[发明专利]复杂地层的组合式成桩方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是地层工程中混凝土成桩的施工方法，特别是在复杂的地层状况下完成混凝土成桩的施工方法。

背景技术

常规的地层状况下的桩孔成孔方法有采用旋挖机、长螺旋桩机、钻(冲)孔桩机、人工挖孔等方法。这些常规的方法在理想的普通地层状况下具有施工成本较低的优点，但在实际的操作中，地下的构造是很复杂的，有时会遇到砾石、卵石、漂石等，有时会遇到地下水，特别是在城市的旧城改造中，地质情况更加复杂，常规方法就很难以施工，有时是不能施工。例如当地下的砾石、卵石、漂石等坚硬障碍物厚度大于30cm时，采用旋挖机或长螺旋桩机几乎难成孔；采用钻(冲)孔桩机则会大大降低工作效率，比常规的普通地层施工降要低效率达1/2以上，从而使建筑成本上升；若采用人工挖孔的方式效率也很低，并且存在很大的安全隐患。

近年在国内已有使用的贝诺特全套管施工法，虽然能较好地解决上述地下地层的砾石、卵石、漂石和城市的砖渣、石渣和混凝土块等坚硬障碍物，但全套管施工法也存在着一定弱点。例如，全套管钻机属于大型设备，需要较大的场地，运行成本也较高，因此在城市的旧城改造中存在一定的困难，并会加大施工费用；又如，桩孔中的地下水位下带有一定厚度的细砂层时，拉拔管较困难，会影响降低施工效率，增加施工成本；再如，该方法的桩长不适合大于50m，但在目前的城市建设中，楼房越来越高，常常有增加设计桩长的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种复杂地层的组合式成桩方法，它可在复杂地层状况下进行成桩施工，并且成桩质量好、效率较高、施工成本低。

解决本发明的技术问题所采用的方案是：对于地下的坚硬障碍物层采用全套管钻机成孔，并且钢套管在施工中保持摇动与压入同时进行或回转与压入同时进行；而对于地下普通地层，则采用常规的旋挖机、长螺旋桩机、钻/冲孔桩机、人工挖孔来完成成孔施工。

本发明的具体施工步骤为：

(1)定桩位，制作混凝土井圈；

(2)全套管钻机就位，压入钢套管，用配套的冲抓器和破碎工具清除孔内/管内的坚硬地下障碍物；

(3)钢套管中注入浆液或回填砂、土，稳定孔壁；

(4)拔出钢套管，全套管钻机移位；

(5)常规的成孔装置旋挖机、长螺旋桩机或钻/冲孔桩机再次就位，进行成孔作业；

(6)清孔，安装钢筋笼；

(7)灌注混凝土，成桩。

本发明的上述步骤(1)的制作混凝土井圈后，当地表地层为普通土层时，先预成孔，采用常规的旋挖机、长螺旋桩机或钻/冲孔桩机装置，在土层范围先进行首次成孔作业，然后设备移位；当地表地层为坚硬障碍物时，则可直接用全套管钻机进行成孔作业。

在本发明上述的对坚硬障碍物清除成孔中，当遇到粒径大于300mm的砾石、卵石或漂石坚硬障碍物层时，应使全套管钻机就位，采用一边摇动，一边清除，一边压入的方式压入钢套管，通过反复该操作突破坚硬障碍物层。

在对坚硬障碍物清除成孔中，若当遇到的障碍物粒径大于2倍桩径时，应在钢套管内结合人工爆破予以清除。

本发明的有益效果是：(1)对于常规的旋挖机、长螺旋桩机、钻/冲孔桩机、人工挖孔所不能完成的地下坚硬障碍物层的成孔作业，本方法则可以采用全套管钻机来完成；(2)由于采用组合辅助清障的方式，可大大较高效率，降低施工成本，比对于普通地层采用旋挖机、长螺旋桩机、钻/冲孔桩机或人工挖孔的方式，工效提高1～2倍，比贝诺特全套管施工法成本降低1/3以上；(3)桩孔中的地下水位下带有一定厚度(大约为6m)的细砂层时，不再采用全套管钻机施工，解决了拉拔管困难问题，因此成桩质量好；(4)组合辅助成孔的方式，可使桩长达到50m以上，从而本方法的适应性更强。

附图说明

图1是本发明的施工流程图。

图中(a)～(g)为本发明施工中各步骤的顺序。

具体实施方式

实施例1：

地表浅地层带有坚硬障碍物的地层成孔作业

(1)定桩位，制作混凝土井圈。

(2)全套管钻机就位，采用一边摇动，一边压入的方式压入钢套管，用配套的冲抓器和破碎工具清除孔内/管内的坚硬地下障碍物，当遇到粒径大于300mm的砾石、卵石或漂石坚硬障碍物层作业时，则采用一边摇动，一边清除，一边压入的方式压入钢套管，通过反复该操作突破坚硬障碍物层；当遇到的障碍物粒径大于2倍桩径时，在钢套管内应结合人工爆破予以清除。

(3)钢套管中注入浆液或回填砂、土，稳定孔壁。

(4)拔出钢套管，全套管钻机移位。