[发明专利]基于循环泥浆护壁的长螺旋挤压入岩灌注桩施工方法

摘要

本发明公开了一种基于循环泥浆护壁的长螺旋挤压入岩灌注桩施工方法，包括步骤一、护筒埋设及泥浆循环系统设置泥浆循环系统包括储浆池和泥浆泵送装置，护筒上部开有溢浆孔；二、钻进成孔；三、钻杆提升及高压灌注泥浆护壁向上提升钻杆，并采用泥浆泵送装置且通过钻杆从孔底由下至上向钻孔内连续灌注护壁泥浆；四、钢筋笼下放；五、水下混凝土灌注及护壁泥浆回收，将通过溢浆孔排出的护壁泥浆回收至储浆池备用。本发明步骤简单、实现方便且成孔质量高、施工效果好，能简便、快速完成长螺旋挤压入岩灌注桩施工过程，以高压灌注方式从孔底由上至上灌注护壁泥浆，不仅能有效护壁，并能保持孔底清洁、无沉渣，所采用护壁泥浆能循环使用。

主权项

一种基于循环泥浆护壁的长螺旋挤压入岩灌注桩施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、护筒埋设及泥浆循环系统设置：对所施工长螺旋挤压入岩灌注桩的桩位进行测量放线，并在测量放线得出的桩位上埋设护筒；同时，在所施工长螺旋挤压入岩灌注桩的桩位周侧设置泥浆循环系统；所述泥浆循环系统包括用于存储护壁泥浆的储浆池和对所述护壁泥浆进行泵送的泥浆泵送装置；所述护筒上部露出地面的节段为外露节段，所述外露节段上开有多个供所述护壁泥浆溢出的溢浆孔；步骤二、钻进成孔：利用步骤一中所埋设的护筒，且采用长螺旋桩机向下钻进，钻进到位后获得施工成型的钻孔；所述长螺旋桩机包括桩架和安装在桩架上的钻进设备，所述钻进设备包括钻杆、同轴安装在所述钻杆底部的钻头和驱动所述钻进设备进行连续转动的电动旋转驱动机构，所述电动旋转驱动机构与所述钻杆的外端部进行传动连接；所述钻杆为内部中空的杆体，所述钻头上开有与所述钻杆内部相通的出浆口；步骤三、钻杆提升及高压灌注泥浆护壁：步骤二中钻进到位后，向上提升所述钻杆，直至将所述钻杆自所成型钻孔内提出；并且，所述钻杆向上提升过程中，采用所述泥浆泵送装置且通过所述钻杆从所成型钻孔的孔底由下至上向所成型钻孔内连续灌注护壁泥浆，对所成型钻孔进行泥浆护壁；所述护壁泥浆的灌注压力为5MPa以上；步骤四、钢筋笼下放：将所施工长螺旋挤压入岩灌注桩的钢筋笼，下放至所成型的钻孔内；步骤五、水下混凝土灌注及护壁泥浆回收：采用混凝土泵送设备且通过注浆导管，由下至上对所施工长螺旋挤压入岩灌注桩进行水下混凝土灌注施工；待所灌注混凝土终凝后，获得施工完成的长螺旋挤压入岩灌注桩；水下混凝土灌注施工过程中，步骤三中所灌注护壁泥浆通过所述护筒上开设的所述溢浆孔排出，将排出的所述护壁泥浆回收至所述储浆池备用；步骤一中所施工长螺旋挤压入岩灌注桩包括桩身(1)和布设在桩身(1)上的桩帽(2)；步骤五中由下至上对所施工长螺旋挤压入岩灌注桩进行水下混凝土灌注施工后，还需采用桩帽成形器对所施工长螺旋挤压入岩灌注桩进行桩头处理与桩帽施工；所述桩帽成形器包括对桩帽(2)进行成孔施工的桩帽成型钻头和带动所述桩帽成型钻头进行连续转动的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置位于所述桩帽成型钻头上方，所述桩帽成型钻头与所述旋转驱动装置进行传动连接；所述桩帽(2)包括上部桩帽段和下部桩帽段，所述上部桩帽段为圆台状，所述下部桩帽段为圆锥台状，所述下部桩帽段的直径由上至下逐渐减小且其上端直径与所述上部桩帽段的直径相同；所述桩帽(2)为灌注桩的桩帽，所述灌注桩的直径与所述下部桩帽段的下端直径相同；所述桩帽成型钻头包括能由上至下同轴套装在所述灌注桩的桩身(1)上的芯管(3)和由上至下布设在芯管(3)外侧壁上的螺旋叶片(4)，所述芯管(3)的内径不小于桩身(1)的直径；所述芯管(3)安装在所述旋转驱动装置上，所述芯管(3)与所述旋转驱动装置进行传动连接；所述芯管(3)的高度不小于桩帽(2)的高度，所述螺旋叶片(4)的高度与桩帽(2)的高度相同；所述芯管(3)分为上部节段和位于所述上部节段正下方的下部节段，所述上部节段和所述下部节段连接为一体，所述下部节段的高度与所述下部桩帽段的高度相同；所述螺旋叶片(4)分为布设在所述上部节段外侧的上部叶片和布设在所述下部节段外侧的下部叶片，所述上部叶片与所述下部叶片连接为一体；所述上部节段和所述上部叶片组成圆柱状钻头，所述圆柱状钻头的外径与所述上部桩帽段的直径相同，所述上部叶片的宽度由上至下均相同；所述下部节段和所述下部叶片组成圆锥台状钻头，所述圆锥台状钻头的上端外径与所述下部桩帽段的上端直径相同，所述圆锥台状钻头的下端外径与所述下部桩帽段的下端直径相同，所述下部叶片的宽度由上至下逐渐缩小；对所施工长螺旋挤压入岩灌注桩进行桩头处理与桩帽施工时，过程如下:步骤601、桩头处理：步骤五中所灌注混凝土初凝之前，根据预先设计的桩身(1)的顶部标高，将步骤二中所述钻孔内侧上部的多余混凝土取出；待所灌注混凝土终凝后，获得施工成型的桩身(1)；所述桩身(1)顶部至地面的高度为h，其中h小于桩帽(2)的高度；步骤602、桩帽成形器下钻形成桩帽土模：通过吊装设备将所述桩帽成形器吊装至所施工长螺旋挤压入岩灌注桩的桩位上，再开启所述旋转驱动装置并带动所述桩帽成型钻头由上向下钻进，获得施工成型且用于施工桩帽(2)的桩帽土模(15)；钻进完成后，关闭所述旋转驱动装置；步骤603、桩帽混凝土灌注施工：通过吊装设备将所述桩帽成形器向上提至桩帽土模(15)外侧，再向桩帽土模(15)内进行混凝土灌注施工，完成桩帽(2)的混凝土灌注施工过程；步骤604、桩帽成型：待步骤603中所灌注混凝土终凝后，获得施工成型的桩帽(2)，所述桩帽(2)位于桩身(1)的正上方且其与桩身(1)浇筑为一体。