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原文传递一种机械成孔灌注桩的施工方法

专利名称：	一种机械成孔灌注桩的施工方法
摘要：	本发明公开一种机械成孔灌注桩的施工方法，具体步骤包括平整场地、清除杂物、桩位放样、埋设钢护筒、钻孔施工、清孔、吊装钢筋笼、浇筑混凝土，得到灌注桩基，进行桩基检测；本发明采用单桩竖向抗压静载试验和低应变法完整性检测相结合的方法检测桩基，检测更加完全，检测数据更加完整；本发明的施工方法可以很好的适应特殊地形，比如山区、地下水流等环境，具有很强的适应性，施工效率高；自动化程度高、移位灵活方便；低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快，效率高；安全性能高；无泥浆循环，对环境污染小；为“绿色施工工艺”。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国建筑第二工程局有限公司
发明人：	李冉;王洋;郑佳蕊;廖富兴;许兴成;唐建淞;龚颖康;刘振宇;张恒;倪元春;孙缙环
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910459792.1
公开号：	CN110374094A
代理机构：	北京市盈科律师事务所
代理人：	罗东
分类号：	E02D5/38(2006.01);E;E02;E02D;E02D5
申请人地址：	101101 北京市通州区梨园镇北杨洼251号
主权项：	1.一种机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤： (1)平整场地、清除杂物，根据旋挖钻机施工的位置进行场地整平，场地平整后开挖至筏板垫层底标高，将计划钻进的桩位放出，钉好十字保护桩； (2)桩位放样：按"从整体到局部的原则"进行桩基的位置放样，钻孔的标高放样时对放样的标高进行复核，按每栋楼的桩基从内至外、从上到下的施工方向放置施工钻机； (3)埋设钢护筒：通过定位的控制桩放样，埋设钢护筒时钢护筒斜度不大于1％； (4)钻孔施工：先将钻斗着地，开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，运走钻渣，回到钻孔作业位置，钻进过程中检查成孔的垂直度，钻孔作业至满足设计的嵌岩深度为止；成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁、垂直度进行检查； (5)清孔：桩孔终孔后，采用专用清孔钻头清洗桩孔不少于3次，通过测绳方法检测沉渣厚度沉渣厚度≦5cm； (6)吊装钢筋笼：将第一节吊装入孔钢筋笼的钢筋骨架中心与桩孔对中后插入孔内，采用插杠法将钢筋笼卡在孔口处，接着将第二节钢筋笼吊住呈垂直悬吊状态，与第一节钢筋笼焊接，焊接完成后检查焊接质量，合格后再重复上述步骤进行下节钢筋笼吊装，全部接头连接好后下沉入孔，钢筋笼下沉到设计位置后，进行固定，钢筋笼入孔后定位误差：平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±10cm； (7)浇筑混凝土，得到灌注桩，对桩基进行检测。 2.根据权利要求1所述机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，步骤(3)控制桩放样的具体步骤是：把钻机钻孔的位置标于孔底，再把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部挂起，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合，使钢护筒坚直，用钻斗将钢护筒压入到预定位置，在钢护筒周围回填渣土，分层夯实，用粗颗粒土回填钢护筒外侧周围，回填密实。 3.根据权利要求1所述机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，步骤(6)钢筋笼的外部采用Φ16钢筋制作成船形支架或者耳筋点焊在钢筋笼的主筋上作为保护层，船形支架或者耳筋在钢筋笼截面上对称设置四个，在钢筋笼竖向位置上按2m间距设置。 4.根据权利要求1所述机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，步骤(6)钢筋笼固定是用两根钢管在孔口处穿过钢筋笼用12#铁丝平行绑在主筋上，钢筋笼两端钢管长度每边不少于1000mm，浇筑混凝土前在每根钢管两端各配重200×300×500mm以上条石压住钢管。 5.根据权利要求1所述机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，步骤(7)浇筑混凝土包括干孔浇筑施工工序、水下混凝土施工工序，干孔浇筑施工工序的具体步骤步骤如下： ①安设导管，导管采用直径250mm的钢管，用2.5～3m的标准管配1～2节长1～1.5m长的短管，灌注管用法兰盘连接螺丝固定或丝牙连接，法兰盘连接或丝牙连接处均安装O形橡胶密封圈，将导管缓慢的沉到距离孔底300mm～500mm的深度处； ②连续浇筑混凝土，上提导管； ③混凝土浇筑完毕，拔出导管和钢护筒；水下混凝土施工工序的具体步骤步骤如下： ①安设导管，导管采用直径250mm的钢管，用2.5～3m的标准管配1～2节长1～1.5m长的短管，灌注管用法兰盘连接螺丝固定或丝牙连接，法兰盘连接或丝牙连接处均安装O形橡胶密封圈，将导管缓慢的沉到距离孔底300mm～500mm的深度处； ②将隔水塞放在导管内的水面上； ③配置0.1～0.3m3水泥砂浆灌入隔水塞以上的导管和漏斗中，然后再灌入首批混凝土，剪断铁丝，使水泥砂浆留在孔底，隔水塞浮出； ④连续浇筑混凝土，上提导管； ⑤混凝土浇筑完毕，拔出导管和钢护筒。 6.根据权利要求5所述机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，步骤(7)首批混凝土灌入量的计算公式为： V＝D2π/4(H1+H2)K+d2π/4h1＝D2π/4(H1+H2)K+d2π/4[H-(H1+H2)]r1/r2 式中： V--首批混凝土灌入量(m3) D--钻孔直径(m) d--导管内径(m) H1--导管底端距孔底距离(m) H2--导管埋入混凝土深度(m) H--钻孔深度(m) K--充盈系数，取1.10 r1--泥浆比重，取1200kg/m3 r2--混凝土比重，取2400kg/m3。 7.根据权利要求1所述机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，采用单桩竖向抗压静载试验、低应变法检测和高应变法检测相结合的方法进行桩基检测，单桩竖向抗压静载试验合格后进行低应变法检测和高应变法检测，低应变法和高应变法检测的桩基数量是单桩竖向抗压静载试验检测数量的3～5倍。 8.根据权利要求7所述机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，单桩竖向抗压静载试验的具体步骤如下： (1)按照规范要求确定单桩竖向抗压静载试验的抽检数量； (2)试桩桩帽顶需低于自然地面800mm，采用压力表测定荷载量；采用堆载压重平台反力法进行试验，千斤顶并联作为加载设备，用堆土来提供反力，沉降观察通过安装在桩顶对角线两端的百分表进行测量，直径或边宽大于500mm的桩基，对称安置4个百分表，直径或边宽小于等于500mm的桩基，对称安置2个百分表； (3)逐级加载载荷，分级荷载加载为预估极限荷载的1/10，第一级按2倍分级荷载加载，之后每级按分级荷载加载，每级加载后第5、15、30、45、60min测读百分表中的桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次，当桩顶沉降速率达到稳定标准时，再施加下一级荷载，稳定标准：每小时的桩顶沉降量小于0.1mm，并连续出现两次；每级荷载在其维持过程中应保持荷载恒定； (4)达到设计载荷后，分级卸载压力，每级卸载值加载值的2倍，逐级卸载，卸载时，每级荷载维持1h，15、30、60min分三次测读百分表中的桩顶沉降量，卸下一级；卸载至零后，测读桩顶残余沉降量，百分表测读时间15、30min，以后每隔30min测读百分表一次，测读桩顶残余沉降量，测读总时间不得少于3h。 9.根据权利要求7所述机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，低应变法检测的具体步骤： (1)根据桩径大小，桩身顶部在距桩中心2/3半径处对称布置2～4个检测点；每个检测点处设置速度传感器、加速度传感器，速度传感器、加速度传感器分别与基桩低应变检测仪连接； (2)以桩中心为激振点，施加外力，速度传感器、加速度传感器将外力作用下采集到的信号传递基桩低应变检测仪进行数据处理。 10.根据权利要求7所述机械成孔灌注桩的施工方法，其特征在于，高应变法检测的具体步骤： (1)选择混凝土强度达到设计强度的试验桩基进行桩头处理并安装桩垫； (2)对于桩径≤800mm的将传感器对称安装在2D处的桩侧表面，对于桩径＞800mm的将传感器对称安装在D处的桩侧表面，传感器为加速度传感器和应变式力传感器，同一侧的两个传感器的距离不大于80mm，传感器中心轴和桩中心轴保持平行，加速度传感器和应变式力传感器均与控制器相连； (3)采用铸铁落锤锤击，锤重≥1.0％Qm，Qm为预估单桩极限承载力，铸铁落锤高径比≥1； (4)传感器将数据传输至控制器，控制器将数据传输给计算机进行处理。
所属类别：	发明专利