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原文传递超长大直径钻孔灌注桩的施工方法

专利名称：	超长大直径钻孔灌注桩的施工方法
摘要：	本发明涉及超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，包括步骤：S1、施工准备；S2、钻孔灌注桩成孔系统施工；S3、泵吸反循环钻机施工；S4、清孔换浆；S5、钢筋笼制作与定位；S6、水下混凝土灌注；S7、桩基检测。本发明的有益效果是：本发明采用大直径钻杆多段式渐进牙轮和锥型牙轮组合钻头钻进成孔，充分发挥了不同钻头在不同地层中钻进的优势，可有效提高钻进成孔的垂直度和施工效率；利用顶部设置有带嵌合齿翼环的钢护筒与钻孔平台相连接，对周围土质扰动小，有效避免了周围桩基塌孔的风险，保证其他附属物和运营设备的正常使用和行车安全。
专利类型：	发明专利
申请人：	湖北省路桥集团有限公司
发明人：	刘祖雄;张金诚;黄舒驰;陈煜;刘秉祥
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T06:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN202010011086.3
公开号：	CN111197305A
代理机构：	杭州九洲专利事务所有限公司
代理人：	张羽振
分类号：	E02D5/34;E02D17/08;E21B7/04;E21B10/16;E21B21/06;B21F27/20;E;B;E02;E21;B21;E02D;E21B;B21F;E02D5;E02D17;E21B7;E21B10;E21B21;B21F27;E02D5/34;E02D17/08;E21B7/04;E21B10/16;E21B21/06;B21F27/20
申请人地址：	430056 湖北省武汉市汉阳区经济技术开发区东风大道36号
主权项：	1.一种超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤： S1、施工准备：原材料进场、验收，场地平整，现场定位放样； S2、钻孔灌注桩成孔系统施工：施工钻孔平台(1)，制作并埋设钢护筒(3)，设计并制作反循环钻机(2)的钻头(5)，制备泥浆循环系统，制备泥浆； S3、泵吸反循环钻机施工：根据实际地质情况开孔时，若地层为黏土层、粉砂层、小卵石层或泥岩层，采用多段式渐进牙轮钻头钻进，当钻头(5)进入粒径较大的卵石层时，观察钻具运转情况、进尺速度和排渣情况，当进尺速度小于6cm/h时或者没有进尺、出渣困难时，更换为锥型牙轮钻头，当穿透大粒径卵石层后再采用多段式渐进牙轮钻头钻进；钻孔到设计深度后，采用检孔器对钻孔深度、直径及孔的垂直度进行检测，成孔孔径不小于设计直径； S4、清孔换浆：清孔时将钻具提离孔底30～50cm，旋转钻具，补充优质泥浆，进行反循环清孔，同时保持孔内水头； S5、钢筋笼制作与定位：首先在钢筋加工厂集中制作桩基钢筋笼制作与定位装置，然后将主筋(50)布置于钢筋笼胎架(31)上的搁筋齿(44)中，在主筋(50)上等距焊接加强箍圈(49)，在加强箍圈(49)顶部焊接一根主筋(50)依次利用调节挂钩将其它主筋(50)分别布置在加强箍圈(49)上整体焊接成型，整体骨架成型后再通过箍筋槽(45)固定钢筋笼骨架外侧的箍筋(51)；通过调节可伸缩的支撑杆(35)的长度调整钢筋笼滚焊动力系统的位置，进而将钢筋笼抬起，通过驱动电机(40)提供动力带动钢筋笼的转动，通过人工进行钢筋笼的箍筋(41)焊接；钢筋笼整体制作完成后，确定吊点位置，将分离式吊装套管安装于加强箍圈(49)和主筋(50)交点处，采用若干根等长吊绳进行吊装；钢筋笼定位系统采用钢护筒(3)和型钢(61)组合而成，当钢筋笼下降到顶部吊点附近的加强箍圈(49)接近孔口时，用插销钢板(62)穿过钢护筒(3)卡在加强箍圈(49)的下方，将钢筋笼临时支撑于孔口，接着吊装第二节钢筋笼，使上下两节钢筋笼位于同一竖直线上，进行套筒连接，连接完成后再进行声测管的连接，完成后提起钢筋笼，抽去插销钢板(62)，下降钢筋笼，如此循环，使全部钢筋笼降至设计标高为止； S6、水下混凝土灌注：安装导管，混凝土封底灌注采用隔水拴、拔塞法施工，使混凝土沿导管下落，同时连续向储料斗内补充混凝土，完成首批混凝土的灌注后，随即转入正常灌注阶段，直至完成整根桩的浇筑； S7、桩基检测：进行桩身完整性、承载力检测，完成桩基质量验收。 2.根据权利要求1所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统，包括钻孔平台(1)、反循环钻机(2)、钢护筒(3)、钻杆(4)、钻头(5)、泥浆管(6)、滤网槽(9)、牵引式刮渣系统(10)、排渣孔(11)、集渣箱(12)、沉淀池(13)和泥浆池(15)；钻孔灌注桩通过多段式渐进牙轮钻头和锥型牙轮钻头组合钻进成孔，护壁泥浆由泥浆管(6)经砂石泵(7)通过出渣口(8)泵送入倾斜式的滤网槽(9)，液体泥浆通过滤网槽(9)的滤网直接流入到沉淀池(13)，过滤留存的大颗粒钻渣通过排渣孔(11)排出到集渣箱(12)，通过人工统一运出处理，沉淀池(13)中的泥浆沉淀后采用泥浆泵(14)通过泥浆管(6)泵入到泥浆池(15)中备用，并适当加入膨胀土、烧碱及纤维素改善泥浆的PH、胶体率及粘度等性能指标。 3.根据权利要求2所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统中的钢护筒(3)通过顶部设置的嵌合齿翼环(21)固定于钻孔平台(1)，且钢护筒(3)底部设置有钢板加劲带(22)作为刃角。 4.根据权利要求2所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统中的钻头(5)包括多段式渐进牙轮钻头和锥型牙轮钻头；多段式渐进牙轮钻头的钻体(16)为阶梯式渐进结构，且沿钻体(16)底部周边布置有钻齿(17)；锥型牙轮钻头的钻尖(20)为锥型结构，三个侧翼(18)通过固定翼(19)固定于钻杆(4)上，钻齿(17)均匀布置于侧翼(18)和钻尖(20)周边。 5.根据权利要求2所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统中的滤网槽(9)为倾斜式布置并通过支架(23)进行固定，滤网槽(9)底部为滤网，滤网槽(9)侧面焊接钢板，滤网槽(9)整体呈凹槽形，且在滤网槽(9)底端设置有排渣孔(11)，将大颗粒钻渣排入到集渣箱(12)中。 6.根据权利要求2所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统中的牵引式刮渣系统(10)由刮渣板(24)、牵引杆(25)、牵引绳(26)、卷扬机(27)和卷扬机工作平台(28)组成；牵引杆(25)与刮渣板(24)固定连接，牵引杆(25)通过牵引绳(26)连接卷扬机(27)，卷扬机(27)位于卷扬机工作平台(28)上，由卷扬机(27)带动牵引绳(26)完成滤网槽(9)中大颗粒钻渣的清理。 7.根据权利要求1所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置，包括台座、钢筋笼胎架(31)、定位板(37)、钢筋笼滚焊动力系统、可调式钢筋笼内撑件、分离式吊装套管和钢筋笼定位系统；所述的台座由两条平行布置的竖梁(30)与若干条垂直于竖梁放置的横梁(29)通过安全螺栓(13)固定连接；所述的钢筋笼胎架(31)由圆弧形的定位环箍(64)和角钢(43)通过安全螺栓(41)固定而成，钢筋笼胎架(31)通过安全螺栓(41)固定于横梁(29)上，定位环箍(64)上预留有搁筋齿(44)用于主筋(50)定位，同时定位环箍(64)焊接有箍筋槽(45)用于箍筋(51)定位；所述的钢筋笼滚焊动力系统包括驱动电机(40)、主导轮(32)、连接轴(33)、转动轮(34)和转动带(42)，主导轮(32)、连接轴(33)和转动轮(34)焊接在一起并采用可伸缩的支撑杆(35)进行支撑，支撑杆(35)分别固定于地面和定位板(37)上，通过驱动电机(40)提供动力带动转动带(42)转动，进而依靠主导轮(32)的摩擦带动钢筋笼转动，通过人工进行箍筋(51)焊接；所述的可调式钢筋笼内撑件由连接件(48)、螺纹套筒(47)和螺纹杆(46)组成，呈三角形式支撑；连接件(48)顶端设置有凹形的卡槽(52)用于放置加强箍圈(49)，通过调节螺纹杆(46)和螺纹套筒(47)之间的位置调整支撑长度；所述的分离式吊装套管作为钢筋笼吊点的辅助装置，预留有加强箍筋孔(56)和主筋孔(57)，分离式吊装套管放置于加强箍圈(49)和主筋(50)交点处；分离式吊装套管由吊装套管上片(54)和吊装套管下片(55)组成；所述钢筋笼定位系统由钢护筒(3)和型钢(61)组合焊接而成。 8.根据权利要求7所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置中的横梁(29)间隔为2～2.5m，横梁(29)通过预埋螺栓(38)固定在地面上；支撑杆(35)通过固定支座(36)分别固定于地面和定位板(37)上；定位板(37)预留有若干排螺纹孔(39)；驱动电机(40)固定于定位板(37)上，并在钢筋笼沿长度方向的两端各布置一组；卡槽(52)的形状及尺寸与加强箍圈(49)一致，每个连接件(48)的耳板(53)通过两个安全螺栓(41)与两个螺纹套筒(47)进行连接；三角形支撑边同侧的两个螺纹套筒(47)之间通过螺纹杆(46)进行连接。 9.根据权利要求7所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置中的吊装套管上片(54)和吊装套管下片(55)分别通过安全螺栓(41)固定形成整体，其中吊装套管上片(54)和吊装套管下片(55)接触面上分别预留有间隔布置的凹槽(59)和凸槽(60)，相应位置处的凹槽(59)和凸槽(60)彼此接合，吊装套管上片(54)焊接有吊耳(58)。 10.根据权利要求7所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置中的型钢(61)外接钢护筒(3)焊接成“井”字型结构，型钢与钢护筒之间焊接钢板(63)作为作业平台，其中钢护筒(3)沿周边预留若干个开孔，并且钢护筒(3)焊接加劲箍加强，预留的开孔用于插入插销钢板(62)对钢筋笼进行临时支撑。
所属类别：	发明专利