圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩方法及施工辅助平台

技术领域

本发明涉及桩基成孔施工技术领域，涉及圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩方法及施工辅助平台。

背景技术

瓤打曲特大桥位于多吉和多木格隧道之间，全桥孔跨布置为(124+246+124)m，部分斜拉桥+2×44mT构方案，全桥长598.2m，为中间段7座特殊复杂结构桥梁之一。瓤打曲特大桥桩基最大桩径2.2m，最大桩长53m。地质条件为碎石类土，主要为粗圆砾土(最大粒径210mm)、细圆砾土(最大粒径140mm)、漂石土(最大粒径大于2200mm)。

施工地质条件复杂，漂石层粒径过大，按照传统工艺施工钻孔桩，存在钻进困难，且存在有塌孔、钻头埋钻等安全风险，同时混凝土超方严重。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是施工地质条件复杂，漂石层粒径过大，按照传统工艺施工钻孔桩，存在钻进困难，且存在有塌孔、钻头埋钻等安全风险，同时在混凝土灌注的时候，缺少辅助平台以保障施工安全并提高灌注效率。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩施工辅助平台，包括承载组件，所述承载组件包括平台骨架、钢筋笼定位插销、平台翻盖以及固定横梁，所述钢筋笼定位插销与所述平台骨架相插接，所述平台翻盖设置在所述平台骨架一侧，与平台骨架通过合页相连接，所述固定横梁设置在所述平台翻盖一侧，与平台骨架相连接；

紧固组件，所述紧固组件与所述承载组件相连接，包括下压件、移动锁定件、第一限位件以及第二限位件，所述下压件设置在所述平台骨架侧壁开设的开槽中，与所述固定横梁相连接，所述移动锁定件与所述下压件相连接，所述第一限位件设置在下压件一侧，且与其相连接，所述第二限位件设置在平台骨架侧壁，且与移动锁定件相连接；以及，

调节组件，所述调节组件与所述承载组件相连接，包括可调件、锁紧件，所述可调件设置在所述平台骨架侧壁安装槽内，所述锁紧件设置在所述安装槽侧壁内腔中，且所述可调件与锁紧件相抵接连接。

作为本发明所述圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩施工辅助平台的一种优选方案，其中：所述可调件包括安装块与滑动块，所述安装块设置在安装槽内，通过滑动块与安装槽底侧壁活动连接。

作为本发明所述圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩施工辅助平台的一种优选方案，其中：所述锁紧件包括踩压块、抵接齿杆以及连接弹簧，所述踩压块与抵接齿杆固定连接，且抵接齿杆通过连接弹簧与内腔底侧壁相连接；

所述抵接齿杆一侧穿过安装内腔侧壁，与所述安装块侧壁的抵接齿扣相抵接。

作为本发明所述圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩施工辅助平台的一种优选方案，其中：所述下压件包括受压块、伸缩杆、伸缩套筒、伸缩弹簧以及连接板，所述受压块一端通过伸缩杆、伸缩套筒以及伸缩弹簧与开槽底侧壁相连接，所述连接板一端与受压块侧壁固定连接，另一端通过螺栓与平台骨架活动连接。

作为本发明所述圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩施工辅助平台的一种优选方案，其中：所述受压块与开槽一侧的插入槽滑动连接，且受压块另一端固定横梁一侧的对接槽相连接所述移动锁定件设置在受压块两侧，包括受压移动杆、锁定凸块以及锁定弹簧，所述受压移动杆设置在所述开槽两侧的移动槽内，通过锁定弹簧与移动槽侧壁相连接，所述受压移动杆通过一端设置的卡位凸起与受压块侧壁的卡位凹槽接触连接，所述锁定凸块设置在受压移动杆另一端，且与平台翻盖侧壁的锁定槽相抵接。

作为本发明所述圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩施工辅助平台的一种优选方案，其中：所述第一限位件包括上抬板、杠杆板以及杠杆支块，所述杠杆支块与开槽底侧壁固定连接，所述杠杆板与所述杠杆支块通过扭簧转动连接，所述上抬板与受压块滑动连接；

所述杠杆板呈角度弯折设置，一端与受压块底侧壁相连接，另一端与上抬板底侧壁相连接。

作为本发明所述圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩施工辅助平台的一种优选方案，其中：所述第二限位件包括夹持块、底座、顶杆以及推块，所述夹持块与底座设置在平台骨架侧壁，且夹持块与底座之间通过扭簧相连接，所述顶杆一端与夹持块侧壁相连接，另一端穿过平台骨架侧壁与推块相连接，所述推块与受压移动杆侧壁固定连接；

所述平台骨架内侧壁设置有若干托板，所述托板与平台翻盖侧壁相连接；

所述固定横梁侧壁开设有定位下放口，用于连接混凝土灌注导管。

本发明的另外一个目的是提供圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩方法，其包括如下步骤：

选用冲击钻配合旋挖钻施工；

结合砂石分离机与钢制泥浆箱，进行一体化环水保施工；

使用钢护筒下放工装；

利用施工辅助平台，保障施工过程的安全性；

使用清渣平底钻头进行清渣；

采用测针和测饼测量孔深；

制作大直径钢筋笼旋转吊具，提高现场钢筋笼吊装的安全性；

采用可吊装式混凝土斜坡道辅助罐车进行混凝土首灌。

作为本发明所述圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩方法的一种优选方案，其中：所述使用钢护筒下放工装时，护筒埋设通过顺时针旋转驱动套与施加轴压，实现环切各类土层及岩石，可减少对地层的扰动，保证钢护筒外围土层的密实性；

护筒拔出通过逆时针旋转驱动套与对施加拉力，缓慢拔出护筒，可减少对桩头混凝土的扰动。

作为本发明所述圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩方法的一种优选方案，其中：所述采用测针和测饼测量孔深时，二者长度之差即为沉渣厚度。

本发明的有益效果：通过施工辅助平台为成桩灌注工作提供安全防护以及效率提升，并采用冲击钻配合旋挖钻施工，旋挖钻采用套钻法施工，施工进度可提高50％，混凝土超耗可控制在8％以内；采用泥浆循环处理中心，可实现现场泥浆零排放，泥浆可全部进行重新利用，同时提高圆砾土夹漂石地层大直径桩基成孔质量，加快施工进度，可保证现场文明标准化施工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本发明的施工方法流程示意图。

图2为本发明的整体装置示意图。

图3为本发明的整体装置爆炸示意图。

图4为本发明的调节组件示意图。

图5为本发明的调节组件爆炸示意图。

图6为本发明的紧固组件部分示意图。

图7为本发明的下压件局部示意图。

图8为本发明的下压件局部爆炸示意图。

图9为本发明的下压件剖面示意图。

图10为本发明的固定横梁、下压件示意图。

图11为本发明的平台骨架剖面示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作详细地说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独地或选择性地与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图2－图5，为本发明第一个实施例，该实施例提供了圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩施工辅助平台，包括承载组件100、紧固组件200、调节组件300，通过设置承载组件100在灌注洞口，为灌注施工提供防护及辅助平台，通过紧固组件200实现承载组件100的稳固连接，实现在灌注工作时，承载组件100能稳定架设，避免出现滑移等干扰施工的因素，同时设置调节组件300，使得整体平台能适应不同尺寸的灌注设备安装架设。

具体的，承载组件100包括平台骨架101、钢筋笼定位插销102、平台翻盖103以及固定横梁104，平台骨架101按照灌注孔口的形状进行仿形布局，按照钢筋笼的形状设计四根钢筋笼定位插销102，钢筋笼定位插销102与平台骨架101相插接，使其下放过程中可以随时固定钢筋笼与定位，并且防止在灌注过程中钢筋笼上浮，同时，平台骨架101内侧设置有八边形通孔，八边形通孔的直径大于桩基钻孔直径，通孔上安装两块平台翻盖103，平台翻盖103可选用梯形钢板，与平台骨架101通过合页相连接，可以开合，可将平台完全关闭，提供人工操作位置，杜绝水下桩灌注时可能出现的安全隐患，固定横梁104设置在两块平台翻盖103中间，与平台骨架101相连接，在其上部用于架设混凝土灌注设备，平台翻盖103与固定横梁相契合，使得整体平台达到全闭的效果。

进一步地，紧固组件200与承载组件100相连接，包括下压件201、移动锁定件202、第一限位件203以及第二限位件204，下压件201设置在平台骨架101侧壁开设的开槽101a中，与固定横梁104相连接，使得固定横梁104能与平台骨架101稳固对接，从而不发生施工时的滑移错位，导致混凝土灌注施工出现意外，移动锁定件202与下压件201相连接，第一限位件203设置在下压件201一侧，且与其相连接，第二限位件204设置在平台骨架101侧壁，且与移动锁定件202相连接，通过移动锁定件202的设置，使得平台翻盖103能在关闭且固定横梁104架设后被限制开合，也即在混凝土灌注施工时，不能进行平台翻盖103的打开，保障了施工时的安全，且第一限位件203与第二限位件204作为辅助作用，进一步限制固定横梁104在工作时出现滑移错位。

更进一步的，调节组件300与承载组件100相连接，包括可调件301、锁紧件302，可调件301设置在平台骨架101侧壁安装槽101e内，锁紧件302设置在安装槽101e侧壁内腔中，且可调件301与锁紧件302相抵接连接，提高锁紧件302调整可调件301的位置，使得不同尺寸的灌注设备能紧固架设在平台骨架101上。

具体的，可调件301包括安装块301a与滑动块301b，安装块301a设置在安装槽101e内，通过滑动块301b与安装槽101e底侧壁活动连接，使得安装块301a可在安装槽101e内滑动，应说明的是，安装槽101e的可调节尺寸能适应常见的灌注设备底脚安装尺寸。

进一步的，锁紧件302包括踩压块302a、抵接齿杆302b以及连接弹簧302c，踩压块302a与抵接齿杆302b固定连接，且抵接齿杆302b通过连接弹簧302c与内腔底侧壁相连接，抵接齿杆302b一侧穿过安装内腔侧壁，与安装块301a侧壁的抵接齿扣301a-1相抵接。

当需要调整安装块301a时，施工人员脚踩踩压块302a，向下挤压抵接齿杆302b，使其脱离与抵接齿扣301a-1的卡位，即可对安装块301a进行位置调整，调整至合适位置后松开踩压块302a，即可使其重新被限制移动，再将灌注设备与安装块301a的螺栓孔位紧固连接即可。

综上，通过承载组件100与紧固组件200的配合，使得大直径钢筋笼定位下方时，能随时固定钢筋笼与定位，并且防止在灌注过程中钢筋笼上浮，通过对其进行灌注施工时，能使得上部平台设备在施工时能保持稳定，再通过调节组件300，用以适应不同尺寸的灌注设备。

实施例2

参照图1－图11，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。进一步的，下压件201包括受压块201a、伸缩杆201b、伸缩套筒201c、伸缩弹簧201d以及连接板201e，受压块201a一端通过伸缩杆201b、伸缩套筒201c以及伸缩弹簧201d与开槽101a底侧壁进行伸缩连接，连接板201e一端与受压块201a侧壁固定连接，另一端通过螺栓与平台骨架101活动连接，应说明的是，受压块201a在进行伸缩运动时，由于连接板201e与平台骨架101内侧壁活动连接，使得受压块201a能带动连接板201e进行上下运动，也即使得连接的螺栓能在连接板201e上的开槽内滑动，螺栓仅作为限制受压块201a的伸缩限度，使其不脱离平台骨架101侧壁的开槽101a。

同时，受压块201a与开槽101a一侧的插入槽101a-1滑动连接，且受压块201a的另一端与固定横梁104一侧的对接槽104a抵接，当固定横梁104放置于平台骨架101上时，受压块201a顶部插入对接槽104a内，由于对接槽104a的深度设置小于受压块201a高出平台骨架101的长度，因此固定横梁104会下压受压块201a，从而挤压伸缩杆201b、伸缩弹簧201d，并使得连接板201e向下滑动。

进一步的，移动锁定件202设置在受压块201a两侧，包括受压移动杆202a、锁定凸块202b以及锁定弹簧202c，受压移动杆202a设置在开槽101a两侧的移动槽101b内，通过锁定弹簧202c与移动槽101b侧壁相连接，受压移动杆202a通过一端设置的卡位凸起202a-1与受压块201a侧壁的卡位凹槽201a-1接触连接，锁定凸块202b设置在受压移动杆202a另一端，且与平台翻盖103侧壁的锁定槽103a相抵接，当受压块201a向下运动时，卡位凹槽201a-1下压过程挤压卡位凸起202a-1，使得受压移动杆202a向两侧运动，挤压锁定弹簧202c，并带动锁定凸块202b在锁定槽103a内运动，从而限制了闭合后的平台翻盖103的开启运动。

应说明的是，卡位凸起202a-1与卡位凹槽202a-1为相互契合的梯形状，当卡位凹槽201a-1向下运动时，其斜面会推动卡位凸起202a-1的斜面，为其提供推力，且锁定槽103a如附图所示为直角状，平台翻盖103向下闭合时，锁定凸块202b的位置从锁定槽103a竖直方向插入至直角转角处，当受压移动杆202a发生位移时，带动锁定凸块202b横向运动至锁定槽103a的另一端，限制平台翻盖103向上开启运动。

较佳的，第一限位件203包括上抬板203a、杠杆板203b以及杠杆支块203c，杠杆支块203c与开槽101a底侧壁固定连接，杠杆板203b与杠杆支块203c通过扭簧转动连接，上抬板203a与受压块201a滑动连接，杠杆板203b呈角度弯折设置，一端与受压块201a底侧壁相连接，另一端与上抬板203a底侧壁相连接，当受压块201a向下被挤压时，会挤压杠杆板203b在其底部的一端，使得杠杆板203b在上抬板203a底部的一端向上翘起，推动上抬板203a向上运动，使得上抬板203a正好卡入固定横梁104设置的开孔中。

应说明的是，上抬板203a的上下运动受杠杆板203b的带动，其与受压块201a并无固定位置关系。

更进一步的，第二限位件204包括夹持块204a、底座204b、顶杆204c以及推块204d，夹持块204a与底座204b设置在平台骨架101侧壁，且夹持块204a与底座204b之间通过扭簧相连接，顶杆204c一端与夹持块204a侧壁相连接，另一端穿过平台骨架101侧壁与推块204d相连接，推块204d与受压移动杆202a侧壁固定连接，当固定横梁104放置于平台骨架101上时，其宽度正好对应两侧设置的夹持块204a，当其带动受压块201a运动，并带动受压移动杆202a，受压移动杆202a向两侧运动时，其上侧固定设置的推块204d推动顶杆204c向上运动，抵住夹持块204a的底部，使其与固定横梁104的接触更加紧固，进一步的限制在施工时固定横梁104可能会发生的位置偏移。

优选的，平台骨架101内侧壁设置有若干托板101c，托板101c与平台翻盖103侧壁相连接，当平台翻盖103闭合后，托板101c为其提供向上的支撑力。

优选地，固定横梁104侧壁开设有定位下放口104b，用于连接混凝土灌注导管，使得混凝土能从定位下放口104b灌注入孔内。

综上，为大直径钢筋笼定位下放与灌注施工提供一个辅助平台，在对应孔洞上方架设平台，提高施工效率，并保障了施工安全；

同时，通过设置下压件201与移动锁定件202，为闭合后的平台翻盖提供锁紧装置，使得固定横梁104放置上，需要开始灌注混凝土期间，平台翻盖不能被轻易打开，保障了施工时的安全，避免出现安全隐患，提供第一限位件203与第二限位件204，使得固定横梁104能在与平台骨架对接放置后保持位置的限制，从而在施工时不发生滑移，导致灌注工作出现误差。

实施例3

参照图1－图2，为本发明第三个实施例，该实施例提供了圆砾土夹漂石地质下大直径桩基成桩方法，具体包括如下施工步骤：

S1、选用冲击钻配合旋挖钻施工：

旋挖钻采用套钻法施工，先使用小直径筒钻头快速钻进，再使用2.2m直径钻头进行扩孔作业，加快成孔速度，减少钻头磨损。选用黏土造浆，冲击钻施工过程中泥浆比重控制在1.4左右，旋挖钻施工泥浆比重控制在1.1-1.2，加快成孔效率及桩孔质量。

S2、结合砂石分离机与钢制泥浆箱，进行一体化环水保施工：

推行“砂石分离机+钢制泥浆箱”一体化环水保施工工艺，实现泥浆循环利用，避免传统施工工艺多次开挖泥浆池造成生态破坏、实现桥梁桩基施工泥浆零排放。

S3、使用钢护筒下放工装：

采用钢制泥浆箱代替传统泥浆池，砂石分离机可对循环回来的泥浆进行除砂，降低含砂率，再重新添加膨润土即可重新使用，提高泥浆的利用效率，降低造浆成本；

钻杆与驱动套之间采用销接连接，然后驱动套与钢护筒采用卡槽固定。护筒埋设通过顺时针旋转驱动套与施加轴压，实现环切各类土层及岩石，可减少对地层的扰动，保证钢护筒外围土层的密实性。护筒拔出通过逆时针旋转驱动套与对施加拉力，缓慢拔出护筒，可减少对桩头混凝土的扰动，提高桩头的混凝土质量。

S4、利用施工辅助平台，保障施工过程的安全性：

为消除钢筋笼下放及灌注过程中孔口的安全隐患，制作全封闭孔口固定施工辅助平台，保障施工过程的安全性及起到固定钢筋笼和防止在灌注过程中钢筋笼上浮的作用。

S5、使用清渣平底钻头进行清渣：

现场使用后发现平底钻头清渣效果突出，桩底沉渣厚度均小于20cm。

S6、采用测针和测饼测量孔深：

清孔完成后分别采用测针和测饼测量孔深，二者长度之差为沉渣厚度，该方法较传统测绳检测法能较为准确地测出桩底沉渣，在施工过程中达到有效控制桩底质量的目的。

S7、制作大直径钢筋笼旋转吊具，提高现场钢筋笼吊装的安全性：

为解决大直径钢筋笼吊装过程中的安全问题，现场制作大直径钢筋笼旋转吊具，保证在吊装过程中钢筋笼的重力能均匀分配到吊架的四个吊点上，防止钢筋笼在吊装过程中发生倾斜，提高现场钢筋笼吊装的安全性。

S8、采用可吊装式混凝土斜坡道辅助罐车进行混凝土首灌：

由于首灌混凝土大料斗较高，而混凝土罐车的出料口较低，所以无法采用常规施工的碎石垫道方式进行灌注，现采用可吊装式混凝土斜坡道辅助罐车进行混凝土首灌，其具有方便、快捷的特点，有利于现场的文明施工。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。