本發(fā)明涉及一種施工方法，具體涉及一種護筒旋挖成樁施工方法。

背景技術(shù)：

針對此現(xiàn)狀，重慶現(xiàn)階段迫切需要一種能夠提高施工效率、保證施工質(zhì)量、避免施工事故，發(fā)展成熟的旋挖施工技術(shù)。在高回填土層中的樁基施工，采用人工挖孔樁安全風險大；采用常規(guī)的旋挖鉆機施工，施工過程中存在因塌孔等原因造成的各種質(zhì)量問題；采用混凝土預灌法旋挖施工，施工工序復雜，施工速度慢，造價高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足而提供一種護筒旋挖成樁施工方法施工工序簡單易操作，采用全機械化施工，更具有施工速度快、造價低、安全可靠、質(zhì)量穩(wěn)定等特點

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種護筒旋挖成樁施工方法，包括以下施工過程：1)、場地平整；2)、放線定位；3)、鉆機就位；4)、土層鉆進；5)、鋼護筒施工；6)、土層繼續(xù)鉆進；7)、鉆進巖層；8)、沉渣清理；9)、成孔驗收；10)、鉆機移位；11)、鋼筋籠安裝；12)、導管安裝；13)、灌注混凝土；14)、隨澆隨提升護筒；15)、澆筑完成拔出護筒；16)、成樁檢測。

進一步，場地平整要求液壓多功能旋挖鉆機就位時與平面最大傾角不超過4°，現(xiàn)場地面承載力大于250KPa。

進一步，樁位放線按從整體到局部的原則，便道與鉆孔位置保持不小于3米的距離。

進一步，鉆機就位后鉆頭中心和樁中心應對正準確，誤差控制在2cm內(nèi)。

進一步，鋼護筒施工包括鋼護筒連接和鋼護筒安裝。

進一步，所述一種護筒旋挖成樁施工方法針對于沉積層(通常呈松散狀態(tài))，沙層，雜填土層、卵礫石層、淤泥層等不穩(wěn)定地層和臨界穩(wěn)定地層在鉆孔時采用。

進一步，導管安裝時，若灌注的混凝土面距離水面不太大的情況下(如小于5m)，出現(xiàn)導管堵塞混凝土無法灌注，混凝土未初凝時，應及時提出導管，在導管底部設(shè)置能方便脫落的防水塞，防水塞可以用混凝土制作，當實用將導管重新插入混凝土內(nèi)，導管內(nèi)裝灌混凝土后稍提導管，利用新混凝土的自重將防水塞壓出，然后繼續(xù)灌注。

進一步，所述鉆機包括鉆頭和安裝在所述鉆頭上方的校準設(shè)備，所述校準設(shè)備包括激光發(fā)射模塊、激光接受模塊、控制器、蜂鳴器和鏡面，所述激光發(fā)射模塊和激光接受模塊對應所述鉆頭，所述激光發(fā)射模塊發(fā)射激光并能通過所述鏡面反射給所述激光接受模塊，所述激光發(fā)射模塊、激光接受模塊和蜂鳴器分別連接所述控制器。

進一步，所述鏡面直徑為2cm。

進一步，所述控制器沒有收到所述激光接受模塊收到的信號時不響鈴，所述控制器收到所述激光接受模塊收到的信號不響鈴。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明采用一種護筒旋挖成樁施工方法，包括以下施工過程：1)、場地平整；2)、放線定位；3)、鉆機就位；4)、土層鉆進；5)、鋼護筒施工；6)、土層繼續(xù)鉆進；7)、鉆進巖層；8)、沉渣清理；9)、成孔驗收；10)、鉆機移位；11)、鋼筋籠安裝；12)、導管安裝；13)、灌注混凝土；14)、隨澆隨提升護筒；15)、澆筑完成拔出護筒；16)、成樁檢測，對各種松散土層地質(zhì)條件具有良好的適應性，而且施工工序簡單易操作，采用全機械化施工，更具有施工速度快、造價低、安全可靠、質(zhì)量穩(wěn)定等特點，施工及成樁質(zhì)量不受土層及地下水等的影響，應用范圍廣的優(yōu)勢。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明施工流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與作用更加清楚及易于了解，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步闡述：

本發(fā)明提出了一種護筒旋挖成樁施工方法，其特征在于，包括以下施工過程：

1)、場地平整；施工前嚴格進行場地平整，做到排水通暢，清楚旋挖作業(yè)范圍內(nèi)的地上、地下障礙物；

2)、放線定位；放線定位按從整體到局部的原則進行樁基的位置放線，規(guī)劃行車路線時，使便道與鉆孔位置保持不小于3米的距離，以免影響孔壁穩(wěn)定；鉆機的安放位置應考慮鉆孔施工中孔口出土清運的方便。樁位的中心點，在場地平整后，成孔前用全站儀放點，十字線定位，做好十字樁的保護，下護筒后用全站儀進行二次檢測，在成孔后與吊鋼筋籠前再次檢測，使其誤差在規(guī)范要求內(nèi)，以確保樁位準確；

3)、鉆機就位；鉆機的擺放位置應考慮鉆孔施工中孔口出土清運的方便。鉆機行駛到施工的孔位，調(diào)整桅桿角度，操作卷揚機，將鉆頭中心與樁孔中心對準，并放入孔內(nèi)，調(diào)整鉆機垂直度參數(shù)，使鉆桿垂直，同時稍微提升鉆具，確保鉆頭環(huán)刀自由浮動孔內(nèi)；旋挖鉆機底盤為伸縮式自動整平裝置，并在操作室內(nèi)有儀表準確顯示電子讀數(shù)，當鉆頭對準樁位中心線時，各項數(shù)據(jù)即可鎖定，無需再做調(diào)整；

4)、土層鉆進；鉆孔時先將取土鉆斗著地，通過顯示器上的清零按鈕進行清零操作，記錄鉆機鉆頭的原始位置，此時，顯示器顯示鉆孔的當前位置的條形柱和數(shù)字，操作人員可通過顯示器監(jiān)測鉆孔的實際工作位置、每次進尺位置及孔深位置，從而操作鉆孔作業(yè)；當鉆斗被擠壓充滿鉆渣后，將其提出地表，循環(huán)往復；

5)、鋼護筒施工；鋼護筒施工包括鋼護筒連接和鋼護筒安裝，其中鋼護筒連接據(jù)設(shè)計孔深及地勘資料確定鋼護筒長度，鉆孔施工過程中即可準備鋼護筒，鋼護筒接長可以采用螺栓連接，也可以采用焊接連接；采用焊接連接可以對鋼護筒進行切割成需要的長度，焊接時需控制焊接質(zhì)量，保證鋼護筒安裝及拔出過程中不出現(xiàn)問題；采用螺栓連接，結(jié)構(gòu)簡單、施工快捷、裝拆方便、效率較高，鋼護筒采用標準節(jié)，易于安裝接長，對于“邊成孔邊護筒跟進護壁”施工方法來說施工進度更快，并且更便于全鋼護筒旋挖成樁施工技術(shù)實現(xiàn)鋼護筒的循環(huán)使用，符合經(jīng)濟、綠色施工的理念，有利于城市對噪音的控制和對環(huán)境保護的要求；鋼護筒安裝分為五種狀態(tài)，第一種為當鉆孔在進入強風化巖層后，即可開始全鋼護筒的安裝施工，下護筒采用履帶吊進行吊裝下放；第二種為鋼護筒下放時吊機吊起鋼護筒對準孔口，保證鋼護筒中心與孔中心對齊，鋼護筒緩慢下放；第三種為如果鉆孔過程中出現(xiàn)斜孔的現(xiàn)象，鋼護筒就不能順利下放；此時就需要將護筒拔出，重新下鉆頭重新鉆孔，保證鉆孔的垂直度達到要求，再進行鋼護筒的安裝；第四種鋼護筒下放至巖層附近時，下放可能會有些困難，此時可以利用旋挖機鉆頭對稱在護筒的周邊施加壓力，同時利用挖機來回緩慢推動鋼護筒，使得鋼護筒下放到設(shè)計位置；第五種在鉆孔過程中遇到特別容易塌孔的地質(zhì)，在鉆進過程中就需要分節(jié)下放鋼護筒；具體流程舉例說明如下：①對于2m直徑樁基，首先用2m鉆頭鉆孔。鉆孔到一定深度后(根據(jù)塌孔情況確定深度)，用鉆頭擴孔至2.1m，下第一節(jié)鋼護筒護，護筒外徑2.1m，內(nèi)徑2.05m；②第一節(jié)鋼護筒安裝完成后，下2m鉆頭進行第二次鉆孔，鉆孔完成下第二節(jié)護筒；第二節(jié)護筒與第一節(jié)先進行焊接連接或螺栓連接，連接好后用旋挖機的動力頭套住護筒往下壓，將第二節(jié)護筒壓入；③第二節(jié)護筒壓入后，進行第三次鉆孔，重復下鋼護筒，以此類推循環(huán)施工直至進入巖層；

6)、土層繼續(xù)鉆進；在鉆進過程中，必須隨時記錄鉆孔深度，測算當前孔底標高，當成孔底標高在即將達到設(shè)計樁底標高時，即可停止鉆進，并會同業(yè)主、監(jiān)理、地勘等判定當前巖層情況。采用直桶式巖芯筒鉆，連接旋挖機，伸入孔底鉆出圓柱體巖石后，人工用小型直徑15cm水鉆鉆出試件石塊，送至實驗室檢測，根據(jù)巖石強度是否達到要求確定是否再進行鉆進，避免超鉆或少鉆；施工過程中通過鉆機本身的垂直控制系統(tǒng)和對鉆桿反復檢查成孔的垂直度，要求成孔垂直度偏差不得大于孔深的1％，確保成孔質(zhì)量；同時需要對鉆機情況進行記錄，旋挖鉆機鉆進施工時及時填寫，主要填寫內(nèi)容為：工作項目，鉆進深度，鉆進速度、護筒埋深、各巖土層面標高及孔底標高；該表由專人負責填寫，交接班時應有交接記錄；根據(jù)旋挖鉆機鉆孔鉆進速度的變化和土層取樣認真做好地質(zhì)情況記錄，每處孔樁必須備有土層地質(zhì)樣品盒，在盒內(nèi)標明各樣品在孔樁所處的標高和取樣時間；鉆孔樁地質(zhì)與設(shè)計不符時及時報請監(jiān)理或地勘單位現(xiàn)場負責人進行現(xiàn)場確認，由設(shè)計單位確定是否進行變更設(shè)計；鉆孔達到預定鉆孔深度后，提起鉆桿，測量孔深及沉渣厚度并在表中做好記錄；

7)、鉆進巖層；最后鉆進巖層達到設(shè)計標高；

8)、沉渣清理；當鉆孔達到設(shè)計深度后，用雙底清渣鉆頭提至距孔底0.1m～0.3m處，使之空轉(zhuǎn)，將殘存在孔底的沉渣吸出。清孔完畢后報請監(jiān)理進行檢查驗收，并測量孔深，再進入下一道工序；

9)、成孔驗收；成孔后，對孔深、孔徑、孔壁垂直度、沉渣厚度等進行檢查，檢測前準備好檢測工具，如測繩、測錘等。成孔底標高與設(shè)計樁底標高誤差不得大于±500mm并滿足相鄰樁剛性角的要求，成孔直徑不得小于設(shè)計樁徑，孔壁垂直度誤差不大于1％，沉渣厚度小于50mm；

10)、鉆機移位；可以采用千斤頂對四個角同時移動；

11)、鋼筋籠安裝；a鋼筋籠采用分節(jié)制作，先根據(jù)設(shè)計樁編號分別制作部分鋼筋籠，制作時應注意接頭處互相錯開，在成孔后根據(jù)成孔深度采用焊接連接到一起；當樁孔超過25m時，為保證鋼筋籠的整體質(zhì)量和吊裝時的安全，分兩次吊裝到位，鋼筋籠分兩次在孔口綁扎搭接后再焊接連接成型；鋼筋籠在加工時確保主筋位置準確，加勁箍筋間距要符合設(shè)計要求，加勁箍筋與主筋之間采取點焊固定，注意焊接時不得焊傷主筋；主筋與加勁箍焊接成整體后，再綁扎螺旋箍筋，綁扎時應注意加密區(qū)和非加密區(qū)的間距和長度要符合設(shè)計要求；b整根鋼筋籠制作完成后，經(jīng)自檢合格后報監(jiān)理工程師檢查認可，然后用吊車將鋼筋加工場內(nèi)的鋼筋籠吊至孔口，鋼筋籠安裝前應清除粘附的泥土和油漬，保證鋼筋與混凝土緊密黏結(jié)；鋼筋籠吊裝時應注意吊點的設(shè)置，原則上吊點不得少于4個，吊點設(shè)置在每節(jié)鋼筋籠最上一層加勁箍處，對稱布置，起吊時利用挖機配合，避免鋼筋籠的變形；當鋼筋籠長度少于25m時，整體一次性吊裝到孔口，對正后緩慢下放；當鋼筋籠長度超過25m時，分兩次吊裝，先將下截次鋼筋籠臨時支撐在鋼護筒上，再用吊車將上截次鋼筋籠吊裝就位，使上下兩截次鋼筋籠骨架位于同直線上進行連接固定，固定后再將上下主筋焊接連接到一起，整體焊接成型后報監(jiān)理工程師檢查焊接質(zhì)量，合格后再緩慢下放鋼筋籠；下放到位后再固定鋼筋籠，要根據(jù)鋼護筒的偏位情況將鋼筋籠中心反方向調(diào)整，以使鋼筋籠中心與樁中心重合；

12)、導管安裝；導管是完成水下混凝土灌注的重要工具，導管能否滿足工程使用上的要求，對工程質(zhì)量和施工速度關(guān)系很大；水下混凝土導管應進行水密、承壓和接頭抗拉試驗；導管采用壁厚為6mm的鋼板卷制焊成。導管應居中下放，導管直徑為300mm，導管的分節(jié)長度按工藝要求確定，標準節(jié)長度2.7m，最上端采用0.5m～1.5m的幾節(jié)短管調(diào)節(jié)導管的長度，使管距孔底300mm～500mm，采用法蘭盤連接、活接頭螺母連接以及快速插接連接；用橡膠“O”型密封圈，嚴防漏水、漏氣；同時導管安裝完成后可安裝儲料斗，用6mm鋼板制作，要求不漏漿、不掛漿，漏泄順暢徹底；應有足夠的容量以保證首批灌入的混凝土(既初灌量)能達到要求的埋管深度；

13)、灌注混凝土；灌注混凝土前，臂架泵機首先就位，并確認到場的混凝土能夠滿足該樁孔需要的混凝土量；將同導管內(nèi)徑的皮球放入導管內(nèi)，然后封閉料斗口，再將初灌量混凝土放入料斗內(nèi)，裝滿后打開料斗口，讓混凝土順導管流入孔內(nèi)，皮球通過混凝土的自重壓力將導管內(nèi)的水排出，將混凝土順利灌注到孔底。料斗打開后，混凝土灌注仍應連續(xù)進行；在灌注混凝土時，應隨時用測繩測混凝土的頂面高度；在澆注過程中，導管在拆除前可使導管作30cm的上下往復運動，有利于混凝土的密實；但不得做橫向運動，以免泥漿和沉渣混入混凝土內(nèi)；當混凝土頂面高度超過導管底口高度6m時，可拆除一節(jié)導管，拆除前，應先測定混凝土頂面高度，計算導管準確的埋深；拆除的導管長度應做好記錄，任何情況下，均必須保證拆除部分導管后，導管埋深度應＞2m。為防止鋼筋籠在混凝土灌注過程中發(fā)生上拱，升導管要平穩(wěn)，速度要慢，以防止混凝土沖力過大或鉤帶鋼筋籠；

14)、隨澆隨提升護筒；灌注混凝土時，逐漸拔出鋼套管(套管靴留在土中)；

15)、澆筑完成拔出護筒；成孔驗收合格后，鋼筋籠制作、安裝、驗收合格后，在澆筑混凝土過程中，混凝土的頂面高度距護筒底口高度在4m左右時，可以起拔護筒，護筒起拔時利用吊車起拔；如果吊車拔鋼護筒時有困難，出現(xiàn)拔不動的情況，則利用拔管機進行拔出。將拔管機套在鋼護筒上，擱置在鋼護筒邊平整壓實的地面上，利用拔管機將護筒拔出，拔管機的上拔力約3000KN，行程1m，同時利用吊機配合，達到將護筒拔出的目的；護筒應隨澆隨拔，嚴禁全部混凝土量澆筑完成后一次性起拔；護筒起拔時應注意測量和記錄高度，確保起拔后混凝土頂面距護筒下口不得小于2m；混凝土澆筑完成，將鋼護筒一次性全部拔出，拔出的護筒根據(jù)下一根樁基需要的鋼護筒長度拆開或加長，清理干凈，準備循環(huán)使用；

16)、最后成樁檢測；

作為具體實施例，場地平整要求液壓多功能旋挖鉆機就位時與平面最大傾角不超過4°，現(xiàn)場地面承載力大于250KPa。

作為具體實施例，鉆機就位后鉆頭中心和樁中心應對正準確，誤差控制在2cm內(nèi)。

作為具體實施例，通過理論計算和數(shù)值模擬確定一個決定是否需要運用鋼護筒護壁的土質(zhì)參數(shù)的臨界值，以降低施工成本，而不是盲目地所有鉆孔都運用全程鋼護筒護壁；經(jīng)試驗得出其中不同土質(zhì)下的臨界高度、破壞變形參考值、不需鋼護筒支護的最大鉆孔深、以及鉆設(shè)不同深度下所需鋼護筒支護深度的結(jié)果見表1-1；

表1-1不同土質(zhì)、孔徑及深度下鋼護筒用量

以基坑開挖所得的臨界破壞狀態(tài)最大變形為參考值，計算不同土質(zhì)、孔徑及深度下的鋼護筒用量；越密實的土質(zhì)，其不需護筒的最大鉆孔深度則越深，軟黏土的平均孔深約15m，中硬黏土達到41m，而硬黏土則超過70m；孔徑大小也是顯著的影響因素，孔徑越小，其圓拱效應越顯著，相同土質(zhì)下，1.2m孔徑鉆孔不需護筒的最大孔深是2m和3m孔徑鉆孔的2～3倍；當鉆孔深度超過其不需護筒的最大孔深時，所加設(shè)鋼護筒長度普遍小于鉆孔深度3m左右，呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，認為此時鉆孔深度大，孔壁的變形主要來自于地應力的釋放，若護筒與鉆孔端部離得較遠(＞3m)，鉆孔前端部約束較弱，導致孔壁發(fā)生的變形大；以軟黏土質(zhì)中鉆設(shè)30m深鉆孔為例，當支護的鋼護筒長度為26m和27m時，對應的最大水平位移分別為249mm和7.4mm，差距明顯；

本發(fā)明選用三種代表性土質(zhì)(軟黏土、中硬黏土和硬黏土)，選取三類常用鉆孔(1.2m、2m和3m孔徑)，研究了在無水或只含有少量水條件下不同土質(zhì)及深度對鋼護筒旋挖施工技術(shù)的影響；通過FLAC-3D軟件二維和三維數(shù)值分析，得到了不同土質(zhì)下的臨界高度、破壞變形參考值、不需鋼護筒支護的最大鉆孔深、以及鉆設(shè)不同深度下所需鋼護筒支護深度；得出土質(zhì)越好，其基坑開挖的臨界高度越高；在臨界高度不大時(≤10m)，其破壞時的最大變形隨基坑深度增加而減少；當臨界高度較大(＞15m)，隨著地應力增大，基坑開挖后荷載釋放越多，其變形更明顯，臨界破壞時的最大位移將隨基坑深度增加而增大；越密實的土質(zhì)，其不需護筒的最大鉆孔深度則越深，軟黏土的平均孔深約15m，中硬黏土達到41m，而硬黏土則超過70m；孔徑的大小也是影響鉆孔深度的顯著因素，孔徑越小，其圓拱效應越顯著。相同土質(zhì)下，1.2m孔徑鉆孔不需護筒的最大孔深是2m和3m孔徑鉆孔的2～3倍；當鉆孔深度超過其不需護筒的最大孔深時，所加設(shè)鋼護筒長度普遍小于鉆孔深度3m左右，呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。認為此時鉆孔深度大，孔壁的變形主要來自于地應力的釋放，若護筒與鉆孔端部離得較遠(＞3m)，鉆孔前端部約束較弱，導致孔壁發(fā)生的變形大；所以所述一種護筒旋挖成樁施工方法針對于沉積層(通常呈松散狀態(tài))，沙層，雜填土層、卵礫石層、淤泥層等不穩(wěn)定地層和臨界穩(wěn)定地層在鉆孔時采用。

作為具體實施例，導管安裝時，若灌注的混凝土面距離水面不太大的情況下(如小于5m)，出現(xiàn)導管堵塞混凝土無法灌注，混凝土未初凝時，應及時提出導管，在導管底部設(shè)置能方便脫落的防水塞，可以直接用套筒套在導管的端部，然后再把防水塞安裝在套筒上，防水塞可以用混凝土制作，將導管重新插入混凝土內(nèi)，導管內(nèi)裝灌混凝土后稍提導管，利用新混凝土的自重將防水塞壓出，然后繼續(xù)灌注。

作為具體實施例，所述鉆機包括鉆頭和安裝在所述鉆頭上方的校準設(shè)備，所述校準設(shè)備包括激光發(fā)射模塊、激光接受模塊、控制器、蜂鳴器和鏡面，所述激光發(fā)射模塊和激光接受模塊對應所述鉆頭，所述激光發(fā)射模塊發(fā)射激光并能通過所述鏡面反射給所述激光接受模塊，所述激光發(fā)射模塊、激光接受模塊和蜂鳴器分別連接所述控制器，所述鏡面擺放在需要施工的樁孔的中心位置，操作所述鉆機的鉆頭移動，當所述激光發(fā)射模塊發(fā)送的激光沒有射到所述鏡面上時，此時所述激光接受模塊沒有接受到反射的信號，所述控制器給所述蜂鳴器發(fā)送信號不響鈴，當所述鉆頭移動到所述鏡面上方時，此時所述激光發(fā)射模塊發(fā)送的激光射到所述鏡面上時并通過所述鏡面反射給所述激光接受模塊，所述激光接受模塊收到信號后把信息傳遞給所述控制器，所述控制器收到信號后控制所述蜂鳴器響鈴提醒施工人員所述鉆頭位置校準，可以開始施工，然后關(guān)閉所述澆筑設(shè)備，拿走所述鏡面就可以開始鉆樁孔。

作為具體實施例，根據(jù)施工方法確定，所述鉆機就位后鉆頭中心和樁中心應對正準確，誤差控制在2cm內(nèi)，所以所述鏡面直徑為2cm。

作為具體實施例，所述控制器沒有收到所述激光接受模塊收到的信號時不響鈴，所述控制器收到所述激光接受模塊收到的信號不響鈴。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。