一种适用于山区复杂地质的群桩施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁桩基施工的技术领域，特别是指一种适用于山区复杂地质的群桩施工方法。

背景技术

桥梁桩基工程是现场通过机械钻孔或人工挖孔的方法成孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而成形成混凝土桩。

在山区沟谷深切的湿陷性黄土、窑洞、粉砂、卵石夹层等特殊复杂的特长桩基群施工，由于地层分布很难具体判断，通过冲击钻、旋挖钻湿钻在湿陷性黄土和粉砂层成孔时形成的传统泥皮护壁遇水容易塌孔，窑洞容易漏浆，由于泄漏的浆液超出征地线，会造成阻工，致使施工进度缓慢，若采用全套管护筒跟进钻孔的工艺，存在浇筑混凝土时钢筋笼容易上浮、施工设备要求高、造价高等缺陷。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种适用于山区复杂地质的群桩施工方法，本发明通过将砂浆桩和钢护筒结合的方式作为混凝土桩护壁，不仅具有较强的结构强度，而且大大减少了钢护筒的使用量，有效减少了施工成本，同时，施工机械只需按设计要求进行钻孔即可，施工设备要求较低。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于山区复杂地质的群桩施工方法，包括以下步骤：

S1：调查粉砂层深度，保持群桩施工场地完整；

S2：根据设计要求对群桩施工场地进行测量放样并定位出桩孔位置；

S3：操作施工机械对桩孔位置进行第一次钻孔形成桩孔Ⅰ，钻孔成功后向出桩孔Ⅰ内浇筑砂浆，形成砂浆桩；

S4：砂浆桩终凝后，根据施工要求，按照设计桩径操作施工机械对砂浆桩进行第二次钻孔，第二次钻孔后在砂浆桩上形成桩孔Ⅱ，桩孔Ⅱ深度小于砂浆桩的长度，第二次钻孔后的砂浆桩充当桩孔护壁；

S5：第二次钻孔完成后，向桩孔Ⅰ内回填土，密实桩孔Ⅱ和桩孔Ⅰ；

S6：在桩孔Ⅰ的回填土上插装与桩孔Ⅰ同轴设置的钢护筒，使钢护筒与砂浆桩接触；

S7：按设计桩径对桩孔Ⅰ内的回填土进行第三次钻孔形成桩孔Ⅲ，桩孔Ⅲ贯穿砂浆桩并达到设定深度，之后向桩孔Ⅲ内下放钢筋笼，最后对桩孔Ⅲ内浇筑混凝土，混凝土完全凝固后，形成混凝土桩；

S8：根据施工需要，重复S3-S7完成群桩施工。

本发明进一步设置为：S2中所述砂浆桩深入地下的一端穿过粉砂层至少50cm，砂浆桩的顶部位于地面下方，砂浆桩直径大于设计桩径(50±0.5)cm。

本发明进一步设置为：S3中砂浆的强度等级为M20。

本发明进一步设置为：S2中的第一次钻孔、S3中的第二次钻孔和S5中的第三次钻孔均为干钻钻孔。

本发明进一步设置为：S6内钢护筒的安装方式为通过施工机械对钢护筒采用静压法的方式压入桩孔Ⅰ内的回填土中。

本发明进一步设置为：S6中钢护筒的外径小于所述砂浆桩的直径，钢护筒的内径小于所述桩孔Ⅱ的直径，钢护筒伸出地面的一端高于地面(20-30)cm。

本发明进一步设置为：S6中，向桩孔Ⅲ内下方钢筋笼时采用吊车一次性吊放。

本发明进一步设置为：S7中浇筑混凝土的方式为导管法干灌方式，浇筑过程中对混凝土使用振捣棒振捣密实。

本发明的有益效果在于：本发明中空心的砂浆桩与钢护筒组合作为设计桩体的护壁，不仅具有较高的结构强度，能够有效减小漏浆、塌孔的风险，同时还能够大量减少钢护筒的使用量，相较于传统的全钢护筒跟进的施工方式，节约了大量钢材，更加节约成本；三次钻孔过程中，施工人员只需更换一次钻头即可，操作简单，推广性强；本发明中的钢护筒和钢筋笼均可在施工现场外进行制作，提高了群桩的施工速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的部分剖面结构示意图；

图2为本发明的简易平面图。

11、粉砂层；12、施工便道；13、边坡线；2、桩孔Ⅰ；21、砂浆桩；3、桩孔Ⅱ；4、钢护筒；5、桩孔Ⅲ；51、钢筋笼；6、混凝土桩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1和图2所示，一种适用于山区复杂地质的群桩施工方法，包括以下步骤：

S1：调查粉砂层11深度，保持群桩施工场地完整。

具体的，根据地层和地理知识，由专业人员调查并判断粉砂层11的深度，在施工场所保持群桩施工场地的完整，同时可在施工场地周边修建施工便道12和边坡线13，施工便道12要保证施工机械，例如旋挖钻机能够正常使用。

S2：根据设计要求对群桩施工场地进行测量放样并定位出桩孔位置。

具体的，由施工人员进行施工场地的测量放线，并定位出需要进行开设桩孔的位置，桩孔的位置根据设计需要可设置有多个，多个桩孔的中心在地面上纵向差距不超过20mm，横向差距不超过50mm。

S3：操作施工机械对桩孔位置进行第一次钻孔形成桩孔Ⅰ2，钻孔成功后向出桩孔Ⅰ2内浇筑砂浆，形成砂浆桩21。

具体的，第一次钻孔为干钻钻孔，干式钻孔对于环境的影响很小，而且在没有冷却液供应的情况下也能够顺利工作，同时，砂浆选用为强度等级为M20的砂浆。砂浆桩21直径大于设计桩径(50±0.5)cm，同时砂浆桩21的顶部位于地面下方，砂浆桩21的顶部与地面之间的距离根据实际施工进行限定，砂浆桩21深入地下的一端穿过粉砂层11至少50cm。

S4：砂浆桩终凝后，根据施工要求，按照设计桩径操作施工机械对砂浆桩进行第二次钻孔，第二次钻孔后在砂浆桩上形成桩孔Ⅱ，桩孔Ⅱ深度小于砂浆桩的深度，第二次钻孔后的砂浆桩充当桩孔护壁。

具体的，砂浆桩21终凝后会形成结构稳定的桩体，第二次钻孔采用干钻研磨抽芯的施工方式进行，经过研磨取芯后，砂浆桩21形成含有空槽的桩体。由砂浆桩21作为桩孔护壁具有较好的结构强度，不仅能够减小桩体漏浆、塌孔的风险，而且避免泥浆污染环境，同时，又大大减少了钢护壁，即后续S6中的钢护筒4的使用，节约了成本。

S5：第二次钻孔完成后，向桩孔Ⅰ2内回填土，密实桩孔Ⅱ3和桩孔Ⅰ2；

具体的，向桩孔Ⅰ2内回填土，使回填土密实桩孔Ⅱ3和桩孔Ⅰ2，能够减小开设的桩孔对地层的扰动，保证群桩施工场地的安全稳定。同时，当有多个桩孔Ⅱ3的时候，例如如图2所示的桩孔Ⅱ3，可采用依次隔桩跳孔的顺序进行填充，即按照c→f→b→e→a→d的方式回填，尽可能减小对地层的扰动，更有利于施工安全和稳定。

S6：在桩孔Ⅰ2的回填土上插装与桩孔Ⅰ2同轴设置的钢护筒4，使钢护筒4与砂浆桩21接触；

具体的，钢护筒4的外径小于砂浆桩21的直径，钢护筒4的内径小于桩孔Ⅱ3的直径。钢护筒4是插设在桩孔Ⅰ2内的回填土上的，在插设钢护筒4的时候保持钢护筒4与桩孔Ⅰ2同轴，并且在插设钢护筒4的时候，使钢护筒4伸出地面的一端高于地面(20-30)cm，插入桩孔Ⅰ2内回填土的一端与砂浆桩21的顶端接触并抵紧，使钢护筒4与砂浆桩21形成一个连通的桩体护壁。

S7：按设计桩径对桩孔Ⅰ2内的回填土进行第三次钻孔形成桩孔Ⅲ5，桩孔Ⅲ5贯穿砂浆桩21并达到设定深度，之后向桩孔Ⅲ5内下放钢筋笼51，最后对桩孔Ⅲ5内浇筑混凝土，混凝土完全凝固后，形成混凝土桩6；

具体的，第三次钻孔同样为干钻钻孔，第三次钻孔时保持桩孔Ⅲ5与桩孔Ⅰ2同轴设置。钢筋笼51在下放时与桩孔Ⅲ5保持同轴设置。桩孔Ⅲ5的孔径与设计桩径相等，桩孔Ⅲ5的深度大于砂浆桩21的长度，即桩孔Ⅲ5与桩孔Ⅱ3重合，但是桩孔Ⅲ5的深度大于桩孔Ⅱ3的深度，并且桩孔Ⅲ5完全贯穿砂浆桩21延伸至设计深度。

S8：根据施工需要，重复S3-S7完成群桩施工。

具体的，根据施工要求，在施工场地开设多个桩孔Ⅰ2，并重复上述的S3-S7的操作步骤，进而完成群桩施工。

上述即为本发明的施工方法，在本发明中，砂浆桩21具有成本低、结构强度高的优点，与钢护筒4组合的方式作为设计桩体的护壁，不仅具有较高的结构强度，能够有效减小漏浆、塌孔的风险，同时还能够大量减少钢护筒4的使用量，相较于传统的全钢护筒跟进的施工方式，节约了大量钢材，进而达到节约成本的目的；

同时，本实施例中的施工机械选用为旋挖钻机，施工设备的选择要求较低，在进行三次钻孔过程中，只需更换一次钻头即可，设备单一，工人操作简便，推广性强。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上作出的进一步补充。

参照图1，本实施例中，钢护筒4可在钢板厂卷制而成，钢护筒4的厚度为(2±0.5)mm，钢护筒4通过旋挖钻机静压法的方式压入桩孔Ⅰ2内的回填土中。在实际施工中，桩孔Ⅰ2内的回填土密实时，首先正确就位旋挖钻机，使旋挖钻机的钻杆垂直并和桩孔Ⅰ2的中心轴同轴，再用吊车吊起钢护筒4至桩孔Ⅰ2上方，使钢护筒4与桩孔Ⅰ2同轴设置，之后用旋挖钻杆将钢护筒4垂直压入桩孔Ⅰ2的回填土中直至钢护筒4与砂浆桩21抵紧，即完成钢护筒4在桩孔Ⅰ2内的安装，钢护筒4与开设了桩孔Ⅱ3的砂浆桩21连通进而形成桩体护壁，方便后续混凝土桩6的浇筑。

钢筋笼51在实际应用时，可在钢筋加工场进行整笼制作，然后通过吊车进行一次性吊装。在向桩孔Ⅲ5内下方钢筋笼51时，将吊车吊起来的钢筋笼51对准桩孔Ⅲ5，使钢筋笼51中心轴与桩孔Ⅲ5中心轴同轴设置，之后缓慢下放钢筋笼51，不得摇晃碰撞孔壁或强行入孔。

钢筋笼51入孔后，再进行混凝土浇筑。混凝土浇筑应高于设计桩高(0.8~1.0)m。混凝土的浇筑采用导管法干灌方式进行灌注，需要使用振捣棒振捣混凝土和钢筋笼51，以保证钢筋笼51外侧砼能包裹密实。另外，混凝土桩6完全凝结后，需要对混凝土桩6桩顶进行破桩头处理，不仅保证混凝土桩6桩头砼强度，而且还能够保证混凝土桩6符合施工要求。

本实施例中，钢护筒4直接在钢板厂定制完成，能够极大缩短本发明的施工工期，而且，钢筋笼51也可事先在钢筋加工场加工完成，进一步提高了本发明的施工速度，导管干灌方式并配合振捣棒的浇筑方法更有利于减少混凝土中的气泡，使得混凝土桩6的结构更加密实，进而使得形成的混凝土群桩结构强度更高，承载力更强，使用寿命更长。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。