高压旋喷引孔静压桩施工方法

摘要

本发明公开了一种高压旋喷引孔静压桩施工方法，其技术方案要点是：包括如下步骤：S1：在待打桩地面上铺设砂砾，将砂砾摊平至各处厚度均匀；S2：向摊铺砂砾处的中间位置缓慢匀速倾倒清水；S3：待清水渗透至砂砾表面无积水后，晾干15~30min，直至砂砾表面水分蒸发；S4：扫除待打桩地面上的砂砾，将常规钻机的钻头放置于待打桩地面处，打出凹陷；S5：撤去常规钻机，在常规钻机所钻出的凹陷处，就位高压旋喷钻机，由高压旋喷钻机施钻；S6：高压旋喷钻机在施钻至预期深度的其中一段后，停钻并提钻，对钻头和所打出的桩孔进行泥沙清理；S7：再次将高压旋喷钻机伸入桩孔，重复喷钻；S8：静压桩机就位，将桩体压入桩孔内。

权利要求

1.一种高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：在待打桩地面上铺设砂砾，将砂砾摊平至各处厚度均匀；

S2：向摊铺砂砾处的中间位置缓慢匀速倾倒清水；

S3：待清水渗透至砂砾表面无积水后，晾干15 30min，直至砂砾表面水分蒸发；

~

S4：扫除待打桩地面上的砂砾，将钻机A的钻头放置于待打桩地面处，打出凹陷；

S5：撤去钻机A，在钻机A所钻出的凹陷处，就位高压旋喷钻机，由高压旋喷钻机施钻；

S6：高压旋喷钻机在施钻至预期深度的其中一段后，停钻并提钻，对钻头和所打出的桩孔进行泥沙清理；

S7：再次将高压旋喷钻机伸入桩孔，重复喷钻；

S8：静压桩机就位，将桩体压入桩孔内。

2.根据权利要求1所述的高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：砂砾摊平后所占面积小于桩孔的预估面积。

3.根据权利要求2所述的高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：向摊铺砂砾处倾倒清水时，以清水蔓延范围为基准，当清水在土壤中蔓延的外轮廓超出所铺砂砾的外轮廓时，停止倒水。

4.根据权利要求3所述的高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：保持摊铺砂砾处空旷通风，且砂砾表面承受零压力。

5.根据权利要求4所述的高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：扫除砂砾时，将砂砾从摊铺砂砾的中心处扫向砂砾摊铺的外缘轮廓处，且将砂砾呈圆周形堆放放置。

6.根据权利要求5所述的高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：步骤S4中，钻机A的钻头尺寸大于高压旋喷钻机的钻头尺寸。

7.根据权利要求6所述的高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：步骤S4中，在钻机A打出的凹陷处手动挖掘，使凹陷处的纵剖面呈锥形，锥形的大端与地面共面。

8.根据权利要求7所述的高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：高压旋喷钻机在喷钻过程中，每下钻500mm 800mm，对钻头进行泥沙清理一次。

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9.根据权利要求8所述的高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：静压机压桩过程包括如下步骤：S1：静压桩第一阶段：将注浆导管预埋在预制桩的空心内腔中，在预制桩两端有一定的预留长度，预制桩插入泥土的一端预留注浆孔，本阶段中，注浆孔中为空腔；

S2：静压桩第二阶段：配制注浆液，侧桩注浆液采用水灰比为1:1的水泥浆，另添加10%膨润土和适当的缓凝剂，桩端注浆液采用水灰比为1:1的纯水泥浆；

S3：启动注浆泵开始注浆，注入侧桩注浆液，实行边注浆边压桩，在预制桩压入过程中注浆的浆液量必须能包裹桩身形成一定厚度的泥浆膜，直至预制桩压入到持力层后开始换成桩端注浆液；

S4：静压桩第三阶段：注入桩端注浆液，边压桩边注浆，注入直到预制桩注浆量达设计注浆量或产生一定压力时停止注浆，使桩端能形成一定的扩大头，注浆结束，静压沉桩施工完毕。

10.根据权利要求9所述的高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：在钻机A打出的凹陷处回填土壤，将凹陷处的空处填满且压实。

说明书

高压旋喷引孔静压桩施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及打桩工法，特别涉及一种高压旋喷引孔静压桩施工方法。

背景技术

[0002] 行业中常见的打桩工法为静压桩法，这种施工方法的优点在于避免了锤击打桩产生的振动、噪音，故被广泛应用在工业和民用建筑中。这些建筑物所处地域不同，地质有所差别，在一些坚硬土层，例如砂层、粉砂层处，会在产生明显的挤土效应的同时，难以穿透坚硬土层。

[0003] 目前，公开号为CN101929158A的中国专利公开了一种静压桩高压旋喷引孔施工方法，它的施工步骤如下：先钻孔就位，再将高压旋喷钻机喷出低压水流，当高压旋喷钻机下钻至硬隔层后，增大喷水压力，钻至标高后停钻；提出钻头后由静压机送桩。

[0004] 这种静压桩高压旋喷引孔施工方式在施工过程中，直接将旋喷钻机放置于地面上进行喷钻，容易在地表溅出大量混合着喷出液体的泥浆，阻碍操作。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种高压旋喷引孔静压桩施工方法，能够使施工环境更为整洁。

[0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

[0007] 一种高压旋喷引孔静压桩施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

[0008] S1：在待打桩地面上铺设砂砾，将砂砾摊平至各处厚度均匀；

[0009] S2：向摊铺砂砾处的中间位置缓慢匀速倾倒清水；

[0010] S3：待清水渗透至砂砾表面无积水后，晾干15 30min，直至砂砾表面水分蒸发；~

[0011] S4：扫除待打桩地面上的砂砾，将钻机A的钻头放置于待打桩地面处，打出凹陷；

[0012] S5：撤去钻机A，在钻机A所钻出的凹陷处，就位高压旋喷钻机，由高压旋喷钻机施钻；

[0013] S6：高压旋喷钻机在施钻至预期深度的其中一段后，停钻并提钻，对钻头和所打出的桩孔进行泥沙清理；

[0014] S7：再次将高压旋喷钻机伸入桩孔，重复喷钻；

[0015] S8：静压桩机就位，将桩体压入桩孔内。

[0016] 通过采用上述技术方案，采用高压旋喷钻机钻孔时，喷出的液体混合被钻动的土壤，容易形成飞溅的泥浆。将砂砾摊铺在待打桩地面上后，砂砾由于吸水性差，水分都渗入泥土中，使泥土变得松软、湿润，湿润的泥土在施工过程中，不易扬起尘土，尽量保持环境整洁。而泥土在吸收水分的过程中，有一段晾干的时间，在此时间内，砂砾中的水分蒸发的同时，土壤中的水分继续渗透，使得土壤中的水分吸收得更均匀；若没有此缓冲的晾干时间，土壤局部容易积淤水分造成泥浆、局部尚且未被渗透。砂砾的均匀摊铺能够使蒸发过程中，砂砾各处的蒸发程度趋于相等。被清水浸润过的土壤在初步钻孔时更为省力；在待打桩地面上打出凹陷后，再采用高压旋喷钻机进行喷钻时，既能够由凹陷处提供更为准确的下钻位置，凹陷处的侧壁还能够抵挡部分泥浆溅出。而凹陷由于深度浅、土质已经被水泡得软烂，即便在平地上打孔，操作难度也不大。高压旋喷钻机在钻孔过程中，由于土质被水先泡软，故而相较于传统的直接采用高压旋喷钻机钻孔的方式，这种先向土壤浇水的方式能够事先降低土壤硬度，使钻头在钻孔过程中所受阻力更小，更加不容易发生晃动，使得所钻出的孔的位置精度更高。

[0017] 进一步设置：砂砾摊平后所占面积小于桩孔的预估面积。

[0018] 通过采用上述技术方案，向砂砾处浇水时，水流沿着泥土同时水平方向扩散、竖直方向扩散。若砂砾摊平面积太大，则泥土被水浸泡的情况被砂砾阻挡，难以看清水流的蔓延状况，若水量过多，则泥土被浸泡后，软烂面积太大，在钻孔的过程中容易带动桩孔周围的泥土，使桩孔的内壁形状不稳定，在后续静压桩的过程中难以限位桩体。而减少渗水量后，桩孔周围的泥土还能够保持形状，使桩体不易松动。

[0019] 进一步设置：向摊铺砂砾处倾倒清水时，以清水蔓延范围为基准，当清水在土壤中蔓延的外轮廓超出所铺砂砾的外轮廓时，停止倒水。

[0020] 通过采用上述技术方案，能够有效控制清水对土壤的浸泡范围，使得土壤不至于太过软烂，能够容纳工人站立、对桩体能够起到支撑作用。

[0021] 进一步设置：保持摊铺砂砾处空旷通风，且砂砾表面承受零压力。

[0022] 通过采用上述技术方案，在等待水分从砂砾间隙内蒸发的过程中，砂砾表面各处蒸发速度趋于相等；若砂砾表面受到压力，则受压力处的泥土凹陷，被压力压实，相较于其他部位尚未受到压力处，水分更难蒸发，易形成局部水分积淤，积淤处受到钻孔力时，容易溅起泥浆。砂砾表面不受压力能够降低此情况的发生概率。

[0023] 进一步设置：扫除砂砾时，将砂砾从摊铺砂砾的中心处扫向砂砾摊铺的外缘轮廓处，且将砂砾呈圆周形堆放放置。

[0024] 通过采用上述技术方案，砂砾堆放后，在原先的地面凹陷的基础上，增高了阻挡泥浆溅出的阻碍物的高度，使得泥浆溅出阻碍物的可能性更低。

[0025] 进一步设置：钻机A的钻头尺寸大于高压旋喷钻机的钻头尺寸。

[0026] 通过采用上述技术方案，钻机A先施工，所钻出的孔径大于高压旋喷钻机所钻出的孔径。当高压旋喷钻机工作时，能够始终落在钻机A先钻出的凹陷处。同时，后续下桩的过程中，桩体从凹陷处进入桩孔，凹陷处的直径更大，能够便于将桩体对准安装。

[0027] 进一步设置：在钻机A打出的凹陷处手动挖掘，使凹陷处的纵剖面呈锥形，锥形的大端与地面共面。

[0028] 通过采用上述技术方案，凹陷处呈锥形设置后，其口部面积增大，使得桩体下落时更容易对准位置。同时，倾斜面相较于直接采用钻机A打出的竖直面，具有更稳定的结构，不易坍塌。

[0029] 进一步设置：高压旋喷钻机在喷钻过程中，每下钻500mm 800mm，对钻头进行泥沙~清理一次。

[0030] 通过采用上述技术方案，若没有定期清理，则高压旋喷钻机的钻头上长期积累泥沙，当堆积至泥沙掉落时，散落的泥沙掉在新打出的坑洞内，容易再次将坑洞堵塞。

[0031] 进一步设置：静压机压桩过程包括如下步骤：

[0032] S1：静压桩第一阶段：将注浆导管预埋在预制桩的空心内腔中，在预制桩两端有一定的预留长度，预制桩插入泥土的一端预留注浆孔，本阶段中，注浆孔中为空腔；

[0033] S2：静压桩第二阶段：配制注浆液，侧桩注浆液采用水灰比为1:1的水泥浆，另添加10%膨润土和适当的缓凝剂，桩端注浆液采用水灰比为1:1的纯水泥浆；

[0034] S3：启动注浆泵开始注浆，注入侧桩注浆液，实行边注浆边压桩，在预制桩压入过程中注浆的浆液量必须能包裹桩身形成一定厚度的泥浆膜，直至预制桩压入到持力层后开始换成桩端注浆液；

[0035] S4：静压桩第三阶段：注入桩端注浆液，边压桩边注浆，注入直到预制桩注浆量达设计注浆量或产生一定压力时停止注浆，使桩端能形成一定的扩大头，注浆结束，静压沉桩施工完毕。

[0036] 通过采用上述技术方案，这种压桩方法完全避免了锤击打桩所产生的振动、噪音和污染，具有无噪音、无振动、无冲击力、无污染等优点；注浆又能够使桩体与外界泥土连接更紧密，同时还能使桩端形成扩大头后，整体重心位于扩大头处，使桩体更稳定。

[0037] 作为优选，在钻机A打出的凹陷处回填土壤，将凹陷处的空处填满且压实。

[0038] 通过采用上述技术方案，填土的过程中，由于后填的泥土和原先的泥土相贴，对泥土进行压实的过程中，不仅是后填的泥土被压实，原先的泥土也被压紧，故埋在泥土里的桩体也同时被泥土压得更紧。

[0039] 综上所述，本发明具有以下有益效果：

[0040] 1、钻孔时，不易溅出大量泥浆；

[0041] 2、桩体在施工过程中和施工完成后，均能够受到有效限位；

[0042] 3、钻机在钻孔过程中，土质先被处理至软烂状态，钻头所受阻力小，不易发生晃动。

具体实施方式

[0043] 实施例1：一种高压旋喷引孔静压桩施工方法，适用于需穿越硬性粘土、砂土层或亚砂土层等土层的静压桩沉桩施工。包括如下步骤：

[0044] S1：在待打桩地面上铺设砂砾，将砂砾摊平至各处厚度均匀；

[0045] 该步骤中，砂砾摊平后所占面积小于桩孔的预估面积。

[0046] S2：向摊铺砂砾处的中间位置缓慢匀速倾倒清水；

[0047] 该步骤中，先采用全站仪或极坐标方法测定桩位，确保每根桩的位置使用自喷漆标识，应力求准确，并进行复核，保证桩孔中心位移偏差小于50mm。向摊铺砂砾处倾倒清水时，以清水蔓延范围为基准，当清水在土壤中蔓延的外轮廓超出所铺砂砾的外轮廓时，停止倒水。

[0048] S3：待清水渗透至砂砾表面无积水后，晾干15 30min，直至砂砾表面水分蒸发；~

[0049] 该步骤中，保持摊铺砂砾处空旷通风，且砂砾表面不承受任何压力。

[0050] S4：扫除待打桩地面上的砂砾，将钻机A的钻头放置于待打桩地面处，打出凹陷；

[0051] 该步骤中，扫除砂砾时，将砂砾从摊铺砂砾的中心处扫向砂砾摊铺的外缘轮廓处，且将砂砾呈圆周形堆放放置。移动钻机A到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1% 1.5%。~

[0052] S5：撤去钻机A，在钻机A所钻出的凹陷处，就位高压旋喷钻机，由高压旋喷钻机施钻；

[0053] 该步骤中，钻机A的钻头尺寸大于高压旋喷钻机的钻头尺寸。并且在钻机A打出的凹陷处手动挖掘，使凹陷处的纵剖面呈锥形，锥形的大端与地面共面。具体操作时，移动旋喷钻机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1% 1.5%。钻机就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，~压力是否正常。按常规施工顺序施工，尽可能不走回头路，以免地基复压后，造成静压桩机下沉；每根桩放线两次，第一次高压旋喷前放桩位，第二次在旋喷完成后静压机施压前放桩位，不得成批量施放桩位，避免静压机行走中对桩体挤压移位。

[0054] 钻机就位准确后，开始进行高压旋喷下施钻。桩位上部以少喷水和不喷水为原则向下施钻，泵送压力值设为10MPa左右，下钻至坚硬土层标高后，增大压力泵压力值（25MPa）进行喷清水，旋转速度为20 25r/min，以便坚硬土层中形成一个直径同桩径的饱和扰动体，~钻至设计标高后停钻。

[0055] S6：高压旋喷钻机在施钻至预期深度的其中一段后，停钻并提钻，对钻头和所打出的桩孔进行泥沙清理；

[0056] 该步骤的目的是通过高压旋喷引水对桩位土层进行扰动，在坚硬土层（如粉土层、砂层、粉砂层）处形成饱和扰动体，减少静压沉桩的端阻力与侧阻力；在该步骤中，高压旋喷钻机在喷钻过程中，每下钻500mm 800mm，对钻头进行泥沙清理一次。及时采用导管或导槽~把带出的泥、水及时清理干净。本实施例中，高压旋喷钻机每下钻500mm提钻清理一次。

[0057] 提钻过程中，泵送压力应减少，但始终保持开启状态，一面钻头堵塞；减小喷水量，拆卸标准节，将标准节码放在钻机边的钻杆堆放架上，以免着地管内进砂，堵塞喷头。

[0058] S7：再次将高压旋喷钻机伸入桩孔，重复喷钻；

[0059] 高压旋喷钻机施钻完成后，及时移走，保证施工场地平整，且当天引孔完毕的桩孔，静压桩机应当天沉桩完毕，严禁隔夜施工。

[0060] S8：静压桩机就位，将桩体压入桩孔内。

[0061] 压桩机在1.5h内完成就位，然后用吊车将桩吊起，送入桩机夹持器夹孔，使桩尖对准桩位，然后调平桩机，使桩身竖直，严格控制在桩身垂直度偏差≤0.5％，确保桩体轴心受压，桩尖对位偏差≤20㎜，无误后再对中、进行压桩施工。

[0062] 静压桩机的压桩过程包括如下步骤：

[0063] S1：静压桩第一阶段：将注浆导管预埋在预制桩的空心内腔中，在预制桩两端有一定的预留长度，预制桩插入泥土的一端预留注浆孔，本阶段中，注浆孔中为空腔；

[0064] 在预制桩上端依次连接注浆压力表、注浆泵、注浆罐和浆液搅拌机，下端通过导浆分叉管在桩尖锥壁形成注浆孔，注浆孔出口向上与水平面呈20°25°角，导浆分叉管采用钢~管制成，在桩尖平面内均匀对称分布，浇铸在锥角为60°的预制桩尖内，预制桩尖要与桩径和外形相匹配，桩尖的结构为圆锥体桩尖。

[0065] 桩机就位后将桩吊放入压桩机内，启动液压夹头夹紧桩身并对准桩位中心、调直，然后开始压桩，在静压沉桩第一阶段无需注浆。每次沉桩高度为一个压桩行程，反复往下沉桩，完成第一节桩的沉桩过程；然后用焊接接桩，再重复第二节、第三节等的沉桩过程，从而完成一根桩的施工过程。对中后桩的垂直度的调节以及施工过程中桩的垂直度的控制由桩机指挥及主机操作员一起完成。

[0066] 压桩过程中控制桩身偏移不超过规范。一旦发现桩身有明显偏移趋势，必须立即停止施压措施（填石块、枕木等阻止桩位偏移）后，再重新压桩，压桩时油压表读数为主控制；按设计要求接桩时，采用焊接接头，避免桩尖接近硬土层中接桩。

[0067] S2：静压桩第二阶段：配制注浆液，侧桩注浆液采用水灰比为1:1的水泥浆，另添加10%膨润土和适当的缓凝剂，桩端注浆液采用水灰比为1:1的纯水泥浆；

[0068] S3：启动注浆泵开始注浆，注入侧桩注浆液，实行边注浆边压桩，在预制桩压入过程中注浆的浆液量必须能包裹桩身形成一定厚度的泥浆膜，直至预制桩压入到持力层后开始换成桩端注浆液；

[0069] S4：静压桩第三阶段：注入桩端注浆液，边压桩边注浆，注入直到预制桩注浆量达设计注浆量或产生一定压力时停止注浆，使桩端能形成一定的扩大头。

[0070] 注浆结束、静压沉桩施工完毕后，在钻机A打出的凹陷处回填土壤，将凹陷处的空处填满且压实。

[0071] 整体工作原理为：

[0072] 高压旋喷引水对桩位土层进行扰动减少静压沉桩的阻力而后在静压桩沉桩至饱和扰动体时，开始注入侧桩注浆液，利用浆液的固化时效特点，加固桩侧土，待桩尖达到设计深度后，对桩端再继续注入桩端注浆液，使桩端形成注浆扩大头，提高了桩端承载力，施工工艺简单，沉桩效果好。

[0073] 上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。