一种硬质地层预成孔后注浆H型钢桩的施工工艺制造技术

本发明专利技术提供一种硬质地层预成孔后注浆H型钢桩的施工工艺，具有如下步骤：(1)在上部软质土层中沉入钢管；(2)在钢管内机械钻孔，并深入钢管下硬质土层，形成桩孔，桩孔底部标高达到其设计标高；(3)在桩孔内回填素土；并下放注浆管和沉入H型钢桩；(4)通过注浆管向桩孔内注入水泥固化剂，直到达到设定的注浆压力；(5)拔除钢管。该施工工艺施工简单、速度快、造价低、效率高，实用于在上部为易于产生塌孔的软质土层、下层为硬质土层的地质中建造基坑支护桩。

Construction technology of H steel pile after grouting in hard formation

The present invention provides a process of grouting construction of H type steel pile rigid stratum pre hole, has the following steps: (1) into the steel pipe in the upper soft soil; (2) in the steel pipe and steel pipe mechanical drilling, deep under the hard soil, pile hole, elevation of pile hole bottom reaches its design elevation; (3) in the pile hole backfill soil; and decentralization of grouting pipe and H steel pile sinking; (4) injecting cement curing agent into the pile hole through the grouting pipe grouting, until it reaches the pressure set; (5) extraction tube. The utility model has the advantages of simple construction, high speed, low cost and high efficiency. The utility model is applied to the construction of the foundation pit supporting pile in the soft soil layer which is easy to produce the collapse hole in the upper part, and the lower layer is a hard soil layer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑物的基坑支护领域，具体涉及一种硬质地层预成孔后注浆H型钢桩的施工工艺。
技术介绍
H型钢桩作为基坑支护桩使用，具有施工速度快、无需养护、环保无污染、可回收、造价低等显著优势，在基坑支护工程中得到大量应用。若地下存在较硬土层，如老黄土、残积土、强风化及中风化岩层等，则钢桩沉桩十分困难，强行沉桩会对H型钢桩造成一定的损伤，会对H型钢桩的强度造成破坏，降低其支护功能，有时还会造成H型钢桩无法回收，增加了基坑的建造成本，目前对于该类情况，一般采用钻孔，然后将H型钢桩插入孔内、并固定；但是如果施工处的上层土质为易于坍塌的软质土层，例如淤泥质粘土、粉土和砂质土层时，在钻孔过程中常常会出现塌孔现象，使施工无法继续进行，在这种情况下，一般会更改基坑支护方案，更改为以下技术方案进行施工：1、管内取土压入桩。这类桩是在预应力管桩或钢管桩内，用长螺旋钻钻进并取土，随着钻进的过程，管桩被慢慢压入土中，直到设计标高；然后在螺旋钻内压注水泥砂浆，边用钻头搅拌边将管桩压下，桩端构成水泥砂浆桩塞后将螺旋钻拔出，整根桩便完成；桩管不回收。2、套管式钻机成孔结合灌注桩。先将套管压入需要的标高，然后用冲击式抓斗，短螺旋或斗筒式钻头将土取出，形成完全外套管护壁的桩孔，然后在桩孔内制作灌注桩；该工艺设备投入较多，相应成本较高，而且在硬土层中的施工非常复杂，常常产生桩孔倾斜、抓斗掉落和套管上拔困难等问题。或者采用其它方式进行施工，但都是以预应力管桩或灌注桩为基础，总体建造成本均较高，并需相应地增加建筑工期。为寻找更加合理的H型钢桩的沉桩方法，经过检索，发现专利号为201020685777.3和201120346465.4的技术专利中具有在较硬土层中沉桩的相关描述，这两个专利的主要技术如下：专利号为201020685777.3的技术专利，公开了一种用于穿透岩土层的钢桩尖，包括钢管、一块筋板a、四块筋板b和法兰，筋板a设于法兰底盘下部的中心位置，筋板a的下部中间处开有一个U型槽，钢管插在该U型槽中，钢管外圈固定连接有四块筋板b，四块筋板b设于法兰下部并且分别均布在钢管外圈，法兰底盘的上表面边缘处有坡口；钢管是无缝钢管；筋板a和法兰、钢管和U型槽、四块筋板b和法兰、四块筋板b和钢管之间都通过焊接连接。在该技术中声称：提高了桩尖对硬质土层的切削力度，便于沉桩过程中桩尖周围土体的排出，提高沉桩效率。采用该专利中的桩尖进行钢管桩施工，需要采用锤击法打桩，为了防止在打桩过程中出现桩体失稳现象，需要采用管壁较厚的钢管桩；但该桩尖不益用于H型钢桩的施工，这是由于H型钢桩非旋转体结构，在打桩过程中更易发生偏移，使H钢桩产生整体失稳，使H型钢桩报废，因此H型钢桩在锤击时必须有横向稳定措施，以防止在沉桩过程中发生失稳，常用的H型钢桩稳定措施是用活络包箍，但是由于H型钢桩在锤击时横向振动较大，包箍的损坏率较高，施工费用较高，这也是在地质条件不好时，较少采用H型钢桩的原因；将该专利桩尖用于H型钢桩的沉桩时，同样会产生上述问题，该专利桩尖无法有效用于H型钢桩的沉桩。专利号为201120346465.4的技术专利，公开了一种引孔钢板桩，所述引孔钢板桩转角处的内侧位置焊接一无缝钢管，所述无缝钢管的第一端连接辅助高压射水组件，所述无缝钢管的第二端设有喷嘴口。在该专利中描述该技术造价较低、制作简单、施工方便，减少了引孔钢板桩的硬性损坏度，加快工期进程，在不用耗费太大力气稳固下沉引孔钢板桩的情况下达到减少损伤的目的。该专利的申请日为2011年9月15，但实际上该技术的出现要远早于上述申请日，在2010年9月出版的由新日本制铁株式会社编写的《钢板桩施工指南手册》、和在2011年2月出版的由欧领特(中国)编写的《钢板桩工程手册》中，对该技术已经有比较详细的记载。在《钢板桩工程手册》一书中，明确记载：“在某些情况下，冲水可以使冲击、振动和静压法打桩更容易，在桩底冲水可以冲散底土，从而减少桩端阻力。另外，水会顺着桩表面回流至地面，从而减少桩周摩阻力和锁口摩阻力。”、“尽量用最少的水把桩打入，且桩最终应打入不射水的土层，确保不破坏墙体的阻水效果，且不在桩底产生孔隙进而减少桩的承载力。”、“高压喷射可用于极为密实的土层，以及采用日本静力压桩机时遇到的砂砾层。如果采用高压射水措施，那么用水量应与设备相符，且供排水措施应由客户和权威部门认可。高压喷射只有在工程师同意以及施工方案被认可的情况下才能实施。”。以上记载表明，高压射水技术只能起到辅助作用，而且桩底应最终打入不射水的土层，在实施高压射水方法时，需要大量的喷射水和专门的设备，以及需要得到各方的允许时方可实施，有着严苛的实施要求。这也是该技术目前仍未在钢板桩的施工方面得到广泛应用的原因。鉴于以上原因，将该技术引用到H型钢桩的沉桩中时，也会受到较大限制，尤其是在土层较为密实时，高压射水方法的效率就会快速下降，性价比较低；且高压射水还会使桩体产生较大的扰动，使H型钢桩的产生较大变形，因此无法将该专利引用到H型钢桩的沉桩中。
技术实现思路
本专利技术在于克服上述现有技术之不足，提供一种硬质地层预成孔后注浆H型钢桩的施工工艺，该施工工艺施工简单、速度快、造价低、效率高，适合于在上层土质为易于坍塌的软质土层、下层土层为硬质土层的地质结构区域进行施工。本专利技术用于建造基坑的支护系统，包括如下步骤：(1)沉管：在待施工区域下沉钢管，使钢管下端面到达硬质土层；所采用的钢管优选采用直径为300～1200毫米的钢管，更加优选采用直径为400～900毫米的钢管；(2)开挖桩孔：在钢管内挖土，直至深入钢管下硬质土层，形成桩孔，桩孔底部标高达到其设计标高；在钢管内挖土的技术目前有干法取土和湿法取土，在本申请中，优选采用干法取土，目前的钢管内取土，包括钢管桩内干法取土技术已非常成熟，例如长螺旋钻钻孔取土、以及采用回旋钻钻孔取土技术均能够满足本申请的需要，不再赘述；(3)在桩孔内沉入H型钢桩并下放注浆管，在桩孔内回填素土；(4)通过注浆管向桩孔内注入水泥固化剂，直到达到设定的注浆压力；(5)拔除钢管。本专利技术中，先在待施工区域下沉钢管，形成护套，避免了上层的软质土层在开挖桩孔的过程中生产塌孔，然后在钢管内挖土，直至深入钢管下硬质土层，形成桩孔，然后在桩孔内沉入H型钢桩并下放注浆管，并在桩孔内回填素土，最后注入水泥固化剂，将H型钢桩固定在硬质土层的桩孔中，使其可以承受基坑外部土体的压力。本专利技术成功地使H型钢桩在上层土质为易于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬质地层预成孔后注浆H型钢桩的施工工艺，其特征在于，该施工工艺用于建造基坑的支护系统，具有如下步骤：(1)沉管：在待施工区域下沉钢管，使钢管下端面到达硬质土层；(2)开挖桩孔：在钢管内挖土，直至深入钢管下硬质土层，形成桩孔，桩孔底部标高达到其设计标高；(3)在桩孔内沉入H型钢桩并下放注浆管，在桩孔内回填素土；(4)通过注浆管向桩孔内注入水泥固化剂，直到达到设定的注浆压力；(5)拔除钢管。

【技术特征摘要】
1.一种硬质地层预成孔后注浆H型钢桩的施工工艺，其特征在于，该施工工艺用于建造
基坑的支护系统，具有如下步骤：
(1)沉管：在待施工区域下沉钢管，使钢管下端面到达硬质土层；
(2)开挖桩孔：在钢管内挖土，直至深入钢管下硬质土层，形成桩孔，桩孔底部标高达
到其设计标高；
(3)在桩孔内沉入H型钢桩并下放注浆管，在桩孔内回填素土；
(4)通过注浆管向桩孔内注入水泥固化剂，直到达到设定的注浆压力；
(5)拔除钢管。
2.根据权利要求1所述的施工工艺，其特征在于，在步骤(3)中，还包括将所述回填
到桩孔内的素土压实的步骤。
3.根据权利要求1所述的施工工艺，其特征在于，基坑底部设计标高以下的桩孔内的注
浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建兰，王涛，刘飞，
申请(专利权)人：江苏东合南岩土科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32