(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105442532 A (43)申请公布日 2016.03.30
(21)申请号 201510800739.5(22)申请日 2015.11.19
(71)申请人杭州江润科技有限公司
地址310015 浙江省杭州市拱墅区万达商业
中心3幢3单元1901室(72)发明人王新泉
(74)专利代理机构杭州金道专利代理有限公司
33246
代理人黎双华(51)Int.Cl.
E02D 5/44(2006.01)E02D 5/66(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图3页
(54)发明名称
桩头扩大钻孔灌注桩施工方法(57)摘要
本发明涉及桩头扩大钻孔灌注桩施工方法，主要包括施工准备、制作双钢管护筒、埋设双钢管护筒、泥浆制备、成孔清孔、吊放钢筋笼、浇筑水下混凝土、桩头处理等步骤。本发明施工方便，能灵活引导泥浆的排放与超灌混凝土的资源化利用，不仅省略了后期的截桩工序，避免了后期截桩造成的桩身破坏，而且施工速度快，成本大大降低。
C N 1 0 5 4 4 2 5 3 2 ACN 105442532 A
权 利 要 求 书
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1.桩头扩大钻孔灌注桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：1) 施工准备：施工前应对施工场地进行平整，合理布置施工便道和施工顺序，根据桩基图纸对各个桩的位置进行定位并做好标记；
2) 制作双钢管护筒：双钢护筒主要由内钢管护筒和外钢管护筒组成，内钢管护筒为圆柱形，护筒中部开设有对称分布的4个流溢孔，在流溢孔下方设有闭合环限位板；外钢管护筒呈圆锥形，主要由顶板、底板、闭合环、肋板、定位环板和下切板组成，顶板上设置顶板开口，底板与外钢管护筒铰接，定位环板位于底板上部，下切板位于底板下部，闭合环由两个半圆形钢板组成，通过肋板与外钢管护筒相连，闭合环另一端设置有用于穿过插杆的对接孔；
3) 埋设双钢管护筒：根据定位开挖护筒基坑，基坑直径比外钢管护筒外径略小，双钢管护筒挤压埋入，流溢孔的位置刚好位于桩顶标高附近，双钢管护筒埋设完成后周边用粘土夯填密实，夯实过程中随时检查护筒的平面位置，如有偏位立即调整，直至其外部夯实、护筒平稳；
4）泥浆制备：在粘性土中用原土造浆，成孔时在孔中注入清水，钻机旋转时切削的土屑与水旋拌，形成泥浆；
5) 成孔清孔：旋挖成孔利用动力头转动镶嵌有斗齿的钻头切削土体，钻进过程中，采用泥浆护壁钻进工艺；收集泥浆时，拔出插杆，泥浆通过内钢管护筒上的流溢孔流入外钢管护筒，然后通过顶板开口排入泥浆运输设备；清孔完成后，插入插杆关闭闭合环；
6) 吊放钢筋笼：钢筋笼制作完成后，采用吊车安放，下放时保证钢筋笼垂直，严禁摆动碰撞孔壁；
7) 浇筑水下混凝土：灌注水下混凝土采用导管法，将密封连接的钢管作为混凝土输送的通道，隔离环境水使其不与混凝土接触；浇筑混凝土时，应保持较深导管，降低混凝土灌注速度；当混凝土面进入钢筋笼骨架底口4m以上时，提高导管，减少导管的埋置深度，灌注过程中，控制导管口的埋置深度为2m~6m；
8) 桩头处理：混凝土超灌约1m后，拔出插杆打开闭合环，超灌部分混凝土全部流出形成扩大桩头，拔出外钢管护筒，若扩大桩头标高未到桩顶标高时，采用散落的混凝土或土体进行填实，最后拔出内钢管护筒。
2.根据权利要求1所述的桩头扩大钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤2中流溢孔的位置设置在桩顶标高处。
3.根据权利要求1所述的桩头扩大钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤2中流溢孔高度为100mm。
4.根据权利要求1所述的桩头扩大钻孔灌注桩施工方法，其特征在于步骤2中闭合环与肋板铰接。
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CN 105442532 A
说 明 书
桩头扩大钻孔灌注桩施工方法
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技术领域
[0001]本发明涉及一种桩头扩大钻孔灌注桩施工方法，属于地基处理工程领域，适用于建筑物地基处理，桩基施工。背景技术
[0002]目前工程中常用的钻孔灌注桩有两种形式，泥浆护壁钻孔灌注桩和套管式钻孔灌注桩。泥浆护壁钻孔灌注桩施工是通过钻机定位安装后，在所需钻孔位置埋设护筒防止孔壁坍塌，钻孔时运用泥浆保护孔壁，钻孔完毕后进行清孔、放置钢筋笼、浇筑混凝土、混凝土
套管式钻孔灌注桩施工通过钻孔机定位安装，压入钢套养护、对超灌部分混凝土进行截桩。
管后进行钻孔，通过钢套管进行护壁，套管式钻孔灌注桩无需进行清孔工序，但套管式钻孔灌注桩施工浇筑完毕后仍需对超灌部分的混凝土进行截桩。[0003]钻孔灌注桩施工噪音小，适用于建造大直径桩，且受地形影响小；但钻孔灌注桩成桩质量受施工影响大，混凝土质量难控制，桩身浇筑工序完成后需对超灌部分进行截桩容易对桩身造成破坏，桩头处理费工费时。[0004]综上所述，虽然现有的钻孔灌注桩在适宜的工程条件下取得了较好的施工效果，但现有的钻孔灌注桩施工方法需对桩头进行处理，费工费时。鉴于此，根据目前工程实际需要和技术条件，亟需发明一种施工方便，环境影响小，能有效避免截桩的新型钻孔灌注桩的施工方法。
发明内容
[0005]本发明的目的在于提高浇筑钻孔灌注桩的混凝土利用率，减少对超灌部分桩头处理，在钻孔灌注桩浇筑时避免形成超灌部分，可省去桩头超灌部分截桩工序。[0006]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
桩头扩大钻孔灌注桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：1) 施工准备：施工前应对施工场地进行平整，合理布置施工便道和施工顺序，根据桩基图纸对各个桩的位置进行定位并做好标记；
2) 制作双钢管护筒：双钢护筒主要由内钢管护筒和外钢管护筒组成，内钢管护筒为圆柱形，护筒中部开设有对称分布的4个流溢孔，在流溢孔下方设有闭合环限位板；外钢管护筒呈圆锥形，主要由顶板、底板、闭合环、肋板、定位环板和下切板组成，顶板上设置顶板开口，底板与外钢管护筒铰接，定位环板位于底板上部，下切板位于底板下部，闭合环由两个半圆形钢板组成，通过肋板与外钢管护筒相连，闭合环另一端设置有用于穿过插杆的对接孔；
3) 埋设双钢管护筒：根据定位开挖护筒基坑，基坑直径比外钢管护筒外径略小，双钢管护筒挤压埋入，流溢孔的位置刚好位于桩顶标高附近，双钢管护筒埋设完成后周边用粘土夯填密实，夯实过程中随时检查护筒的平面位置，如有偏位立即调整，直至其外部夯实、护筒平稳；
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说 明 书
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4）泥浆制备：在粘性土中用原土造浆，成孔时在孔中注入清水，钻机旋转时切削的土屑与水旋拌，形成泥浆；
5) 成孔清孔：旋挖成孔利用动力头转动镶嵌有斗齿的钻头切削土体，钻进过程中，采用泥浆护壁钻进工艺；收集泥浆时，拔出插杆，泥浆通过内钢管护筒上的流溢孔流入外钢管护筒，然后通过顶板开口排入泥浆运输设备；清孔完成后，插入插杆关闭闭合环；
6) 吊放钢筋笼：钢筋笼制作完成后，采用吊车安放，下放时保证钢筋笼垂直，严禁摆动碰撞孔壁；
7) 浇筑水下混凝土：灌注水下混凝土采用导管法，将密封连接的钢管作为混凝土输送的通道，隔离环境水使其不与混凝土接触；浇筑混凝土时，应保持较深导管，降低混凝土灌注速度；当混凝土面进入钢筋笼骨架底口4m以上时，提高导管，减少导管的埋置深度，灌注过程中，控制导管口的埋置深度为2m~6m；
8) 桩头处理：混凝土超灌约1m后，拔出插杆打开闭合环，超灌部分混凝土全部流出形成扩大桩头，拔出外钢管护筒，若扩大桩头标高未到桩顶标高时，采用散落的混凝土或土体进行填实，最后拔出内钢管护筒。[0007]进一步地，步骤2中流溢孔的位置设置在桩顶标高处；流溢孔高度为100mm。[0008]闭合环与肋板铰接，通过插杆的拔出实现闭合环的开合。[0009]本发明具有以下的特点和有益效果：
（1）本发明采用双钢管护筒，内钢管护筒上设置有流溢孔，流溢孔位于桩顶标高处，闭合环开合后，将超灌部分混凝土从内钢管护筒排到外钢管护筒挤扩形成的空腔内形成扩大桩头，不仅省略了后期的截桩工序，避免了后期截桩造成的桩身破坏，而且施工速度快。[0010]（2）混凝土灌注过程中，挤压出的泥浆，先通过内钢管护筒流注采用双钢管护筒，孔流入外钢管护筒，再排入泥浆运输设备，收集泥浆十分方便，避免泥浆在地表溢流造成的泥浆污染。[0011]（3）闭合环由两个半圆形钢板通过肋板与外钢管护筒相连，另一端设置对接孔与插杆相通，通过插杆的插拔实现闭合环的开闭。能灵活引导泥浆的排放与超灌混凝土的流入。
附图说明
[0012]图1是桩头扩大钻孔灌注桩双层钢护筒装置立体图；
图2是桩头扩大钻孔灌注桩双层钢护筒装置内钢管护筒图；图3是桩头扩大钻孔灌注桩双层钢护筒装置外钢管护筒截面图；图4是桩头扩大钻孔灌注桩施工断面图；图5是桩头扩大钻孔灌注桩成桩图；图6 是本发明施工工艺流程图；图中：1-内钢管护筒，2-外钢管护筒，3-插杆，4-顶板开口，5-对接孔，6-闭合环，7-肋板，8-闭合环限位板，9-顶板，10-底板,11-定位环板，12-下切板，13-流溢孔，14-钢筋，15-PVC套管，16-混凝土，17-泥浆，18-地基土，19-扩大桩头，20-桩身。具体实施方式
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CN 105442532 A[0013]
说 明 书
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如图1所示，桩头扩大钻孔灌注桩双层钢护筒施工装置主要由内钢管护筒1和外钢
管护筒2组成。根据图2所示，内钢管护筒1为圆柱形，内径为600mm，选用12mm厚，强度等级为Q235热轧卷板卷制而成。内钢管护筒1管壁上沿环周开设有对称分布的4个流溢孔13，开孔高度为100mm，流溢孔附近相应的有4个闭合环限位板8用来给闭合环定位。[0014]参照图1与图3所示，外钢管护筒2呈圆锥形，采用强度等级为Q235，厚度为15mm的热轧卷板卷制、焊接而成。外钢管护筒主要由顶板9、底板10、闭合环6、肋板7、定位环板11、下切板12、对接孔5和插杆3组成。顶板9直径为1400mm，内径与内钢管护筒的外径相同，顶板9上设有一个顶板开口4，便于插杆3的插拔以及泥浆设备对泥浆的收集。底板10与外钢管护筒2铰接，底板10直径为1000mm，内径与内钢管护筒1的外径相同。定位环板11为圆环形板，宽度为100mm，位于底板10上部，作用是在水平方向限制底板10的运动，下切板12沿外钢管护筒2的角度焊接，用于外钢管护筒埋设时下切土体。闭合环6由两个半圆形钢板通过肋板7与外钢管护筒2相连，肋板7采用热轧钢板，厚12mm，强度等级为Q345。闭合环6内径与内钢管护筒的外径相同，另一端设置对接孔5与插杆3相通，插杆3上部直径大于底部直径，闭合环6通过插杆3的插拔实现闭合环6的开合。
[0015]利用振动锤将内钢管护筒1打设就位，清理内钢管护筒1，确保流溢孔13位于桩顶设计标高处，埋设外钢管护筒2，外钢管护筒2通过闭合环限位板8定位，复核钢管护筒的垂
内外钢管护筒打设完毕后，采用常规方式进行钻孔灌注桩施工。直度及稳定性。
[0016]钻孔灌注桩钻孔后，如图4所示拔出插杆3打开闭合环6，泥浆17就顺着内钢管护筒1的流溢孔13流到外钢管护筒挤压形成的空腔内，打开顶板9上的顶板开口4用泥浆设备处理泥浆17。泥浆处理完成后，插入插杆3关闭闭合环6进行下一步工序。[0017]图5表示的是桩头扩大钻孔灌注桩成桩图，超灌部分灌注桩混凝土16浇筑完成后，的混凝土在桩顶形成扩大桩头19，当超灌部分混凝土不够时，利用施工现场散落的混凝土进行填实。施工过程中，桩顶设计标高以上的钢筋14上套上PVC套管保护钢筋。[0018]图6 是本发明施工工艺流程图；桩头扩大钻孔灌注桩施工方法，包括以下步骤：
1) 施工准备：施工前应对施工场地进行平整，合理布置施工便道和施工顺序，，根据桩基图纸对各个桩的位置进行定位并做好标记。[0019]2) 制作双钢管护筒；
3) 埋设双钢管护筒：根据定位开挖护筒基坑，基坑直径应比外钢管护筒2外径略小，双钢管护筒挤压埋入，流溢孔13的位置刚好位于桩顶标高附近，护筒埋设完成后周边用粘土夯填密实，夯实过程中随时检查护筒的平面位置，如有偏位立即调整，直至其外部夯实、护筒平稳。[0020]4）泥浆制备：在粘性土中用原土造浆，成孔时在孔中注入清水，钻机旋转时切削的土屑与水旋拌，形成泥浆；在其他土体中泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土；制备泥浆时应根据施工机械、施工工艺及穿越土层的土质等情况进行配比设计。[0021]5) 成孔清孔：旋挖成孔利用动力头转动镶嵌有斗齿的钻头切削土体，钻进过程中，采用泥浆护壁钻进工艺。收集泥浆时，拔出插杆3，泥浆17通过内钢管护筒1上的流溢孔13流入外钢管护筒2，然后通过顶板开口4排入泥浆运输设备。清孔完成后，插入插杆关闭闭合环。
[0022]6) 吊放钢筋笼：钢筋笼制作完成后，采用吊车安放，下放时保证钢筋笼垂直，严禁
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摆动碰撞孔壁。
[0023]7) 浇筑水下混凝土：灌注水下混凝土采用导管法，将密封连接的钢管作为混凝土输送的通道，隔离环境水使其不与混凝土接触。浇筑混凝土时，应保持较深导管，降低混凝土灌注速度；当混凝土面进入钢筋笼骨架底口4m以上时，提高导管，减少导管的埋置深度，灌注过程中，控制导管口的埋置深度为2m~6m。[0024]8) 桩头处理：混凝土超灌约1m后，拔出插杆打开闭合环，超灌部分混凝土全部流出形成扩大桩头，拔出外钢管护筒，若扩大桩头标高未到桩顶标高时，采用散落的混凝土或土体进行填实，最后拔出内钢管护筒。
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