一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工方法，通过在距离溶洞顶2

【技术实现步骤摘要】
一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工方法及装置


[0001]本专利技术涉及桥梁工程领域，特别涉及一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工方法，本专利技术还涉及一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的装置。

技术介绍

[0002]泥浆护壁钻孔灌注桩工艺是通过桩机在泥浆护壁条件下慢速钻进，将钻渣利用泥浆带出，并保护孔壁不致坍塌，成孔后再使用水下混凝土浇筑的方法将泥浆置换出来而成的桩。泥浆护壁钻孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械的不同，可分为冲击成孔灌注桩、冲抓成孔灌注桩、回转钻成孔灌注桩和潜水钻成孔灌注桩。其中以回转钻成孔灌注桩应用最多，为国内应用范围较广的成桩方式。回转钻机具有钻头回转切削、泥浆循环排土、泥浆保护孔壁的特点，泥浆护壁钻孔灌注桩施工是一种湿作业方式，可用于各种地质条件。
[0003]桩基穿越溶洞层目前的施工方法主要为填充法和全钢护筒跟进法。下面对现有技术进行说明。
[0004]填充法分为桩基钻进到溶洞后进行填充和桩基施工前通过注浆孔进行填充两种方式，通常采用粘土、混凝土、水泥浆等材料进行填充。1、直接钻通溶洞顶部，其后加入填充材料对溶洞进行填充，填充至溶洞层以上适当距离后，再对填充区进行钻孔，顺利穿越溶洞层后，继续施工直至达到设计深度；2、钻进前从地面使用小孔钻机钻通溶洞顶部，从孔内灌注填充材料填充溶洞。
[0005]填充法采用填充物对溶洞层进行填充的缺陷在于：1.直接钻进溶洞顶部后进行填充，由于溶洞无填充物支撑，溶洞顶部容易发生塌陷，易发生塌孔危险；2、填充物不易填满溶洞层，在钻孔穿越填充层时易发生填充物垮塌，桩基孔再次与溶洞贯通；3.填充物对溶洞层封闭效果较难检查和控制，桩基混凝土灌注施工时，由于压力增大容易压穿填充物，导致桩基混凝土涌入溶洞内，造成桩基混凝土超耗，甚至不能完成桩基灌注；4.对于较大的溶洞层，填充物需求量大，粘土等材料填充效果较差，采用混凝土填充费用较高。
[0006]全护筒跟进法指在溶洞区桩基施工时，随着桩基向下钻孔，采用钢护筒分段跟进，并穿过溶洞层，通过钢护筒隔开溶洞层的施工方法，全护筒跟进法需要钢护筒从地面开始设置，直至穿透溶洞层以下适当位置，对于溶洞层较深的情况，投入的钢护筒量较大，成本较高。
[0007]所以，目前亟需一种技术方案，以解决桩基施工时溶洞封堵成本高，且使用填充法施工时填充效果较难检测和控制的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于：克服现有技术中所存在的桩基施工时溶洞封堵成本高，且使用填充法施工时填充效果较难检测和控制的技术问题，提供一种桩基穿越封闭式溶洞层的施工方法及装置。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工方法，基于泥浆护壁钻孔工艺，包括如下步骤：S1：进行地质探勘，确定溶洞层深度；S2：依据设计桩基孔径进行钻孔形成桩基孔，桩基孔成孔半径较设计桩基半径大10
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20cm，在钻头距离溶洞2
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3m时，停止钻进；S3：更换小孔径钻机，在桩基孔底部钻设与溶洞连通的注浆孔，在注浆孔内设置排气装置；S4：在桩基孔内持续添加泥浆，通过排气装置控制排气速度，同步检测排气压力，使泥浆通过排气装置与注浆孔的间隙缓慢流入溶洞并充满溶洞；S5：继续依据设计桩基孔径进行钻孔，钻头穿透溶洞层后继续钻入溶洞层下的密实地层，然后撤出钻头；S6：在桩基孔内放入隔断密封装置，使隔断密封装置覆盖溶洞断面，隔断密封装置两端均位于密实地层；S7：调整隔断密封装置，填充隔断密封装置与桩基孔内壁之间的间隙，完成溶洞与桩基孔的封闭隔离；S8：继续按设计工艺钻孔完成桩基孔。
[0010]本专利技术的一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工方法，在距离溶洞顶2
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3m处开设注浆孔，使泥浆填充满溶洞，为溶洞提供支撑，保证桩基钻进过程中不发生塌孔，节约溶洞填充工序施工时间，且泥浆为流体态，大溶洞或小溶洞的填充均能适应，泥浆填充相比其他填充材料填充成本更低，可依据排气压力值变为零判断泥浆已将泥浆填充满，同时，通过在桩基孔内设置覆盖溶洞断面的密封隔离件，实现完全隔断溶洞，具有原理简单清晰，作业人员易理解的特点。
[0011]作为本专利技术的优选方案，S3中，所述注浆孔直径为15
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20cm，所述排气装置包括排气管，所述排气管直径为50
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100mm。通过注浆孔直径设置为15
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20cm、排气管直径设置为50mm，保证注浆孔和排气管之间的间隙大小适中，易于控制泥浆填充溶洞的速度。
[0012]作为本专利技术的优选方案，S5中，钻头穿透溶洞层后继续钻入溶洞层下的密实地层的深度不小于1m。保证密封件设置在密实地层，确保密封的牢固性。
[0013]作为本专利技术的优选方案，S6中，隔断密封装置包括空心圆柱隔断件和若干密封件，所述密封件套装于所述空心圆柱隔断件，所述空心圆柱隔断件内直径比设计桩基直径大10
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20cm，所述空心圆柱隔断件外壁与桩基孔壁间隙为5
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10cm。空心圆柱结构和桩基孔形状适配，隔断效果更好；空心圆柱隔断件内直径比设计桩基直径大10
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20cm，不会影响原有设计桩基的结构；所述空心圆柱隔断件外壁与桩基孔壁的间隙为5
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10cm，留设间隙使空心圆柱隔断件位置易于调整。
[0014]一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工装置，包括排气装置和隔断密封装置，所述排气装置包括排气管，所述排气管用于在桩基孔未贯穿溶洞时穿过桩基孔底部注浆孔，所述排气管一端经注浆孔伸入溶洞内、另一端设置于地面，所述排气管外壁与所述注浆孔之间留有间隙，所述隔断密封装置用于在桩基孔贯穿溶洞后覆盖溶洞断面，完成溶洞与桩基孔的封闭隔离。
[0015]本专利技术的一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工装置，通过排气装置在控制气体
流速，使泥浆缓慢填充满溶洞，通过排气压力值判断溶洞填充情况，保证溶洞填充质量，通过隔断密封装置将溶洞断面覆盖，实现溶洞与桩基孔的完全封闭隔离。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述排气管设置有流量控制件。流量控制件可以更精确控制气体流速，从而控制泥浆填充速度。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述隔断密封装置包括空心圆柱隔断件，所述空心圆柱隔断件两端均位于密实地层，所述空心圆柱隔断件内直径大于设计桩基直径，所述空心圆柱隔断件外直径小于桩基成孔直径，所述空心圆柱隔断件位于密实地层的两端外壁均设置密封件，所述密封件用于填充空心圆柱隔断件与桩基孔内壁的间隙。空心圆柱隔断件可以完全覆盖溶洞断面，通过密封件完全隔离密封溶洞，密封件设置于密实地层，在保证密封效果的同时，也保证了隔断密封装置在桩基孔内的稳定性。
[0018]作为本专利技术的优选方案，所述密封件包括环形橡胶结构件，所述环形橡胶结构件内壁与所述空心圆柱隔断件外壁贴合，所述环形橡胶结构件外壁与桩基孔内壁贴合。提供更好的密封效果。
[0019]作为本专利技术的优选方案，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工方法，基于泥浆护壁钻孔工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1：进行地质探勘，确定溶洞层深度；S2：依据设计桩基（2）孔径进行钻孔形成桩基孔（1），桩基孔（1）成孔半径较设计桩基（2）半径大10
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20cm，在钻头距离溶洞2
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3m时，停止钻进；S3：更换小孔径钻机，在桩基孔（1）底部钻设与溶洞连通的注浆孔（7），在注浆孔（7）内设置排气装置；S4：在桩基孔（1）内持续添加泥浆（6），通过排气装置控制排气速度，同步检测排气压力，使泥浆（6）通过排气装置与注浆孔（7）的间隙缓慢流入溶洞并充满溶洞；S5：继续依据设计桩基（2）孔径进行钻孔，钻头穿透溶洞层后继续钻入溶洞层下的密实地层，然后撤出钻头；S6：在桩基孔（1）内放入隔断密封装置，使隔断密封装置覆盖溶洞断面，隔断密封装置两端均位于密实地层；S7：调整隔断密封装置，填充隔断密封装置与桩基孔（1）内壁之间的间隙，完成溶洞与桩基孔（1）的封闭隔离；S8：继续按设计工艺钻孔完成桩基孔（1）。2.如权利要求1所述的一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工方法，其特征在于，S3中，所述注浆孔（7）直径为15
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20cm，所述排气装置包括排气管（5），所述排气管（5）直径为50
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100mm。3.如权利要求1所述的一种桩基工程穿越封闭式溶洞层的施工方法，其特征在于，S5中，钻头穿透溶洞层后继续钻入溶洞层下的密实地层的深度不小于1m。4.如权利要求1所述的一种桩基工程中穿越封闭式溶洞层的施工方法，其特征在于，S6中，隔断密封装置包括空心圆柱隔断件（3）和若干密封件（4），所述密封件（4）套装于所述空心圆柱隔断件（3），所述空心圆柱隔断件（3）内直径比设计桩基（2）直径大10
‑
20cm，所述空心...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雄，罗文龙，李友明，蔡钦好，郜若辰，陈金果，刘预保，陈亮，赵席光，林祥，董兵，李艳江，
申请(专利权)人：中铁二局第五工程有限公司，
类型：发明
国别省市：