[发明专利]一种复杂地层长螺旋引孔插打锁口钢管桩围堰的施工方法

说明书

本发明涉及一种复杂地层长螺旋引孔插打锁口钢管桩围堰的施工方法。本发明包括以下步骤：1)场地平整、钻机就位：长螺旋钻机操作场地位于湿软河床，就位前对场地进行换填压实，并铺设钢板，以便钻机就位，并根据钻孔深度配备相应数量的钻杆，保证钻孔施工；2)定位放线及钻机就位：采用全站仪对围堰四个角点进行放样，撒白灰确定锁口桩位置，钻机就位，完成钻杆垂直度校正及钻头中心对中，下方钻机前端桅杆下部单个及机身尾部的两个支撑油缸，其与双履带共同承担机身重量及施工过程的荷载，然后复测对中点，查看有无偏差；3)引孔施工：引孔采用长螺旋钻进，钻进过程中通过螺杆将渣土带出至河床，将渣土倒运至围堰外，引孔至设计深度后即可提升钻杆；4)钢管桩沉桩施工。本发明采用长螺旋引孔仅需钻机松土，无需成孔，无需泥浆，根据不同土层可灵活调整，环境污染小且经济高效。

技术领域

本发明属于锁口钢管桩围堰深基坑施工领域，具体涉及一种复杂地层长螺旋引孔插打钢管桩围堰的施工方法。

背景技术

近年来，我国基础设施建设进入快速发展时期，桥梁施工技术也在不断创新，随着北方地区桥梁工程建设的发展，特别为适应北方地区密实砂卵石、硬质黏土层等特殊地层构造采用的复杂桥梁设计，对围堰技术要求也越来越高。为保证水中承台的施工质量安全，我国深水基础修建过程中采用的施工方法也各有所不同，其中主要采取的围堰结构形式有：钢板桩围堰、钢套箱围堰、锁口钢管桩围堰等。钢板桩围堰适应于砂性土、粘性土、碎石土及风化岩石等河床的深水基础，由于钢板桩具有施工速度快、防水性能好、可重复利用等诸多优点,被广泛应用于修建桥梁深水基础时的围堰工程。套箱围堰和双壁钢围堰主要适应于流速小于2m/s，埋置不深的水中基础及修建桩基承台，主要形式有圆形或椭圆形，要求套箱下沉至要求标高时，垂直度满足要求，以增加整体稳定性，同时，围堰本身自重较大，需要大型的起重设备辅助安装和其他措施已达到要求位置。

深水桥梁基础施工应根据各自桥梁基础不同的水文、地质、材料以及设备等条件，综合考虑各种因素进行比选。当前深水围堰技术中的钢板桩和双壁钢围堰技术是比较常用的施工方法，近年来公路、铁路大规模、高标准建设中，大型钢板桩围堰的技术创新体现了又好又快的建设理念，因而，未来的建设基础和水利工程将会在安全、环保、高效的理念下，保护土地资源条件的制约下，钢板桩围堰施工将会迎来长效的发展。

然而，钢板桩由于其自身长度一般最长为18m，对于深基坑钢板桩自身接长困难，针对卵石粒径大、强度高、硬质黏土层地区，钢板桩底口无法嵌入，常规的钢板桩施工方法，无法将钢板桩顺利、稳定的插打进水下河床中。

对于水下深基坑围堰往往采用锁口钢管桩围堰施工，锁口钢管桩加工制作简单、快速。钢管、型钢采用厂制成品钢管，能快速购置；钢管和锁扣之间的焊接工艺要求不高，工作量少。钢管桩相对于钢板桩围堰刚度大，所需要的围檩层数少，单次可开挖深度更大，围堰加撑、拆撑转换次数减少，方便开挖，施工效率更高。

锁口钢管桩围堰一般采用振动锤下沉，但是如果地层中有卵石层、硬质粉质黏土层等地质复杂地层，单靠振动锤是无法将钢管桩插打至设计标高位置。

现有技术存在以下不足之处：

1、钢管桩插打主要适用于松软淤泥土层，对于砂卵石地层及应质黏土层无有效的插打措施。

2、旋挖钻成孔采用泥浆护壁，泥浆外运综合成本较高，泥浆成孔不满足现场文明施工要求。

3、水刀射水辅助施工更适宜于钢板桩围堰，钢管桩直径较大，且需要穿过细砂层，水刀射水效率较低，不能满足工期要求。

发明内容

为解决上述不足，本发明的目的是提供一种钢围堰引孔施工方法，针对砂卵石、硬质黏土地层、常规振动沉桩无法插打至设计高程，尤其适用于北方地区施工工期紧张，地层参数相对南方地区复杂，振动锤无法通过振动液化卵石、黏土层，导致桩体无法下沉至设计高程的钢管桩围堰工程。