專利名稱：變截面鉆孔灌注樁水下一次成型澆筑法的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種灌注樁施工方法，特別涉及變截面鉆孔灌注樁水下一次成型澆筑法。
背景技術：
灌注樁系是指在工程現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼 筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。鉆孔灌注樁的施工，因其所選護壁形成的不同，有泥漿護壁方式法和全套管施工法兩種。沖擊鉆孔，沖抓鉆孔和回轉鉆削成孔等均可采用泥漿護壁施工法。該施工法的過程是平整場地一泥漿制備一埋設護筒一鋪設工作平臺一安裝鉆機并定位一鉆進成孔一清孔并檢查成孔質量一下放鋼筋籠一灌注水下混凝土一拔出護筒一檢查質量。全套管施工法的施工順序。其一般的施工過程是平場地、鋪設工作平臺、安裝鉆機、壓套管、鉆進成孔、安放鋼筋籠、放導管、澆注混凝土、拉拔套管、檢查成樁質量。全套管施工法的主要施工步驟除不需泥漿及清孔外，其它的與泥漿護壁法都類同。壓入套管的垂直度，取決于挖掘開始階段的5-6m深時的垂直度。因此應該隨使用水準儀及鉛垂校核其垂直度。水運工程中常出現水下灌注樁樁帽埋于水位以下，施工起來極為不便。現有水下灌注樁樁體和樁帽是分兩次灌注的，其施工不方便、施工時間長、施工質量和施工精度低。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能解決灌注樁上水下樁帽施工不便的問題，在適當投入下即可有效節省工期，并保證水下樁帽的施工質量和精度的變截面鉆孔灌注樁水下一次成型澆筑法。為達到上述目的，本發明的技術方案如下變截面鉆孔灌注樁水下一次成型澆筑法，該施工方法的步驟如下(I)測量放線及標高計算在鄰近碼頭及船臺閘門墩臺上設置多處測量控制點，根據工程部位的實際位置進行靈活測量和復核；(2)護筒埋設護筒沉放前，先用鉆機進行試鉆孔，如有障礙物，則使用沖抓機結合人工進行清孔，清孔完畢，確保無障礙后，即可進行護筒沉放；(3)鉆機就位
埋好護筒后，下一步就是鉆機就位，利用吊機將其吊在排架上，再利用自身滾筒滾動，移動鉆機用經緯儀指揮鉆機就位，使鉆桿移到樁中心位置上，檢查鉆機底部安裝平穩情況及電源接線安全情況；(4)鉆孔鉆機就位后，用第一節鉆桿接好鉆頭，另一端接到主動鉆桿上，使鉆頭對準樁中心線，慢慢放下至土面，先空鉆，然后慢慢鉆人土中，至鉆頭基本鉆人土中，觀察檢查是否正常后，才正式開始鉆進，每鉆進一節鉆桿立即接上下一節，以便迅速鉆進直至進，采取措施糾正；鉆進時經常要檢查成孔垂直情況，如發現偏斜應立即停止、降低轉速、慢慢鉆進的方法穿過，以保證孔形良好；(5)清孔鉆孔達到設計要求深度后，進行兩次清孔；清孔時采用循環換漿，讓鉆頭繼續在原位旋轉繼續注水，用清水換漿使原土造漿，泥漿密度控制在I. I左右；如遇孔壁土質較差時 則用泥漿循環清孔，泥漿密度控制在I. 15 I. 25之間，清孔過程中，必須補充足夠的漿，并保持漿面穩定；當第一次清孔完畢后立即放下鋼筋籠及導管，在導管放好后，混凝土澆注前，還要進行第二次清孔，清孔的方法是用鋼管從孔底注入清水，進行換漿，逐步將泥渣換出孔外，清孔達到要求后，立即進行水下混凝土澆注；(6)鋼筋籠安裝安裝時，鋼筋籠上下主筋位置應對正，保證鋼筋籠上下軸線一致；做到對稱施焊；最后將預制混凝土墊塊固定在鋼筋籠外側，保證鋼筋保護層達到設計規范要求；(7)灌注水下砼灌注樁混凝土采用商品混凝土，由固定泵輸送至灌注樁的混凝土料斗內，砼灌注采用導管法施工，導管內徑為250mm，采用絲扣連接；開導管方法采用料斗閥門法，待料斗里混凝土料加滿后，立即吊起料斗閥門開始混凝土燒筑，此時導管口距孔底高度控制在50cm ;在整個燒筑過程中導管應埋5全中2 4m最小埋深不得小于2m，否則會把砼上面附近的浮漿卷入砼內，最大埋深不得大于6m，埋入太深將會影響砼充分流動，導管隨澆筑隨提升，避免提升過快造成砼脫空現象，或提升過晚而造成埋管拔不出的事故；混凝土面上升的高度并根據導管埋深決定是否拔管，探測次數不少于使用的導管節數，并在每次提升前探測一次管內外混凝土面高度；澆筑時利用不停澆筑及導管出口砼的壓力差，使砼不斷從導管內擠出，使砼面均勻上升，孔內泥漿逐漸被砼替換而排出孔外，流入泥漿池內；灌注過程中做好記錄，嚴禁將混凝土導管拔離混凝土面；單樁混凝土灌注時間不超過8小時；(8)水下樁頭處理待灌注樁混凝土澆筑完畢后，平臺上將固定鋼筋籠的主筋割斷，準備就位的潛水員在打撈船的配合下潛入水下拆除大頭護筒連接上節護筒的法蘭，并由浮吊將護筒調至臨近碼頭進行清洗以便循環使用；接著將高出大頭護筒多余的砼及上部浮漿沿護筒頂面刮平，插入鋼結構梁部分的預留鋼筋，整個水下樁頭處理過程潛水員在I. 5小時內全部完成，避免時間較長混凝土喪失塑性后造成水下處理困難。通過上述技術方案，本發明的有益效果是本發明解決了灌注樁上水下樁帽施工不便的問題，在適當投入下即可有效節省工期，并保證水下樁帽的施工質量和精度。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明一次成型澆筑法的工藝流程圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
參見圖I所示，本發明變截面鉆孔灌注樁水下一次成型澆筑法的步驟如下( I)測量放線及標高計算在鄰近碼頭及船臺閘門墩臺上設置多處測量控制點，根據工程部位的實際位置進行靈活測量和復核；由于大頭樁頂沉在水下，為精確定位我們將大頭樁的樁位和標高測量全部引至水上排架上；通過設計標高加上上節護筒長度(長6m)將標高引至排架上；通過在排架下燒至方格定位架，將樁位控制也放在水上進行觀測，在下護筒階段即可通過控制點的觀測控制和調整樁位。(2)護筒埋設護筒沉放前，先用鉆機進行試鉆孔，如有障礙物，則使用沖抓機結合人工進行清孔，清孔完畢，確保無障礙后，即可進行護筒沉放；在水上排架下方用槽鋼燒制井字形定位架，用以固定樁位、減小樁位偏差；沉放時采用浮吊將組裝好的三節護筒吊至定位架，利用自重沉入泥面，在沉放中注意護筒直立，通過多次測量護筒頂口幾處標高以保證護筒沉放的垂直度；利用振動錘震動鋼扁擔，待護筒達到設計標高并穩定后，使用鋼筋將其焊接到排架上，確保護筒的穩定性。(3)鉆機就位待平臺搭好后，埋好鋼護筒，下一步就是鉆機就位，利用吊機將其吊在排架上，再利用自身滾筒滾動，移動鉆機用經緯儀指揮鉆機就位，使鉆桿移到樁中心位置上，檢查鉆機底部安裝平穩情況及電源接線安全情況。(4)鉆孔根據項目部在以往灌注樁施工中的施工經驗和工程現場的地質狀況，在施工時必須保證灌注樁開孔時的泥漿稠度及泥漿液面高度，以保證成孔時不塌孔；建立泥漿循環系統，在泥漿筒中造漿，泥漿比重根據鉆進不同土層進行配制。當全部準備好后，用第一節鉆桿接好鉆頭，另一端接到主動鉆桿上，使鉆頭對準樁中心線，慢慢放下至土面，先空鉆，然后慢慢鉆人土中，至鉆頭基本鉆人土中，觀察檢查是否正常后，才正式開始鉆進，每鉆進一節鉆桿立即接上下一節，以便迅速鉆進直至進，采取措施糾正；鉆進時經常要檢查成孔垂直情況，如發現偏斜應立即停止、降低轉速、慢慢鉆進的方法穿過，以保證孔形良好。在鉆進過程中，應隨時補充泥漿，根據現場實際觀察鉆進土層配制不同比重的泥漿；表層有鋼護筒支護，當鉆進淤泥質粉質粘土、灰色粘土、灰色粉質粘土、灰色一暗綠色粉質粘土、草黃色粉質粘土時，泥漿比重應配制成I. 2 I. 3之間；當鉆進最后一層草黃色一灰黃色粉質粘土時，泥漿比重應調整到I. 3 I. 4之間；護筒內泥漿面始終保持一定高度，以增加孔內側壓力。(5)清孔鉆孔達到設計要求深度后，進行兩次清孔。成孔后先用測繩下掛0. 5KG重鐵砣測量檢查孔深，核對無誤后進行清孔，清孔時采用循環換漿，讓鉆頭繼續在原位旋轉繼續注水，用清水換漿使原土造漿，泥漿密度控制在I. I左右；如遇孔壁土質較差時則用泥漿循環清孔，泥漿密度控制在I. 15 I. 25之間，清孔過程中，必須補充足夠的漿，并保持漿面穩定。當第一次清孔完畢后立即放下鋼筋籠及導管，在導管放好后，混凝土澆注前，還要進行 第二次清孔，清孔的方法是用鋼管從孔底注入清水，進行換漿，逐步將泥渣換出孔外，清孔達到要求后，立即進行水下混凝土澆注。(6)鋼筋籠安裝鋼筋籠長度分為成三節，經驗收合格后由浮吊從碼頭測將其逐節運至平臺上，再由卷揚機將分段的鋼筋籠吊至灌注樁孔口，經焊接并隱蔽驗收后，依次放入灌注樁孔內；安裝時，上下主筋位置應對正，保證鋼筋籠上下軸線一致；做到對稱施焊；最后將預制混凝土墊塊固定在鋼筋籠外側，保證鋼筋保護層達到設計規范要求。鋼筋籠全部入孔后，應按設計要求檢查安放位置并做好記錄，符合要求后，將主筋點焊于孔口護筒上以便使鋼筋籠定位，防止鋼筋籠澆筑過程中下沉或上浮；樁身混凝土灌注完畢，達到初凝后即可解除鋼筋籠的固定裝置，并由潛水員拆卸上節護筒后割除定位鋼筋，保證鋼筋籠隨混凝土一起收縮。(7)灌注水下砼灌注樁混凝土采用商品混凝土，由固定泵輸送至灌注樁的混凝土料斗內，砼灌注采用導管法施工，導管內徑為250mm，采用絲扣連接。開導管方法采用料斗閥門法，待料斗里混凝土料加滿后，立即吊起料斗閥門開始混凝土燒筑，此時導管口距孔底高度控制在50cm ;在整個燒筑過程中導管應埋5全中2 4m最小埋深不得小于2m，否則會把砼上面附近的浮漿卷入砼內，最大埋深不得大于6m，埋入太深將會影響砼充分流動，導管隨澆筑隨提升，避免提升過快造成砼脫空現象，或提升過晚而造成埋管拔不出的事故；混凝土面上升的高度并根據導管埋深決定是否拔管，探測次數不少于使用的導管節數，并在每次提升前探測一次管內外混凝土面高度。澆筑時利用不停澆筑及導管出口砼的壓力差，使砼不斷從導管內擠出，使砼面均勻上升，孔內泥漿逐漸被砼替換而排出孔外，流入泥漿池內；灌注過程中做好記錄，嚴禁將混凝土導管拔離混凝土面。單樁混凝土灌注時間不超過8小時。在配制灌注樁混凝土時，除了滿足混凝土的設計強度要求外，還要考慮水下混凝土施工的特點(要求混凝土和易性好、流動性大、緩凝)和對混凝土強度的影響，混凝土強度應比設計強度提高5Mpa，碎石粒徑為5 25mm，混凝土應具有良好的和易性，塌落度配制成16 22cm，并有一定的流動度保持率。(8)水下樁頭處理待灌注樁混凝土澆筑完畢后，平臺上將固定鋼筋籠的主筋割斷，準備就位的潛水員在打撈船的配合下潛入水下拆除大頭護筒連接上節護筒的法蘭，并由浮吊將護筒調至臨近碼頭進行清洗以便循環使用；接著將高出大頭護筒多余的砼及上部浮漿沿護筒頂面刮平，插入鋼結構梁部分的預留鋼筋，整個水下樁頭處理過程潛水員在I. 5小時內全部完成，避免時間較長混凝土喪失塑性后造成水下處理困難。本發明大頭鉆孔灌注樁適合樁頂標高在水位以下的情況施工，例如潮間帶、灘涂地都可以采用該工藝進行施工，投入少，并且質量和進度都可以有效的控制。 以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.變截面鉆孔灌注樁水下一次成型澆筑法，所述澆筑法包括準備階段和澆注階段；所述準備階段包括 測量控制點布置 在鄰近碼頭及船臺閘門墩臺上設置多處測量控制點，根據工程部位的實際位置進行靈活測量和復核； 護筒埋設 護筒沉放前，先用鉆機進行試鉆孔，如有障礙物，則使用沖抓機結合人工進行清孔，清孔完畢確保無障礙后即可進行護筒沉放； 鉆機布置 埋好護筒后，下一步就是鉆機就位，利用吊機將其吊在排架上，再利用自身滾筒滾動，移動鉆機用經緯儀指揮鉆機就位，使鉆桿移到樁中心位置上，檢查鉆機底部安裝平穩情況 及電源接線安全情況； 鉆機鉆孔 鉆機就位后，用第一節鉆桿接好鉆頭，另一端接到主動鉆桿上，使鉆頭對準樁中心線，慢慢放下至土面，先空鉆，然后慢慢鉆人土中，至鉆頭基本鉆人土中，觀察檢查是否正常后，才正式開始鉆進，每鉆進一節鉆桿立即接上下一節，以便迅速鉆進直至進，采取措施糾正；鉆進時經常要檢查成孔垂直情況，如發現偏斜應立即停止、降低轉速、慢慢鉆進的方法穿過，以保證孔形良好； 清孔 鉆孔達到設計要求深度后，進行兩次清孔；清孔時采用循環換漿，讓鉆頭繼續在原位旋轉繼續注水，用清水換漿使原土造漿，泥漿密度控制在1.1左右；如遇孔壁土質較差時則用泥漿循環清孔，泥漿密度控制在I. 15 I. 25之間，清孔過程中，必須補充足夠的漿，并保持漿面穩定；當第一次清孔完畢后立即放下鋼筋籠及導管，在導管放好后，混凝土澆注前，還要進行第二次清孔，清孔的方法是用鋼管從孔底注入清水，進行換漿，逐步將泥渣換出孔夕卜，清孔達到要求后，立即進行水下混凝土澆注； 鋼筋籠安裝 安裝時鋼筋籠時，鋼筋籠上下主筋位置應對正，保證鋼筋籠上下軸線一致；做到對稱施焊；最后將預制混凝土墊塊固定在鋼筋籠外側，保證鋼筋保護層達到設計規范要求； 其特征在于，所述澆注階段包括灌注水下砼以及水下樁頭處理兩個步驟 灌注水下砼 灌注樁混凝土由固定泵輸送至灌注樁的混凝土料斗內，待料斗里混凝土料加滿后，立即吊起料斗閥門開始混凝土澆筑，此時導管口距孔底高度控制在50cm ;在整個澆筑過程中導管應埋砼中2 4m，最小埋深不得小于2m，否則會把砼上面附近的浮漿卷入砼內，最大埋深不得大于6m，埋入太深將會影響砼充分流動，導管隨澆筑隨提升，避免提升過快造成砼脫空現象，或提升過晚而造成埋管拔不出的事故；混凝土面上升的高度并根據導管埋深決定是否拔管，探測次數不少于使用的導管節數，并在每次提升前探測一次管內外混凝土面高度；澆筑時利用不停澆筑及導管出口砼的壓力差，使砼不斷從導管內擠出，使砼面均勻上升，孔內泥漿逐漸被砼替換而排出孔外，流入泥漿池內；灌注過程中做好記錄，嚴禁將混凝土導管拔離混凝土面；單樁混凝土灌注時間不超過8小時；水下樁頭處理 待灌注樁混凝土澆筑完畢后，平臺上將固定鋼筋籠的主筋割斷，準備就位的潛水員在打撈船的配合下潛入水下拆除大頭護筒連接上節護筒的法蘭，并由浮吊將護筒調至臨近碼頭進行清洗以便循環使用；接著將高出大頭護筒多余的砼及上部浮漿沿護筒頂面刮平，插入鋼結構梁部分的預留鋼筋，整個水下樁頭處理過程潛水員在I. 5小時內全部完成，避免 時間較長混凝土喪失塑性后造成水下處理困難。
全文摘要
本發明公開了變截面鉆孔灌注樁水下一次成型澆筑法，所述澆筑法包括準備階段和澆注階段；所述準備階段包括測量控制點布置、護筒埋設、鉆機布置、鉆機鉆孔、清孔以及鋼筋籠安裝6個步驟；所述澆注階段包括灌注水下砼和水下樁頭處理2個步驟，本發明解決了灌注樁上水下樁帽施工不便的問題，在適當投入下即可有效節省工期，并保證水下樁帽的施工質量和精度。
文檔編號E02D5/40GK102720186SQ201210238079
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者劉煒, 包勝, 周光喜, 喻栓旗, 徐梅坤, 楊志君, 蔡基農, 陳赟 申請人:上海港務工程公司