專利名稱：人工挖孔樁施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及公路工程、鐵路工程、市政工程及建筑工程中灌注樁基礎施工方法，尤其是涉及人工挖孔樁施工方法。
背景技術：
人工挖孔樁基礎施工中，尤其是在直徑為lm-2. 5m、深度小于30m灌注樁基礎施工中，常常遇到散碎石地層或樁體范圍內(nèi)分段夾有松散碎石地層。如含有粒徑200_-2_碎石地層、砂類地層，夾有較大塊石地層，磨圓度差地層，多呈棱角狀地層，分選性差地層，較干燥地層，自穩(wěn)性差地層等。為了防止塌孔，目前施工中通常采用全鋼護筒鉆孔樁、沉管(預制砼管)挖孔樁、一次性土體注漿加固等施工方法，雖然上述施工方法可以解決塌孔問題，但均存在設備、物料投入大、施工組織較慢、施工技術較復雜等弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種施工成本低、進度快、安全便捷的人工挖孔樁施工方法。本發(fā)明所述的人工挖孔樁施工方法，按照下述步驟進行；
第一步施工準備
1、場地平整，測量放線，孔口護圈施工；
2、布置單活塞式注漿機，雙層水泥漿攪拌機，水泥漿輸送軟管，3m3空壓機，風鎬；
3、制作注衆(zhòng)管注衆(zhòng)管采用內(nèi)徑28-34mm、壁厚3mm的鋼管,鋼管長度O.6-1. 5m,鋼管下端加工成尖頭，自鋼管下端向上端在管壁上每隔15cm相對打兩個孔徑為6-10mm的注漿孔，相鄰兩個注漿孔在管壁上交錯布置，鋼管上端留50cm止?jié){段；
4、改造風鎬頭在風鎬頭中部對稱焊接兩截鋼筋作為卡頭；以使風鎬頭端部插入所述注漿管內(nèi)時，所述卡頭能夠頂住注漿管后端管口、啟動風鎬將注漿管打入地層為準；
第二步打入注漿管
采用風鎬配合改造的風鎬頭，沿所述孔口護圈底腳環(huán)向向下放射狀打入一環(huán)注漿管，各注漿管環(huán)向間距40cm ;注漿管注漿單管擴散半徑為O. 6-lm，注漿管前端在Im深度時與孔壁距離為40cm，注漿管與垂直面外傾角為20° -25° ；
第三步注漿
1、將所述水泥漿輸送軟管套于注漿管后端10cm，用鐵箍圈固定；
2、注漿液采用水泥水=1:0. 75的水泥漿，注漿液中摻入適量的速凝劑，以減少等強時間，加快施工進度；注漿壓力控制在O. 4-0. 6MPa范圍內(nèi)；
3、每根注漿管達到設計注漿量后停止注漿，全部注漿完成后，再次利用風鎬將注漿管外露部分打入土體，以防止注漿管侵入樁基開挖凈空內(nèi)；在下一段開挖后，將砼護壁與注漿管頂端連接；
第四步注漿段開挖護壁施工
每段注漿加固完成后等強12小時，待水泥漿液將土體固結后按照常規(guī)挖孔樁施工方法進行該加固段的開挖；
第五步每個注漿加固段開挖完成后重復第二步至第四步，直至通過松散碎石地層段。為進一步提高施工安全性，在Im的有效注漿加固深度范圍內(nèi)分兩次開挖，即每開挖50cm深度施做一次護壁，砼護壁采用C25砼，作成鋸齒狀，內(nèi)徑為上小下大，上口護壁厚20cm,下口護壁厚IOcm ;同時在護壁內(nèi)配以直徑8mm鋼筋,縱橫間距為15cm, 5仝保護層厚度距護壁內(nèi)壁3. 5cm。本發(fā)明優(yōu)點主要體現(xiàn)為1、分段、循環(huán)加固，注漿量小，可以有效減少漿液損失，同時注漿效果可及時得到驗證，靈活調整注漿量，保證了注漿加固效果。2、可根據(jù)地層實際情況靈活控制，僅在自穩(wěn)性差的某一段地層注漿加固，自穩(wěn)性較好的地層可以不加固，避免了樁基全范圍內(nèi)加固造成的浪費，具有較好的經(jīng)濟性。3、施工機具、材料均為橋梁常用小型機具，施工投入小；施工工藝簡單，無需特殊作業(yè)人員培訓，可在較短時間內(nèi)組織施工，施工管理較為簡單，施工進度有保證。4、因樁體周邊碎石地層固結，提高了樁體與地層的摩擦力，提高了摩擦樁的承載能力。


圖1是本發(fā)明所述的風鎬頭結構示意圖。圖2是圖1的1-1向剖視放大圖。圖3是本發(fā)明所述注漿管的結構示意圖。圖4是按照本發(fā)明實施的人工挖孔樁位于碎石地層段的立面結構示意圖。圖5是按照本發(fā)明實施的人工挖孔樁位于碎石地層段的平面結構示意圖。圖6是本發(fā)明的施工流程圖。
具體實施例方式如圖1-6所示，本發(fā)明所述人工挖孔樁施工方法，按照下述步驟進行；
第一步施工準備
1、平整、清除挖孔場地雜物、夯打壓實。場地內(nèi)開挖排水溝。清理地表水。全站儀精確放樣孔樁樁位，設置護樁，隨時檢查校核樁位及挖孔垂直度等；安裝人工挖孔樁提升設備，設置周圍圍擋，并布置好出渣道路；
2、安放水箱準備足夠的施工用水，合理布設電路，滿足施工需要；
3、準備注漿設備，包括YSH-3單活塞式注漿機一臺，雙200L層水泥漿攪拌機一臺，2吋水泥衆(zhòng)輸送軟管一根，3m3空壓機一臺、GlO風鎬一臺；
4、正確連接注漿設備，并作連接檢測，保證設備運轉正常；
5、按照設計尺寸人工開挖孔口位置土體，施做孔口護圈?？卓谧o圈采用混凝土，鎖口寬30cm，高度應高出地面50cm，以防止土塊、石渣等雜物滾入孔內(nèi)傷人；
6、注漿施工前根據(jù)設計文件，觀察地質情況，若樁基頂部為松散碎石地層，則在孔口護圈施做完成后即開始注漿加固施工；若松散碎石地層不在地表而在位于樁體中部，則可以先按正常挖孔樁工藝開挖，施做護壁至松散碎石地層頂面后再開始注漿加固施工；7、制作注漿管如圖3所示，注漿管采用內(nèi)徑32mm、壁厚3mm的鋼管1，鋼管I長度1. 5m，鋼管I下端加工成6mm的尖頭2 ；自鋼管I下端向上端在管壁上每隔15cm相對打兩個孔徑為8mm的注漿孔3、4，相鄰兩個注漿孔3、4在管壁上交錯布置，鋼管I上端留50cm止?jié){段5;
8、改造風鎬頭如圖1、2所示，在風鎬頭6中部對稱焊接兩截鋼筋作為卡頭7，以使風鎬頭6端部插入所述注漿管內(nèi)時，所述卡頭7能夠頂住注漿管后端管口、啟動風鎬將注漿管打入地層為準。第二步打入注漿管
采用風鎬配合改造的風鎬頭，沿所述孔口護圈底腳環(huán)向向下放射狀打入一環(huán)注漿管，各注漿管上端環(huán)向間距40cm;注漿管注漿單管擴散半徑為O. 6-lm，注漿管前端在Im深度時與孔壁距離為40cm，注漿管與垂直面外傾角為20° -25° ;打入注漿管時預留注漿管管口外露20cm。第三步注漿
1、按照計算好的單孔注漿量注入。注漿時，應隨時觀察注漿壓力表及樁孔地質變化。若地表有漿液涌出，表明注漿壓力過大，應暫時關閉注漿機，待壓力下降后繼續(xù)注漿。注漿用水泥漿應嚴格按照施工配合比進行，不宜過稠或過稀。水泥漿過稠，注漿擴散效果較差，過稀則無法保證加固強度。注漿液中摻入速凝劑可以減少等強時間，加快施工進度。根據(jù)實際注漿效果，可適當調整設計注漿量，以達到最佳注漿效果。單管注漿量按照下述公式計算 V= JI R2H η α β
V——單管注漿量
R—注漿單管漿液擴散半徑，因注漿管上端環(huán)向間距為40cm，下端Im處環(huán)向間距增大至60cm，綜合考慮注漿范圍相互重疊，故取平均值R=O. 6m ；
H——注漿管長度，取1.5m; η—地層天然空隙率，需經(jīng)現(xiàn)場試驗確定；
α-注衆(zhòng)飽滿系數(shù)O. 7 O. 9,因考慮注楽:過于飽滿會增加開挖難度，故取α為
O.7 ；
β——衆(zhòng)液損耗系數(shù)1.1 1. 4 ;
.2、將所述水泥漿輸送軟管套于注漿管后端10cm，用鐵箍圈固定；
.3、注漿液采用水泥水=1:0. 75的水泥漿，注漿液中摻入適量的速凝劑，以減少等強時間，加快施工進度；注漿壓力控制在O. 4-0. 6MPa范圍內(nèi)；
.4、每根注漿管達到設計注漿量后停止注漿，全部注漿完成后，再次利用風鎬將注漿管外露部分打入土體，以防止注漿管侵入樁基開挖凈空內(nèi)；在下一段開挖后，將砼護壁與注漿管頂端連接，以起到支撐加固護壁的效果。第四步注漿段開挖護壁施工
每段注漿加固完成后等強12小時，待水泥漿液將土體固結后按照常規(guī)挖孔樁施工方法進行該加固段的開挖；為保證施工安全，在Im的有效注漿加固深度范圍內(nèi)分兩次開挖，每次開挖50cm深度施做一次護壁，砼護壁采用C25鋼筋砼；護壁內(nèi)配以直徑8mm鋼筋，縱橫間距15cm，砼保護層厚度距護壁內(nèi)壁3. 5cm ;護壁作成鋸齒狀，內(nèi)徑上小下大，上口護壁厚20cm，下口護壁厚10cm。第五步每個注漿加固段開挖完成后重復第二步至第四步，直至通過松散碎石地層段到達設計樁深。
權利要求
1. 一種人工挖孔樁施工方法，其特征在于按照下述步驟進行； 第一步施工準備 1、場地平整，測量放線，孔口護圈施工； 2、布置單活塞式注漿機，雙層水泥漿攪拌機，水泥漿輸送軟管，空壓機，風鎬； 3、制作注漿管注漿管采用內(nèi)徑28-34mm、壁厚3mm的鋼管(1)，鋼管(I)長度.0.6-1. 5m，鋼管(I)下端加工成尖頭(2)，自鋼管(I)下端向上端在管壁上每隔15cm相對打兩個孔徑為6-10mm的注漿孔(3、4)，相鄰兩個注漿孔(3、4)在管壁上交錯布置，鋼管(I)上端留50cm止衆(zhòng)段(5)； 4、改造風鎬頭在風鎬頭(6)中部對稱焊接兩截鋼筋作為卡頭(7);以使風鎬頭(6)端部插入所述注漿管內(nèi)時，所述卡頭(7 )能夠頂住注漿管后端管口、啟動風鎬將注漿管打入地層為準； 第二步打入注漿管 采用風鎬配合改造的風鎬頭，沿所述孔口護圈底腳環(huán)向向下放射狀打入一環(huán)注漿管，各注漿管環(huán)向間距40cm ;注漿管注漿單管擴散半徑為0. 6-lm，注漿管前端在Im深度時與孔壁距離為40cm，注漿管與垂直面外傾角為20° -25° ； 第三步注漿 1、將所述水泥漿輸送軟管套于注漿管后端10cm，用鐵箍圈固定； 2、注漿液采用水泥水=1:0. 75的水泥漿，注漿壓力控制在0. 4-0. 6MPa范圍內(nèi)； 3、每根注漿管達到設計注漿量后停止注漿，全部注漿完成后，再次利用風鎬將注漿管外露部分打入土體，以防止注漿管侵入樁基開挖凈空內(nèi)；在下一段開挖后，將砼護壁與注漿管頂端連接； 第四步注漿段開挖護壁施工 每段注漿加固完成后等強12小時，待水泥漿液將土體固結后按照常規(guī)挖孔樁施工方法進行該加固段的開挖； 第五步每個注漿加固段開挖完成后重復第二步至第四步，直至通過松散碎石地層段。
2.根據(jù)權利要求1所述的人工挖孔樁施工方法，其特征在于在Im的有效注漿加固深度范圍內(nèi)分兩次開挖，即每開挖50cm深度施做一次護壁，砼護壁采用C25砼，作成鋸齒狀，內(nèi)徑為上小下大，上口護壁厚20cm，下口護壁厚IOcm ;同時在護壁內(nèi)配以直徑8mm鋼筋，縱橫間距為15cm，砼保護層厚度距護壁內(nèi)壁3. 5cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人工挖孔樁施工方法，首先進行施工準備，制作注漿管并改造風鎬頭；風鎬配合風鎬頭，沿孔口護圈底腳環(huán)向向下放射狀打入一環(huán)注漿管，將水泥漿輸送軟管套于注漿管后端固定；注漿液采用水泥水=10.75的水泥漿，注漿液中摻入速凝劑，減少等強時間；每根注漿管達到設計注漿量后停止注漿，再次利用風鎬將注漿管外露部分打入土體；在下一段開挖后，將砼護壁與注漿管頂端連接；注漿段開挖護壁施工；每個注漿加固段開挖完成后重復上面步驟，直至通過松散碎石地層段。本發(fā)明優(yōu)點為施工簡單、投入小，分段、循環(huán)加固，注漿量小，可以有效減少漿液損失，樁體周邊碎石地層固結，提高了樁體與地層的摩擦力，提高了摩擦樁的承載能力。
文檔編號E02D5/34GK103031839SQ20131000884
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權日2013年1月10日
發(fā)明者武進, 薛寧鴻, 李彩蓮, 張海濤, 張?，? 王恒, 丁喜成 申請人:中鐵七局集團第三工程有限公司