一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法技术

本发明专利技术属于岩土工程基坑支护与施工技术领域，涉及一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，在上覆土层部分采用大直径灌注桩，利用人工或机械成孔，下放已安装定位套管的钢筋笼，嵌岩部分通过固定的定位套管进行精准定位钻孔、下放微型钢管桩，并在大直径灌注桩内的钢筋笼顶部连结压重工字钢，将压重工字钢通过地面锚定构件锚固于外围土层一定深度，用于解决大直径灌注桩入岩困难、定位偏差、压力注浆过程钢筋笼上浮等问题，实现大直径灌注桩精准定位，保证嵌岩深度，降低对上覆土层周围建筑的扰动，施工便捷，节约成本。节约成本。节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法


[0001]本专利技术属于岩土工程基坑支护与施工
，涉及一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法,在硬岩地层施工大直径灌注桩时，有效提高灌注桩嵌岩深度。

技术介绍

[0002]近几年，超前微型钢管桩因场地适应性好、质量轻、承载力高、穿透性好、桩位布置灵活、施工机械小、对加固地层扰动小、施工振动小、穿透性强、施工速度快、基坑支护深度较大，相比灌注桩、传统钢管桩经济效益优势明显。大直径灌注桩由于具有施工时无振动、无挤土、噪音小、宜于在城市建筑物密集地区使用等优点，大直径灌注桩在施工中得到较为广泛的应用。
[0003]排桩支护有支护结构刚度大、施工速度快、平面布置灵活等优势，可布置一排或双排，结合微型钢管桩与预应力锚杆(锚索)、土钉结合形成的复合支护结构，提高了整体支护体系的侧向刚度，微型钢管桩作为主要受力构件，既可以起抗弯作用又可以改善土体应力场、位移场、限制基坑变形，增加基坑的整体稳定性，此类新型支挡结构在边坡加固、基坑支护等方面逐渐推广应用。
[0004]根据国家现行《建筑桩基技术规范》(JGJ94
‑
2008)要求，嵌岩灌注桩嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m；倾斜度大于30％的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度；嵌入平整、完整的坚硬和较坚硬岩的深度不宜小于0.2d且不小于0.2m。根据国家现行《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120
‑
2012)规定，悬臂式支挡结构的嵌固深度、锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构的嵌固深度均应满足嵌固稳定性的要求，对悬臂式结构嵌固深度，不宜小于0.8h；对单支点支挡式结构，不宜小于0.3h；对多支点支挡式结构，不宜小于0.2h，h为基坑深度。此外在桩底3d范围内应无软弱夹层，断裂带，洞穴和空隙分布，尤其是荷载很大的单桩更为如此。
[0005]青岛、武汉、大连、深圳等地区的上部第四系强度较低、下部基岩强度较高，属于典型的土岩复合地基；广西地区红黏土分布广泛，主要特性表现为上硬下软，在土岩交界处存在一层软流塑土。针对上述土岩复合地区的基坑支护采用排桩支挡结构时，排桩应穿过土岩交界面，嵌固于稳定岩层，保证排桩埋深远大于基坑开挖深度，防止“吊脚桩”出现。但上述地区实际施工进程中，上部土层冲击成孔较快，但下部入岩冲击成孔较慢，加上场地岩石强烈发育，多遇半边岩，频频纠偏，导致成孔效率极低，施工困难，进度严重滞后，施工难度大。
[0006]CN109914395A公开了一种大直径嵌岩桩快速施工方法及其结构解决了硬岩大直径嵌岩桩的施工问题；CN111455985A公开了一种钢管复合嵌岩桩基础结构及筑设方法，降低了嵌岩桩的施工难度，并缩短了施工周期；但是上述技术均未能解决嵌岩桩的精确定位、桩身偏移问题，以及对灌注桩进行压力注浆时钢筋笼上浮等问题。因此,亟需一种新型的提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求一种针对含土岩结合地层提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，在上覆土层部分采用大直径灌注桩，利用人工或机械成孔，下放已安装定位套管的钢筋笼，嵌岩部分通过固定的定位套管进行精准定位钻孔、下放微型钢管桩，并在大直径灌注桩内的钢筋笼顶部连结压重工字钢，将压重工字钢通过地面锚定构件锚固于外围土层一定深度，用于解决大直径灌注桩入岩困难、定位偏差、压力注浆过程钢筋笼上浮等问题，实现大直径灌注桩精准定位，保证嵌岩深度，降低对上覆土层周围建筑的扰动，施工便捷，节约成本的目标。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术提高大直径灌注桩嵌岩深度的具体施工过程为：
[0009](1)根据设计图纸的要求确定大直径灌注桩、微型钢管桩的相关参数，相关参数包括土层、岩层成孔直径；
[0010](2)将施工地场平后，定位大直径灌注桩的桩位，上覆土层采用人工挖孔，开挖至土岩结合层标高处；若地质状况不佳，则采用机械成孔；
[0011](3)根据微型钢管桩的直径和长度，确定定位套管的直径、壁厚以及微型钢管桩与定位套管的内搭接长度；
[0012](4)根据大直径灌注桩的设计长度和桩径绑扎好钢筋笼，将定位套管与钢筋笼内壁底部预设位置竖向对齐后，用不少于两根固定钢筋将定位套管绑扎在大直径灌注桩钢筋笼上，然后将固定钢筋焊接在对应位置的箍筋上，固定钢筋与定位套管直接紧密接触，固定钢筋与钢筋笼箍筋焊接，定位套管与固定钢筋接触点为绑扎固定点，每个定位套管内搭接一根微型钢管桩；定位套管的内嵌位置沿钢筋笼内壁均匀布置；
[0013](5)垂直下放步骤(4)中已安装定位套管的钢筋笼；
[0014](6)对下部岩层采用潜孔钻机冲击成孔，潜孔钻机钻头伸入定位套管，从土岩结合面进行竖向精准下探钻孔，钻至微型钢管桩桩尖嵌岩设计标高，施工完成后利用潜孔钻机产生的高压风吹出钻孔成孔中的岩石碎屑；
[0015](7)将微型钢管桩从定位套管顶部伸入，直至微型钢管桩桩尖嵌入岩层设计标高；
[0016](8)微型钢管桩下放完毕后，组装大直径灌注桩两侧的地面锚定构件，地面锚定构件由锚固角钢、连接环、钢丝绳、连接板组装形成；连接板的一面与锚固角钢一端满焊连接，锚固角钢的非焊端通过连接板非焊面用过机械静压或锤击挤入大直径灌注桩外围的土层，每一个大直径灌注桩两侧压入一个地面锚定构件；连接板的一面焊接锚固角钢，另一面设有两个连接环，连接环与连接板紧密焊接；
[0017](9)将压重工字钢放置于大直径灌注桩钢筋笼上方，其一侧翼缘端面与大直径灌注桩钢筋笼的顶部直接接触，两端对齐锚固角钢的锚定位置，再将钢丝绳两端穿入连接板上的两个连接环，将压重工字钢与地面锚定构件绑扎牢固，压重工字钢两端均与地面锚定构件进行绑扎；压重工字钢配合地面锚定构件获得抗拔力以保证大直径灌注桩钢筋笼、定位套管在后续压力注浆过程中不上浮；
[0018](10)微型钢管桩底部预留若干注浆孔，先泵送商品混凝土至大直径灌注桩桩内完成浇筑，再将注浆管伸入微型钢管桩底部进行压力注浆，直至完成所有微型钢管桩和定位套管的内部注浆，压力注浆过程确保大直径灌注桩钢筋笼、定位套管不上浮；
[0019](11)完成上述步骤后，用机械拔出压重工字钢和地面锚定构件，以便进行重复使
用，完成单个大直径灌注桩提高嵌岩深度的施工过程。
[0020]进一步的，所述大直径灌注桩的成孔方式为人工挖孔或机械成孔，成孔孔径须略大于大直径灌注桩的设计桩径，大直径灌注桩的桩长、桩径根据地层条件、支护要求进行设计。
[0021]进一步的，所述定位套管采用工程中常用的市售钢管，其内径大于微型钢管桩桩身外径，其长度不小于大直径灌注桩桩身长度，定位套管优选直径168mm，壁厚4mm的薄壁钢管。
[0022]进一步的，所述绑扎固定点不少于两个，相邻绑扎固定点的间距不大于1.5m。
[0023]进一步的，所述微型钢管桩采用工程中常用的市售钢管，优选直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，其特征在于，具体施工过程为：(1)根据设计图纸的要求确定大直径灌注桩、微型钢管桩的相关参数，相关参数包括土层、岩层成孔直径；(2)将施工地场平后，定位大直径灌注桩的桩位，上覆土层采用人工挖孔，开挖至土岩结合层标高处；若地质状况不佳，则采用机械成孔；(3)根据微型钢管桩的直径和长度，确定定位套管的直径、壁厚以及微型钢管桩与定位套管的内搭接长度；(4)根据大直径灌注桩的设计长度和桩径绑扎好钢筋笼，将定位套管与钢筋笼内壁底部预设位置竖向对齐后，用不少于两根固定钢筋将定位套管绑扎在大直径灌注桩钢筋笼上，然后将固定钢筋焊接在对应位置的箍筋上，固定钢筋与定位套管直接紧密接触，固定钢筋与钢筋笼箍筋焊接，定位套管与固定钢筋接触点为绑扎固定点，每个定位套管内搭接一根微型钢管桩；定位套管的内嵌位置沿钢筋笼内壁均匀布置；(5)垂直下放步骤(4)中已安装定位套管的钢筋笼；(6)对下部岩层采用潜孔钻机冲击成孔，潜孔钻机钻头伸入定位套管，从土岩结合面进行竖向精准下探钻孔，钻至微型钢管桩桩尖嵌岩设计标高，施工完成后利用潜孔钻机产生的高压风吹出钻孔成孔中的岩石碎屑；(7)将微型钢管桩从定位套管顶部伸入，直至微型钢管桩桩尖嵌入岩层设计标高；(8)微型钢管桩下放完毕后，组装大直径灌注桩两侧的地面锚定构件，地面锚定构件由锚固角钢、连接环、钢丝绳、连接板组装形成；连接板的一面与锚固角钢一端满焊连接，锚固角钢的非焊端通过连接板非焊面用过机械静压或锤击挤入大直径灌注桩外围的土层，每一个大直径灌注桩两侧压入一个地面锚定构件；连接板的一面焊接锚固角钢，另一面设有两个连接环，连接环与连接板紧密焊接；(9)将压重工字钢放置于大直径灌注桩钢筋笼上方，其一侧翼缘端面与大直径灌注桩钢筋笼的顶部直接接触，两端对齐锚固角钢的锚定位置，再将钢丝绳两端穿入连接板上的两个连接环，将压重工字钢与地面锚定构件绑扎牢固，压重工字钢两端均与地面锚定构件进行绑扎；压重工字钢配合地面锚定构件获得抗拔力以保证大直径灌注桩钢筋笼、定位套管在后续压力注浆过程中不上浮；(10)微型钢管桩底部预留若干注浆孔，先泵送商品混凝土至大直径灌注桩桩内完成浇筑，再将注浆管伸入微型钢管桩底部进行压...

【专利技术属性】
技术研发人员：于龙涛，白晓宇，何来胜，闫楠，康海波，张明义，王希瑞，苏雷，姜志军，李旭辉，王明刚，张立，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：