專利名稱：一種鉆孔樁施工鋼護(hù)筒下沉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種鉆孔樁鋼護(hù)筒下沉的方法，特別適用于特殊地質(zhì)條件下大直
徑超長(zhǎng)鋼護(hù)筒下沉，屬于橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，大直徑鉆孔灌注樁在大型橋梁水中基礎(chǔ)中已得到廣泛的應(yīng)用，且有向超大直徑、超長(zhǎng)樁長(zhǎng)方向發(fā)展的趨勢(shì)，使其施工鋼護(hù)筒的直徑、長(zhǎng)度、壁厚與重量也隨之增加。鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu)自重加大對(duì)插打時(shí)起重設(shè)備的起重能力、插打設(shè)備的激震能力及施工平臺(tái)的承載能力都相應(yīng)提高。現(xiàn)階段，鋼護(hù)筒均采用分節(jié)制造、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接、分次下沉的方法施工，但由于大直徑鋼護(hù)筒現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接過程耗時(shí)較長(zhǎng)，若受不良?xì)夂蛴绊懲r(shí)間將更長(zhǎng)，使樁周原已液化的土壤，在數(shù)小時(shí)的停滯后將重新穩(wěn)定且更加密實(shí)，特別是在鋼護(hù)筒已入土較深或穿越硬土地質(zhì)層時(shí)，鋼護(hù)筒四周將產(chǎn)生極大的摩阻力，即使采用進(jìn)口設(shè)備、且雙機(jī)并聯(lián)使用的APE400B或ICEV360液壓振動(dòng)打樁錘，達(dá)6400KN的激震力也無法傳至刃腳，樁尖土壤無法液化，鋼護(hù)筒下沉十分困難，工效極低。 此時(shí)，通常采取鋼護(hù)筒內(nèi)吸泥、鋼護(hù)筒跟進(jìn)、樁周高壓射水等處理方法，但往往一種方法難以奏效，經(jīng)常幾種方法并用才能使鋼護(hù)筒下沉到位。但鋼護(hù)筒內(nèi)吸泥、鋼護(hù)筒跟進(jìn)的處理方法，標(biāo)高控制要求嚴(yán)密，稍有不慎可能造成護(hù)筒底口翻砂，樁周土壤不均勻下滑；同時(shí)，樁周高壓射水亦有可能使樁周土壤間隙不均勻，造成鋼護(hù)筒在土壤側(cè)向壓力下發(fā)生傾斜，鋼護(hù)筒的平面位置及垂直度超標(biāo)，直接影響鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量。 一旦發(fā)生這種情況，處理起來時(shí)間周期更長(zhǎng)，施工成本很大，嚴(yán)重地影響工程的施工進(jìn)度與質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)這種大直徑超長(zhǎng)鋼護(hù)筒下沉困難、常規(guī)處理措施不足所存在的缺陷，提出一種在鋼護(hù)筒下沉前，先在鋼護(hù)筒的下沉位置，用高壓旋噴鉆機(jī)沿鋼護(hù)筒的直徑圓周線，按一定間距對(duì)特殊地質(zhì)段采用旋噴鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔處理，利用旋噴鉆機(jī)施工時(shí)噴射出的潤(rùn)滑漿，改善下沉范圍局部地層的土壤性質(zhì)，減小鋼護(hù)筒與土壤間的摩阻力，使其順利下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。該方法改變以往施工至鋼護(hù)筒出現(xiàn)下沉困難后再被動(dòng)處理的思路，通過前期對(duì)樁位特殊地層條件、下沉各狀態(tài)下摩阻力研究，提前在鋼護(hù)筒下沉位置的部分插打高度范圍，通過高壓旋噴鉆機(jī)施工，形成環(huán)狀泥漿潤(rùn)滑套，降低樁周摩阻力，同時(shí)由于環(huán)狀泥漿套的存在，鋼護(hù)筒下沉中四周土層對(duì)其水平作用力降低，導(dǎo)向裝置可更好地發(fā)揮導(dǎo)向作用，保證了鋼護(hù)筒的垂直度，從而確保了樁位的精度和工程進(jìn)度。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案， 一種鉆孔樁鋼護(hù)筒下沉的方法，利用已搭建完成的鋼護(hù)筒下沉施工平臺(tái)，測(cè)放出鋼護(hù)筒管壁圓周線，安裝單管高壓旋噴樁施工鉆機(jī)，沿?cái)M插打鋼護(hù)筒管壁圓周線位置按50cm的間距鉆孔；利用高壓旋噴鉆機(jī)上的高壓泵旋噴泥漿，同時(shí)鉆桿以規(guī)定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升，高壓射流使噴射高度范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞，膨潤(rùn)土漿液與土壤混合，形成一個(gè)改良的泥漿孔，整個(gè)鋼護(hù)筒管壁圓周線的全部高壓旋噴樁施工完成后
3形成一個(gè)環(huán)狀泥漿套；施工中根據(jù)樁位處地質(zhì)情況確定處理范圍，或僅針對(duì)影響鋼護(hù)筒插 打的特殊地層進(jìn)行處理，以保證鋼護(hù)筒下沉完成后，樁周仍然可保持鋼護(hù)筒自身的穩(wěn)定，但 高壓旋噴樁的樁底標(biāo)高至少應(yīng)比鋼護(hù)筒底口標(biāo)高高2倍的樁徑高度；用液壓式振動(dòng)打樁錘 下沉鋼護(hù)筒至設(shè)計(jì)底標(biāo)高，鋼護(hù)筒靜置一段時(shí)間，使樁周土壤有足夠的時(shí)間恢復(fù)原有性狀， 以期將泥漿對(duì)層的影響降低到最低限度。 所述的高壓旋噴鉆機(jī)采用20 30MPa的噴射壓力噴射膨潤(rùn)土泥漿液或其他潤(rùn)滑 劑，覆蓋整個(gè)旋噴鉆機(jī)施工高度，預(yù)計(jì)影響半徑20 25cm ;水中墩樁基施工時(shí)，最大沖刷線 以上地層直接采用膨潤(rùn)土泥漿噴射；當(dāng)設(shè)計(jì)考慮鋼護(hù)筒參與結(jié)構(gòu)受力時(shí)，可采用超緩凝水 泥漿作為潤(rùn)滑劑； 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過地質(zhì)預(yù)處理，可用常規(guī)大直徑鉆孔樁鋼護(hù)筒插打的機(jī)具設(shè)備， 實(shí)現(xiàn)超大直徑超長(zhǎng)鋼護(hù)筒下沉的平面精度、垂直度精度和標(biāo)高控制，其投入設(shè)備簡(jiǎn)單、安全 可靠、經(jīng)濟(jì)適用、可操作性強(qiáng)，且對(duì)因特殊原因無法下沉到位的鋼護(hù)筒處理也有借鑒作用。
具體實(shí)施例方式
通過前期對(duì)超大直徑、超長(zhǎng)樁位特殊地層條件、下沉各狀態(tài)下摩阻力等研究，提前 利用高壓旋噴鉆機(jī)沿鋼護(hù)筒圓周線，在鋼護(hù)筒下沉高度的部分土層范圍，旋噴潤(rùn)滑漿，形成 一個(gè)環(huán)狀的泥漿潤(rùn)滑套，改善下沉范圍局部地質(zhì)層的土壤性質(zhì)，減小鋼護(hù)筒與土壤間的摩 阻力，使其順利、準(zhǔn)確地下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。通過高壓旋噴鉆機(jī)的地質(zhì)預(yù)處理，可采用正常大 直徑鉆孔樁施工的鉆孔平臺(tái)、起重吊裝設(shè)備、液壓振動(dòng)打樁設(shè)備；按常規(guī)大直徑鋼護(hù)筒分節(jié) 制造、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接、分次下沉的施工方法，進(jìn)行特殊地質(zhì)條件中超大直徑、超長(zhǎng)鋼護(hù)筒下沉施 工。通過高壓旋噴鉆機(jī)的地質(zhì)預(yù)處理，鋼護(hù)筒下沉范圍局部形成一個(gè)環(huán)狀泥漿套，使下沉?xí)r 特殊土層中的橫向作用力減少，導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向作用更好，樁位的平面精度和垂直度精度 高。超大直徑超長(zhǎng)鋼護(hù)筒下沉施工，不再受停滯時(shí)間限制，且高壓旋噴泥漿施工可提前進(jìn) 行，不影響鋼護(hù)筒插打施工進(jìn)度。本發(fā)明所用設(shè)備為常規(guī)地基加固使用的高壓旋噴鉆機(jī)，使 用簡(jiǎn)單、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、可操作性強(qiáng)。不僅適用于大直徑超長(zhǎng)鋼護(hù)筒下沉施工的預(yù)處 理，同時(shí)，對(duì)于前期對(duì)地質(zhì)條件估計(jì)不足，而無法下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高的鋼護(hù)筒，也有借鑒作用， 即沿鋼護(hù)筒的內(nèi)、外壁旋噴泥槳，降低特殊地質(zhì)層土壤性質(zhì)，使鋼護(hù)筒順利下沉到設(shè)計(jì)標(biāo) 高。
權(quán)利要求
一種鉆孔樁鋼護(hù)筒下沉的方法，其特征是利用已搭建完成的鋼護(hù)筒下沉施工平臺(tái)，測(cè)放出鋼護(hù)筒管壁圓周線，安裝單管高壓旋噴樁施工鉆機(jī)，沿?cái)M插打鋼護(hù)筒管壁圓周線位置按50cm的間距鉆孔；利用高壓旋噴鉆機(jī)上的高壓泵旋噴泥漿，同時(shí)鉆桿以規(guī)定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升，高壓射流使噴射高度范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞，膨潤(rùn)土漿液與土壤混合，形成一個(gè)改良的泥漿孔，整個(gè)鋼護(hù)筒管壁圓周線的全部高壓旋噴樁施工完成后形成一個(gè)環(huán)狀泥漿套；施工中根據(jù)樁位處地質(zhì)情況確定處理范圍，或僅針對(duì)影響鋼護(hù)筒插打的特殊地層進(jìn)行處理，以保證鋼護(hù)筒下沉完成后，樁周仍然可保持鋼護(hù)筒自身的穩(wěn)定，但高壓旋噴樁的樁底標(biāo)高至少應(yīng)比鋼護(hù)筒底口標(biāo)高高2倍的樁徑高度；用液壓式振動(dòng)打樁錘下沉鋼護(hù)筒至設(shè)計(jì)底標(biāo)高，鋼護(hù)筒靜置一段時(shí)間，使樁周土壤有足夠的時(shí)間恢復(fù)原有性狀，以期將泥漿對(duì)層的影響降低到最低限度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆孔樁鋼護(hù)筒下沉的方法，其特征是高壓旋噴鉆機(jī)采用 20-30MPa的噴射壓力噴射膨潤(rùn)土泥漿液或其他潤(rùn)滑劑，覆蓋整個(gè)旋噴鉆機(jī)施工高度，預(yù)計(jì) 影響半徑20-25cm ;水中墩樁基施工時(shí)，最大沖刷線以上地層直接采用膨潤(rùn)土泥漿噴射；當(dāng) 設(shè)計(jì)考慮鋼護(hù)筒參與結(jié)構(gòu)受力時(shí)，可采用超緩凝水泥漿作為潤(rùn)滑劑。
全文摘要
本發(fā)明是一種鉆孔樁鋼護(hù)筒下沉的方法，通過前期對(duì)特殊地層條件、下沉各狀態(tài)下摩阻力研究，對(duì)擬插打鋼護(hù)筒圓周線位置按一定間距，用高壓旋噴鉆機(jī)鉆孔、旋噴膨潤(rùn)土泥漿液，形成護(hù)筒下沉高度部分范圍的環(huán)狀泥漿潤(rùn)滑套，來改善特殊地質(zhì)層的土壤性質(zhì)，減小超長(zhǎng)鋼護(hù)筒下沉?xí)r的摩阻力，達(dá)到準(zhǔn)確下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高的目的。優(yōu)點(diǎn)通過地質(zhì)預(yù)處理，可用常規(guī)大直徑鉆孔樁鋼護(hù)筒插打的機(jī)具設(shè)備，實(shí)現(xiàn)超大直徑超長(zhǎng)鋼護(hù)筒下沉的平面精度、垂直度精度和標(biāo)高控制，其投入設(shè)備簡(jiǎn)單、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、可操作性強(qiáng)，且對(duì)因特殊原因無法下沉到位的鋼護(hù)筒處理也有借鑒作用。
文檔編號(hào)E02D5/38GK101705684SQ20091021262
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者丁勇, 周愛兵, 周祖干, 曹春元, 朱琪, 楊啟海, 潘軍, 程晨, 袁先留, 賈珍 申請(qǐng)人:中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司