[发明专利]一种复杂水域倾斜岩面大直径钻孔灌注桩的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复杂水域倾斜岩面大直径钻孔灌注桩及施工方法。属于基础工程领域，适用于急流水域、倾斜岩面等复杂情况下建筑、桥梁等工程中的水下钻孔灌注桩施工。

背景技术

钻孔灌注桩是通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，是深基础中最常用的形式。与其他类基础相比它具有不受地域、地质条件、气候条件、地下水位的高低、桩径大小及桩身长度等条件的限制，承载力高、建筑费用低等优点，因而在工程中得到广泛的应用。

实际应用中，部分钻孔灌注桩身位于水位以下或在水流无法封闭的地方浇注混凝土，必须采用水下灌注法施工。水下混凝土灌注由于施工的隐蔽性、工艺的复杂性和连续性，容易出现钢筋笼浮起、堵管、断管、塌孔等灌注施工事故，若桩位处在急流水域、倾斜岩面上，钻孔平台钢管桩的施沉与稳定性是难题，钢护筒的施工更是一个难题，处理不当必将给工程带来了极大的经济损失与安全隐患。因此，在复杂水域的钻孔灌注桩施工质量问题，亟待探讨、研究和解决。

鉴于此，目前亟需发明一种在复杂水域能保证钻孔平台稳定性的同时，也便于钢护筒的安装，同时承载性能突出、经济技术效益好的复杂水域倾斜岩面大直径钻孔灌注桩及施工方法。本发明在急流水域内的钻孔平台钢管桩内外设置混凝土袋及压重钢板，将钢管桩悬空未接触岩面的部位堵塞，增大钢管桩与岩面接触面积，提高平台支撑稳定性；并将钢护筒二次施沉入岩，有效防止因倾斜岩面导致护筒内外联通；同时在钻孔灌注桩桩身上部设置有永久性的钢套管，作为劲性钢骨架约束混凝土变形，改善了桩身上部混凝土的受力性能，提高了桩身承载能力，具有较好的经济技术效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在复杂水域能保证钻孔平台稳定性的同时，也便于钢护筒的安装，同时承载性能突出、经济技术效益好的复杂水域倾斜岩面大直径钻孔灌注桩及施工方法。为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种复杂水域倾斜岩面大直径钻孔灌注桩，主要包括钻孔平台、钢管桩、钢护筒和钻孔灌注桩，钢管桩设置于倾斜岩面上，顶部与钻孔平台连接，底部设置内、外囊袋及分离式压重钢板；钻孔平台上设有限位钢板及与钢护筒外径相同的圆形槽口，钢护筒穿过圆形槽口伸入倾斜岩面；钻孔平台通过工字型钢梁与下部钢管桩连接；钢护筒包括原护筒及二次跟进护筒，两者通过加劲钢板焊接固定，二次跟进护筒内壁设有限位块；钢护筒内部设置钢筋笼，通过灌注混凝土形成钻孔灌注桩。

所述的钢管桩底部的内、外囊袋通过出浆孔贯通，分离式压重钢板等弧长设置于外囊袋底部，且与钢管桩外壁铰接连接；钢管桩顶部预设调节螺栓，钢管桩之间设置有剪刀撑。

所述的钻孔平台设置有限位钢板，限位钢板下设置可调式底座。

所述的钻孔平台与工字型钢梁焊接连接，工字型钢梁通过连接套筒与钢管桩顶部的调节螺栓及锚固螺栓连接。

所述的原护筒与二次跟进护筒满焊连接，连接处侧壁等间距焊接加劲钢板，原护筒底部环向包裹防水橡胶垫圈，并嵌入倾斜岩面，二次跟进护筒内壁的限位块为可折叠式。

所述的钢筋笼顶部外围焊接永久性钢套管，钢套管表面均匀布设混凝土出气孔，钢套管顶部与限位块底面接触。

本发明还提供了所述复杂水域倾斜岩面大直径钻孔灌注桩的施工方法，其主要施工步骤如下：

1）施工准备：采用全站仪直接从控制点按极坐标法测设每根桩的桩位，并及时引设好护桩；

2）钻孔平台搭设：先采用悬臂导向架对钢管桩进行定位，钢管桩每打设完成一根立即与就近的钢栈桥钢管桩或者平台钢管桩连接，再依次由下而上搭设钻孔平台；钻孔平台上设置限位钢板及与钢护筒外径相同的圆形槽口；限位钢板下设置可调式底座；

3）钢管桩灌注混凝土：灌注混凝土填充内外土工布袋，利用混凝土袋将钢管桩悬空未接触岩面的部位堵塞，结合压重钢板使钢管桩与岩面接触面积增大形成稳定的支撑；

4）钢护筒安装及二次跟进施工：加大钻锤直径在圆形槽口内进行扩孔施工，利用平台导向架临时固定原护筒，施沉到位后焊接二次跟进护筒，并设置加劲钢板；

5）泥浆循环钻进成孔：使用反循环钻机在倾斜岩层内进行钻孔施工，直至达到设计标高；

6）钢筋笼制作：钢筋笼采用现场焊接，制作完成后，在钢筋笼顶端套接钢套管，钢套管直径大于钢筋笼直径，小于钢护筒的内径；

7）吊放钢筋笼：钢筋笼连接好后运到施工现场，用汽车吊缓缓竖立吊起钢筋笼放入孔内，完成后穿两根横担将骨架临时支撑于钻机平台上；