿的 實際密實度，通過調整碎石粒徑、壓漿配比、壓力大小來滿足碎石壓 漿的設計要求。小導管灌注水下混凝土試驗中，可根據小導管內混凝土在 鋼管外環壁內的上翻及流動情況、密實度，調整水下混凝土的骨料粒徑、 坍落度，以使小導管內混凝土易于上翻和流動，從而使小導管在鋼管 外環壁內灌注混凝土的高度達到設計要求。3、 在鋼管內灌注水下混凝土時，可采取鋼管內水頭反壓措施使 水下混凝土沿鋼管外環壁上翻高度達到設計要求。4、 調整鋼筋籠底部鋼筋間距，如可將底部主筋比上部主筋間距 加倍并取消底部箍筋，以便鋼管內水下混凝土易于外翻。5、 在鋼管底部豎向配開長條洞，以使鋼管內水下混凝土易于外翻。6、 鋼護筒直徑D2 —般比鋼管直徑Dl大0. 8 1.2m，鋼管直徑 Dl —般比鉆孔孔徑D3小0. 6 1.0m。如圖2、 3所示，鋼管樁錨巖具體施工方法如下首先搭設常規水上施工平臺，插打鋼護筒1至設計標高8，在基巖內鉆孔至設計標高14, 清孔。下鋼管2至設計標高13，鋼管2底部焊有補強板15，豎向開 有長條洞16。在鋼管2與鋼護筒1之間下放小導管(或壓漿管)5 至標高10，然后在鋼管2內灌注水下混凝土 4，并使其沿鋼管2外壁 及鉆孔孔壁6間的環內上翻至一定高度9后停止，利用小導管5灌注 水下混凝土至設計標高7(或在鋼管2與鉆孔孔壁6之間拋填碎石后， 再利用壓漿管5在碎石內壓漿至設計標高7)，標高7 —般需高出巖 面12及河床面11。鋼管混凝土樁錨巖方法中所采取的措施，如模擬工藝試驗、鋼管 內水頭反壓、鋼管底部豎向配開長條洞、鋼護筒與鋼管直徑相對大小 等均同樣適用于鋼管樁。
權利要求
1、一種鋼管混凝土樁錨巖嵌固方法，首先插打鋼護筒(1)，再利用沖吸鉆機鉆孔，其特征是沖吸鉆機成孔后，下放鋼管(2)及鋼筋籠(3)至設計高程，在鋼管(2)內灌注水下混凝土(4)，待水下混凝土(4)沿鋼管(2)外壁及鉆孔孔壁(6)間上翻至一定高度后，整樁混凝土澆注完畢，拔出鋼護筒(1)，凝固成鋼管混凝土樁。
2、 如權利要求1所述的鋼管混凝土樁錨巖嵌固方法，其特征是在 下放鋼管(2)及鋼筋籠(3)前通過模擬試驗確定混凝土 (4)配合比、鋼管(2)內反壓水頭高度、鋼筋籠(3)底部鋼筋間距的參數。
3、 如權利要求1或2所述的鋼管混凝土樁錨巖嵌固方法，其特征是: 在所述鋼管(2)底部豎向開有長條洞(16)。
4、 如權利要求3所述的鋼管混凝土樁錨巖嵌固方法，其特征是在 下放鋼筋籠(3)時，在鋼護筒(1)與鋼管(2)之間下放小導管(5)到標高(10)，待整樁澆注完畢后，從小導管(5)內灌注水下混凝土至設計標高(7)。
5、 如權利要求3所述的鋼管混凝土樁錨巖嵌固方法，其特征是在 下放鋼筋籠(3)時，在鋼護筒(1)與鋼管(2)之間下放壓槳管(5)到標高(10)，待整樁澆注完畢后，在鋼管(2)與鉆孔孔壁(6)間的環內填拋碎石， 然后從壓漿管(5)內向碎石中壓漿至設計標高(7)。
6、 一種鋼管樁錨巖嵌固方法，首先插打鋼護筒(1)，再利用沖吸鉆 機鉆孔，其特征是沖吸鉆機成孔后，下放鋼管(2)至設計高程，在鋼管(2)內灌注水下混凝土 (4)，待水下混凝土 (4)沿鋼管(2)外壁及鉆孔孔 壁(6)間上翻至一定高度后停止，拔出鋼護筒(1)，使鋼管底部混凝土凝固 錨巖成鋼管樁。
7、 如權利要求6所述的鋼管樁錨巖嵌固方法，其特征是在下放鋼管 (2)前通過模擬試驗確定水下混凝土 (4)配合比、鋼管(2)內反壓水頭高度參數。
8、 如權利要求6或7所述的鋼管樁錨巖嵌固方法，其特征是在所述 鋼管(2)底部豎向開有長條洞(16)。
9、 如權利要求8所述的鋼管樁錨巖嵌固方法，其特征是在下放鋼管 (2)后，在銅護筒(1)與鋼管(2)之間下放小導管(5)到標高(10)，待鋼管內混凝土澆注完畢后，從小導管(5)內灌注水下混凝土至設計標高(7).。
10、如權利要求8所述的鋼管樁錨巖嵌固方法，其特征是在下放鋼 管(2)后，在鋼護筒(1)與鋼管(2)之間下放壓漿管(5)到標高(10)， 待鋼管(2)內混凝土澆注完畢后，在鋼管(2)與鉆孔孔壁(6)間的環內填 拋碎石，然后從壓漿管(5)內向碎石中壓漿至設計標高(7)。
全文摘要
鋼管混凝土樁及鋼管樁錨巖嵌固方法，先插打鋼護筒，再利用沖吸鉆機鉆孔，沖吸鉆機成孔后，下放鋼管(對于鋼管混凝土樁要同時下放鋼筋籠)至設計高程，在鋼管內灌注水下混凝土，待水下混凝土沿鋼管外壁及鉆孔孔壁間上翻至一定高度后，整樁混凝土澆注完畢，拔出鋼護筒，凝固成樁。優點1.解決了鋼管入巖深度和傾斜度難以控制的問題。2.使鋼管內混凝土外翻一定高度，解決了鋼管混凝土樁的錨巖嵌固難題，提高了鋼管混凝土樁的抗推剛度及承載力。3.在鋼管與鉆孔孔壁間的環內填拋碎石后利用小導管壓漿、在鋼管與鉆孔孔壁間的環內設置小導管灌注水下混凝土的嵌固增強措施，使鋼管混凝土樁的錨巖嵌固方法更可靠、更具有可操作性。
文檔編號E02D5/22GK101250880SQ20071030000
公開日2008年8月27日 申請日期2007年12月19日 優先權日2007年12月19日
發明者馮廣勝, 劉曉陽, 周功建, 李艷哲, 煜 郭 申請人:中鐵大橋局集團第一工程有限公司