本发明公开了一种岩层内超埋深试验桩施工方法，属于试验桩施工领域，本发明要解决的技术问题为灌注桩常遇到的复杂岩层成孔难、水下混凝土超灌标高无法精确控制、超深基坑底部静载检测作业条件受限、控制摩阻力影响承载检测，技术方案为：该方法如下：S1、施工准备；S2、超前钻勘探，建立岩面BIM模型；S3、定位及埋设护筒，并进行试验桩双套筒的制作与安放；S4、钻机就位，钻杆对中及垂直度调整；S5、土层钻孔、护壁以及岩层多级台阶式钻孔；S6、利用内外双控法进行钻杆垂直度监测；S7、根据步骤2进行钢筋笼的制作及抗浮构造安装，并吊放钢筋笼及安装超灌监测探头；S8、安放导管，采用气举反循环法二次清孔；S9、水下混凝土灌注及超灌高度监控。
1.一种岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，该方法是采用双套筒结构，利用外套筒抵抗土层压力，内套筒作为混凝土外模，隔离空桩部分桩身摩阻力，实现在深基坑开挖前准确检测有效桩身的承载力；再利用BIM技术将多个超前钻获得的土层参数组建岩层信息模型，预先确定桩长；再利用监测探头自动采集水下混凝土灌注过程中的技术参数并进行数据处理，动态监测灌注混凝土的高度，利用预先设定的限值，实现制动报警提示，指挥浇筑作业；具体如下：
S3、定位及埋设护筒，并进行试验桩双套筒的制作与安放；
S6、利用内外双控法进行钻杆垂直度监测，并完成孔底捞渣清孔及成孔验收；
S7、根据步骤2进行钢筋笼的制作及抗浮构造安装，并吊放钢筋笼及安装超灌监测探头；
S9、水下混凝土灌注及超灌高度监控，浇筑水下砼至超灌高度；
2.根据权利要求1所述的岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，所述步骤S2中超前钻勘探，建立岩面BIM模型具体如下：S201、针对起伏的岩面，一柱一桩采用五孔超前钻进行勘探；其中，五孔的分布为桩的中心布置一中心孔，其余四孔以中心孔为圆心成圆周分布；
S202、根据勘探技术参数，建立桩基础岩层BIM模型、工程地质BIM模型，绘制单桩岩面情况模型；
S203、根据岩层标高、物理性能，按照设计要求确定桩长。
3.根据权利要求1所述的岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，所述步骤S3定位及埋设护筒具体如下：
S301‑1、用全站仪测放桩位，用标桩做出标记；以桩位为中心，四个方向引出四个护筒控制点，控制点距离桩位中心点1.0倍桩径，并做好控制桩；
S301‑2、钻头中心对准桩心标桩挖除桩芯土，依据控制桩埋设护筒，让护筒外壁距离四个控制桩距离相等，使护筒中心与桩位中心重合。
4.根据权利要求1或2或3所述的岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，所述步骤S3中进行试验桩双套筒的制作与安放具体如下：S302‑1、双套筒制作：内套筒及外套筒均采用20mm钢板制作的螺纹焊管，材质Q345B；外套筒直径为（D+400）mm，长度为（H+300）mm，用于抵抗土体压力；内套筒直径为（D+200）mm，长度为（H+300+1500）mm，作为混凝土灌注的模板，内套筒外侧两端2.5m范围包裹油浸棉毡并做防滑动固定；其中，D表示试验桩直径；H表示基坑深度；
S302‑2、双套筒的安放：外套筒钻孔至基坑底标高，吊装外套筒并固定；内套筒钻孔深入坑底1m，吊放内套筒并固定；施工工艺具体为：（1）、钻直径为（D+400）mm的桩孔至基坑底标高；
（3）、钻直径为（D+200）mm的桩孔深入基坑底1.0m；
5.根据权利要求1所述的岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，所述步骤S4中钻机就位，钻杆对中及垂直度调整具体如下：S401、钻机就位前要求场地处理平整坚实，以满足施工垂直度要求，钻机按指定位置就位后，调整桅杆及钻杆的垂直度；
S403、在对完孔位后，启动定位系统，予以定位记忆；
S404、对中孔位后，钻机不得移位，钻臂也不得随意改变角度。
6.根据权利要求1所述的岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，所述步骤S5中土层钻孔、护壁具体如下：
S501、开钻前，用水准仪测量孔口护筒顶标高，以便控制钻进深度；
S502、钻进开始时，注意钻进速度，调整不同地层的钻速；
S503、在钻进过程中，保持泥浆面不得低于护筒顶400mm；
S504、提钻时，及时向孔内补浆，以保持泥浆面不得低于护筒顶400mm；
S505、钻进过程中，采用工程检测尺随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度；
步骤S5中岩层多级台阶式钻孔是根据钻斗高度，台阶竖向高度2m，台阶宽度200mm，台阶宽度与直径相差400mm。
7.根据权利要求1所述的岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，所述步骤S6中利用内外双控法进行钻杆垂直度监测具体措施如下：S601、钻杆垂直度控制严于规范，按0.5%控制；
S602、旋挖钻机驾驶室内的仪表盘，实时读取钻杆的垂直度，由操作人员根据仪表读数进行内控；
S603、由管理人员采用经纬仪，双向实行外控；当经纬仪跟踪监测发现有垂直度偏差后，再采用2mm靠尺精确测量垂直度偏差，发现问题及时调整。
8.根据权利要求1所述的岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，所述步骤S7中根据步骤2进行钢筋笼的制作及抗浮构造安装具体如下：在钢筋笼的底端加焊抗浮构造，抗浮构造采用钢板焊成十字形，十字形焊接在钢筋笼底部中心位置，位于导管口下方250mm处，混凝土灌注时产生的压力抵抗混凝土对钢筋笼的浮力。
9.根据权利要求1或8所述的岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，所述步骤S7中吊放钢筋笼及安装超灌监测探头具体如下：S701、钢筋笼采用履带吊安放进入桩孔，上端接近孔口时，在钢筋笼的上端安装混凝土超灌监测探头，使用专门卡扣固定；
S702、探头随钢筋笼的下放，由数据线与地面设备连接，数据线长度根据桩孔的深度确定；
S703、混凝土浇筑前，将设备调试好，确定混凝土高度的上限，操作步骤具体如下：①、钢筋笼下放顶端至孔口高度；
⑥、通过手机或电脑监控动态曲线波动，根据现实混凝土浇筑高度调整混凝土的供应量；
10.根据权利要求1所述的岩层内超埋深试验桩施工方法，其特征在于，所述步骤S9中水下混凝土灌注及超灌高度监控具体如下：S901、混凝土灌入料斗前，先使用塞子将料斗口封闭，直至料斗盛满，且下一车混凝土就位后，再使用吊车副钩将塞子拉开；
S902、首灌混凝土瞬间灌入桩底，泥浆面上升，并溢出桩孔；
S904、首灌混凝土一直位于混凝土面，由下而上顶升；注意事项如下：（一）、整个灌注过程，保证首灌混凝土的流动性时间控制，混凝土在场内不得滞留2小时；塌落度控制180‑220mm；
（二）、整个灌注过程中，始终保持导管位于混凝土面下2‑6m，提升导管时应有专人指挥掌握，避免钢筋骨架倾斜、位移；
（三）、灌注过程中，使用监测仪器随时监测混凝土面的标高，严格控制超灌高度为800‑
一种岩层内超埋深试验桩施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑基础开挖前试验桩施工领域，具体地说是一种岩层内超埋深试验桩施工方法。
背景技术
[0002] 试验桩是一种用于建筑施工前的试验测试装置，其目的在于检测桩基的承载力以及沉降量是否与设计相符，以保证建筑施工质量。试验桩一般都是在建筑基坑开挖前或者
开挖到槽底标高之前进行。
[0003] 随着大规模超高层和地下空间建设工程的不断增多，基础埋深也不断加大，类似工程的数量越来越多。随之，桩顶的埋置深度也不断加大，埋深达到25m的工程桩已经比较
常见。对于地面作业的超埋深灌注桩，有效桩身以上的空桩深度较大，尤其是岩层内的短桩
墩，空桩长度可达有效桩长的5倍以上。
[0004] 对于岩层内桩顶埋置较深的试验桩而言，须将桩身延伸至地面进行检测，空桩段会形成较大的摩阻力影响试桩承载力精确检测，且会加大检测加载的吨位，当加载吨位超
过30000KN时，现场实施较为困难。而且，对于复杂岩层内大直径灌注桩，还存在着岩面判别
不精准、混凝土灌注高度难把控、钢筋浮笼、入岩后钻头易损、桩孔垂直度偏差等问题。故如
何解决灌注桩常遇到的复杂岩层成孔难、水下混凝土超灌标高无法精确控制、超深基坑底
部静载检测作业条件受限、控制摩阻力影响承载检测的难题是目前亟待解决的技术问题。
[0005] 发明内容
[0006] 本发明的技术任务是提供一种岩层内超埋深试验桩施工方法，来解决灌注桩常遇到的复杂岩层成孔难、水下混凝土超灌标高无法精确控制、超深基坑底部静载检测作业条
件受限、控制摩阻力影响承载检测的问题。
[0007] 本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种岩层内超埋深试验桩施工方法，该方法是采用双套筒结构，利用外套筒抵抗土层压力，内套筒作为混凝土外模，隔离空桩部分
桩身摩阻力，实现在深基坑开挖前准确检测有效桩身的承载力；再利用BIM技术将多个超前
钻获得的土层参数组建岩层信息模型，预先确定桩长；再利用监测探头自动采集水下混凝
土灌注过程中的技术参数并进行数据处理，动态监测灌注混凝土的高度，利用预先设定的
限值，实现制动报警提示，指挥浇筑作业；具体如下：
[0008] S1、施工准备；
[0009] S2、超前钻勘探，建立岩面BIM模型；
[0010] S3、定位及埋设护筒，并进行试验桩双套筒的制作与安放；
[0011] S4、钻机就位，钻杆对中及垂直度调整；
[0012] S5、土层钻孔、护壁以及岩层多级台阶式钻孔；
[0013] S6、利用内外双控法进行钻杆垂直度监测，并完成孔底捞渣清孔及成孔验收；
[0014] S7、根据步骤2进行钢筋笼的制作及抗浮构造安装，并吊放钢筋笼及安装超灌监测探头；
[0015] S8、安放导管，采用气举反循环法二次清孔；
[0016] S9、水下混凝土灌注及超灌高度监控，浇筑水下砼至超灌高度；
[0017] S10、回收传感器探头及信号线。
[0018] 作为优选，所述步骤S2中超前钻勘探，建立岩面BIM模型具体如下：
[0019] S201、针对起伏的岩面，一柱一桩的φ2.8m桩采用五孔超前钻进行勘探；其中，五孔的分布为桩的中心布置一中心孔，其余四孔以中心孔为圆心成圆周分布；
[0020] 针对普通桩，实行一桩多孔勘探；
[0021] S202、根据勘探技术参数，建立桩基础岩层BIM模型、工程地质BIM模型，绘制单桩岩面情况模型；
[0022] S203、根据岩层标高、物理性能，按照设计要求确定桩长。
[0023] 作为优选，所述步骤S3定位及埋设护筒具体如下：
[0024] S301‑1、用全站仪测放桩位，用标桩做出标记；以桩位为中心，四个方向引出四个护筒控制点，控制点距离桩位中心点1.0倍桩径，并做好控制桩；
[0025] S301‑2、钻头中心对准桩心标桩挖除桩芯土（即护筒深度），依据控制桩埋设护筒，让护筒外壁距离四个控制桩距离相等，使护筒中心与桩位中心重合。
[0026] 更优地，所述步骤S3中进行试验桩双套筒的制作与安放具体如下：
[0027] S302‑1、双套筒制作：内套筒及外套筒均采用20mm钢板制作的螺纹焊管，材质Q345B；外套筒直径为（D+400）mm，长度为（H+300）mm，用于抵抗土体压力；内套筒直径为（D+
200）mm，长度为（H+300+1500）mm，作为混凝土灌注的模板，内套筒外侧两端2.5m范围包裹油
浸棉毡并做防滑动固定；其中，D表示试验桩直径；H表示基坑深度；
[0028] S302‑2、双套筒的安放：外套筒钻孔至基坑底标高，吊装外套筒并固定；内套筒钻孔深入坑底1m，吊放内套筒并固定；施工工艺具体为：
[0029] （1）、钻直径为（D+400）mm的桩孔至基坑底标高；
[0030] （2）、吊装固定外套筒；
[0031] （3）、钻直径为（D+200）mm的桩孔深入基坑底1.0m；
[0032] （4）、内套筒两端2.5m范围包裹浸油棉毡；
[0033] （5）、吊装安放固定内套筒；
[0034] （6）、钻直径为D的桩孔至桩底；
[0035] （7）、进行后续灌注桩的施工。
[0036] 作为优选，所述步骤S4中钻机就位，钻杆对中及垂直度调整具体如下：
[0037] S401、钻机就位前要求场地处理平整坚实，以满足施工垂直度要求，钻机按指定位置就位后，须在技术人员指导下，调整桅杆及钻杆的垂直度；
[0038] S402、对准孔位时，采用十字交叉法对中孔位；
[0039] S403、在对完孔位后，启动定位系统，予以定位记忆；
[0040] S404、对中孔位后，钻机不得移位，钻臂也不得随意改变角度。
[0041] 作为优选，所述步骤S5中土层钻孔、护壁具体如下：
[0042] S501、开钻前，用水准仪测量孔口护筒顶标高，以便控制钻进深度；
[0043] S502、钻进开始时，注意钻进速度，调整不同地层的钻速；
[0044] S503、在钻进过程中，保持泥浆面不得低于护筒顶400mm；
[0045] S504、提钻时，及时向孔内补浆，以保持泥浆面不得低于护筒顶400mm；
[0046] S505、钻进过程中，采用工程检测尺随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度；
[0047] 步骤S5中岩层多级台阶式钻孔是根据钻斗高度，台阶竖向高度2m，台阶宽度200mm，台阶宽度与直径相差400mm。
[0048] 作为优选，所述步骤S6中利用内外双控法进行钻杆垂直度监测具体措施如下：
[0049] S601、钻杆垂直度控制严于规范，按0.5%控制；
[0050] S602、旋挖钻机驾驶室内的仪表盘，实时读取钻杆的垂直度，由操作人员根据仪表读数进行内控；
[0051] S603、由管理人员采用经纬仪，双向实行外控；当经纬仪跟踪监测发现有垂直度偏差后，再采用2mm靠尺精确测量垂直度偏差，发现问题及时调整。
[0052] 作为优选，所述步骤S7中根据步骤2进行钢筋笼的制作及抗浮构造安装具体如下：
[0053] 在钢筋笼的底端加焊抗浮构造，抗浮构造采用钢板焊成十字形，两条长500mm宽150mm的钢板十字形焊接，十字形焊接在钢筋笼底部中心位置，位于导管口下方250mm处，混
凝土灌注时产生的压力抵抗混凝土对钢筋笼的浮力。
[0054] 作为优选，所述步骤S7中吊放钢筋笼及安装超灌监测探头具体如下：
[0055] S701、钢筋笼采用履带吊安放进入桩孔，上端接近孔口时，在钢筋笼的上端安装混凝土超灌监测探头，使用专门卡扣固定；
[0056] S702、探头随钢筋笼的下放，由数据线与地面设备连接，数据线长度根据桩孔的深度确定；
[0057] S703、混凝土浇筑前，将设备调试好，确定混凝土高度的上限，操作步骤具体如下：
[0058] ①、钢筋笼下放顶端至孔口高度；
[0059] ②、安装监测探头及数据线；
[0060] ③、连接和调试设备；
[0061] ④、设置设计标高上下限；
[0062] ⑤、灌注混凝土；
[0063] ⑥、通过手机或电脑监控动态曲线波动，根据现实混凝土浇筑高度调整混凝土的供应量；
[0064] ⑦、曲线升至上限即混凝土至超过高度；
[0065] ⑧、拆除回收探头和数据线（灌注结束）。
[0066] 作为优选，所述步骤S9中水下混凝土灌注及超灌高度监控具体如下：
[0067] S901、混凝土灌入料斗前，先使用塞子将料斗口封闭，直至料斗盛满，且下一车混凝土就位后，再使用吊车副钩将塞子拉开；
[0068] S902、首灌混凝土瞬间灌入桩底，泥浆面上升，并溢出桩孔；
[0069] S903、启动泥浆泵，将泥浆送至泥浆储备池；
[0070] S904、首灌混凝土一直位于混凝土面，由下而上顶升；注意事项如下：
[0071] （一）、整个灌注过程，保证首灌混凝土的流动性时间控制，混凝土在场内不得滞留2小时；塌落度控制180‑220mm；
[0072] （二）、整个灌注过程中，始终保持导管位于混凝土面下2‑6m，提升导管时应有专人指挥掌握，避免钢筋骨架倾斜、位移；
[0073] （三）、灌注过程中，使用监测仪器随时监测混凝土面的标高，严格控制超灌高度为800‑1000mm，确保有效桩长和保证桩头的高度。
[0074] 本发明的岩层内超埋深试验桩施工方法具有以下优点：
[0075] （一）本发明改进了施工工艺、采用新设备、新软件，结合BIM技术应用，解决了类似桩基工程遇到的诸多难题，在提高试验桩质量，确保检测结果的准确性、保障安全生产、加
快施工速度、降低经济成本等方面，极具推广应用价值；
[0076] （二）本发明采用双套筒隔离桩侧土压力，消除空桩摩阻力施工技术，解决了岩层内超埋深、坑底无静载检测条件、承载力较大灌注静载检测的困难，避免“折算扣除法”引起
的检测误差，既能为设计提供精确的技术参数，又能降低检测时的加载重量；双套筒包括外
套筒和内套筒，利用外套筒抵抗土层压力，内套筒作为混凝土外模的原理，隔离空桩部分桩
身摩阻力，实现在深基坑开挖前准确检测有效桩身的承载力，解决了大吨位静载试验的困
难；
[0077] （三）本发明应用多孔超前钻建立BIM岩面模型技术，解决了因岩面起伏引起的无法精准判别岩面标高的问题，在施工前准确、直观地掌握了场地内地下岩层分布情况，这不
但有利于保证桩底标高、桩长，提前预制钢筋笼，提高质量加快进度，也有利于钻孔入岩、土
石方工程量的准确核算；
[0078] （四）本发明通过监测探头实现信息化监控水下混凝土灌注高度施工技术，通过预埋在钢筋笼上的监测探头采集水下混凝土灌注过程中的信息，利用软件分析出混凝土灌注
高度，跟踪监测、形成动态曲线，达到预定的限制后自动报警，实现对混凝土供应量及灌注
高度的精确控制，保证桩顶标高，降低混凝土损耗。
[0079] （五）对于岩层内大直径灌注桩，采用岩石层台阶式钻孔工艺，解决了设备扭矩不足的问题，加快了施工进度，降低了设备损耗、提高了成孔质量；
[0080] （六）本发明利用钢筋笼自平衡抗浮构造，实现混凝土和钢筋笼自重抵消混凝土浮力，实现钢筋笼受力平衡，解决了灌注桩的浮笼问题，杜绝了钢筋笼上浮现象；
[0081] （七）本发明的外套筒与内套筒之间的缝隙采用柔性填充物，即降低摩擦力又保证内外套筒能同心；本发明的双套筒施工工艺采用内外套筒分两次安装，也可以根据现场条
件先将双套筒先预制拼装好，实行一次性吊装入孔；本发明的双套筒两端采用柔性材料填
封，上端有环形盖板，实施性更强，效果更好。
附图说明
[0082] 下面结合附图对本发明进一步说明。
[0083] 附图1为岩层内超埋深试验桩施工方法的流程框图；
[0084] 附图2为桩基础岩层勘探布点平面示意图；
[0085] 附图3为地下岩层BIM模型的立体示意图；
[0086] 附图4为单桩岩层剖面示意图；
[0087] 附图5为试验桩双套筒构造图；
[0088] 附图6为附图5中沿A‑A线的剖视图
[0089] 附图7为试验桩双套筒施工工艺的流程框图；
[0090] 附图8为直径2.8m试验桩台阶式钻孔施工工艺的流程框图；
[0091] 附图9为监测探头安装示意图；
[0092] 附图10为混凝土超灌监控曲线示意图。
[0093] 图中：1、内套筒，2、外套筒，3、填充层（油浸棉毡），4、环形盖板，5、支撑耳板，6、密封盖板，7、信号导线，8、桩孔，9、钢筋笼，10、传感器探头，11、卡扣。
具体实施方式
[0094] 参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种岩层内超埋深试验桩施工方法作以下详细地说明。
[0095] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置
关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具
有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第
一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0096] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。
[0097] 实施例：
[0098] 附图1所示，本发明的岩层内超埋深试验桩施工方法, 一种岩层内超埋深试验桩施工方法，该方法是采用双套筒结构，利用外套筒抵抗土层压力，内套筒作为混凝土外模，
隔离空桩部分桩身摩阻力，实现在深基坑开挖前准确检测有效桩身的承载力；再利用BIM技
术将多个超前钻获得的土层参数组建岩层信息模型，预先确定桩长；再利用监测探头自动
采集水下混凝土灌注过程中的技术参数并进行数据处理，动态监测灌注混凝土的高度，利
用预先设定的限值，实现制动报警提示，指挥浇筑作业；具体如下：
[0099] S1、施工准备；具体要求如下：
[0100] S101、按设计规范及场地情况，做好方案编制、审批及交底的技术准备工作；
[0101] S102、按照方案要求，做好机械设备、工程材料、施工机具、劳动力的资源准备；
[0102] S103、做好“三通一平”、污水排放、生产设施及周边设施保护的现场准备工作；
[0103] S2、超前钻勘探，建立岩面BIM模型；具体如下：
[0104] S201、针对起伏的岩面，一柱一桩的φ2.8m桩采用五孔超前钻进行勘探；其中，五孔的分布为桩的中心布置一中心孔，其余四孔以中心孔为圆心成圆周分布，如附图2所示；
[0105] 针对普通桩，实行一桩多孔勘探；
[0106] S202、根据勘探技术参数，建立桩基础岩层BIM模型、工程地质BIM模型，绘制单桩岩面情况模型，如附图3所示；其中，单桩岩层剖面示意如附图4所示；
[0107] S203、根据岩层标高、物理性能，按照设计要求确定桩长。
[0108] S3、定位及埋设护筒，并进行试验桩双套筒的制作与安放；其中，定位及埋设护筒具体如下：
[0109] S301‑1、用全站仪测放桩位，用标桩做出标记；以桩位为中心，四个方向引出四个护筒控制点，控制点距离桩位中心点1.0倍桩径，并做好控制桩；
[0110] S301‑2、钻头中心对准桩心标桩挖除桩芯土（即护筒深度），依据控制桩埋设护筒，让护筒外壁距离四个控制桩距离相等，使护筒中心与桩位中心重合。
[0111] 如附图5和6所示，进行试验桩双套筒的制作与安放具体如下：
[0112] S302‑1、双套筒制作：双套筒包括内套筒1，内套筒外侧套接有外套筒2，内套筒1和外套筒2之间设有填充层3，填充层3采用油浸棉毡。内套筒1上端焊接有环形盖板4，环形盖
板4上焊接有支撑耳板5。外套筒2上端安装有密封盖板6，密封盖板6与内套筒1焊接连接且
设有加劲肋板；密封盖板6的尺寸为12*300*周长。内套筒1及外套筒2均采用20mm钢板制作
的螺纹焊管，材质Q345B；外套筒2直径为（D+400）mm，长度为（H+300）mm，用于抵抗土体压力；
内套筒1直径为（D+200）mm，长度为（H+300+1500）mm，作为混凝土灌注的模板，内套筒1外侧
两端2.5m范围包裹油浸棉毡并做防滑动固定；其中，D表示试验桩直径；H表示基坑深度；
[0113] S302‑2、双套筒的安放：外套筒2钻孔至基坑底标高，吊装外套筒2并固定；内套筒1钻孔深入坑底1m，吊放内套筒1并固定；如附图7所示，施工工艺具体为：钻直径为D+400mm的
桩孔至基坑底标高→吊装固定外套筒2→钻直径为D+200mm的桩孔深入基坑底1.0m→内套
筒1包裹浸油棉毡→吊装安放固定内套筒1→钻直径为D的桩孔至桩底→进行后续灌注桩的
施工。
[0114] S4、钻机就位，钻杆对中及垂直度调整；具体如下：
[0115] S401、钻机就位前要求场地处理平整坚实，以满足施工垂直度要求，钻机按指定位置就位后，须在技术人员指导下，调整桅杆及钻杆的垂直度；
[0116] S402、对准孔位时，采用十字交叉法对中孔位；
[0117] S403、在对完孔位后，启动定位系统，予以定位记忆；
[0118] S404、对中孔位后，钻机不得移位，钻臂也不得随意改变角度。
[0119] S5、土层钻孔、护壁以及岩层多级台阶式钻孔；其中，土层钻孔、护壁具体如下：
[0120] S501、开钻前，用水准仪测量孔口护筒顶标高，以便控制钻进深度；
[0121] S502、钻进开始时，注意钻进速度，调整不同地层的钻速；
[0122] S503、在钻进过程中，保持泥浆面不得低于护筒顶400mm；
[0123] S504、提钻时，及时向孔内补浆，以保持泥浆面不得低于护筒顶400mm；
[0124] S505、钻进过程中，采用工程检测尺随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度；
[0125] 因桩孔过大，旋挖钻机的钻头入岩后，若直接采用大直径的钻斗一次钻进成孔，不但严重伤害金刚钻头，而且也远远超过钻机的扭矩，钻杆不能转动。为此采用岩层多级台阶
式钻孔，根据钻斗高度，台阶竖向高度2m，台阶宽度200mm，台阶宽度与直径相差400mm。如附
图8所示，以φ2.8m桩为例，其具体实施步骤如下：直径1.2m钻斗钻进岩石6m→1.6m钻斗钻
进4m→2.0m钻斗钻进4m→2.4m钻斗钻进2m→2.8m钻斗钻进2m→直径1.2m钻斗钻孔至桩底
→1.6m钻斗钻至桩底→2.0m钻斗钻孔至桩底→2.4m钻斗钻孔至桩底→2.8m钻斗钻孔至桩
底。
[0126] S6、利用内外双控法进行钻杆垂直度监测，并完成孔底捞渣清孔及成孔验收；由于工程桩埋设达26m，若按规范控制钻杆垂直度为1%，不考虑定位偏差时桩位偏差就达到了
260mm，按照规范桩位允许偏差为100+260=360mm，形成较大的偏心承载。若不严格控制过程
中的垂直度，还会造成更大的偏心受力。施工过程中采用内外双控的具体措施如下：
[0127] S601、钻杆垂直度控制严于规范，按0.5%控制；
[0128] S602、旋挖钻机驾驶室内的仪表盘，实时读取钻杆的垂直度，由操作人员根据仪表读数进行内控；
[0129] S603、由管理人员采用经纬仪，双向实行外控；当经纬仪跟踪监测发现有垂直度偏差后，再采用2mm靠尺精确测量垂直度偏差，发现问题及时调整。
[0130] S7、根据步骤2进行钢筋笼的制作及抗浮构造安装，并吊放钢筋笼及安装超灌监测探头；其中，钢筋笼的制作及抗浮构造安装具体如下：
[0131] 桩孔深度达33m，但是桩长仅4‑5m，钢筋笼重量轻，在水下混凝土浇筑过程中，容易产生浮笼现象。为了防止浮笼，在钢筋笼的底端加焊抗浮构造，抗浮构造采用钢板焊成十字
形，两条长500mm宽150mm的钢板十字形焊接，十字形焊接在钢筋笼底部中心位置，位于导管
口下方250mm处，混凝土灌注时产生的压力抵抗混凝土对钢筋笼的浮力。
[0132] 吊放钢筋笼及安装超灌监测探头具体如下：
[0133] S701、钢筋笼9采用履带吊安放进入桩孔8，上端接近孔口时，在钢筋笼9的上端安装混凝土超灌监测传感器探头10，使用卡扣11固定，如附图9所示；
[0134] S702、探头随钢筋笼的下放，由信号导线7与地面设备连接，信号导线7长度根据桩孔8的深度确定；
[0135] S703、混凝土浇筑前，将设备调试好，确定混凝土高度的上限，操作步骤具体如下：钢筋笼9下放顶端至孔口高度→安装监测传感器探头10及信号导线7→连接和调试设备→
设置设计标高上下限→灌注混凝土→通过手机或电脑监控动态曲线波动，根据现实混凝土
浇筑高度调整混凝土的供应量→曲线升至上限即混凝土至超过高度→拆除回收传感器探
头10和信号导线7（灌注结束）。
[0136] S8、安放导管，采用气举反循环法二次清孔；
[0137] S9、水下混凝土灌注及超灌高度监控，如附图10所示，浇筑水下砼至超灌高度；具体如下：
[0138] S901、混凝土灌入料斗前，先使用塞子将料斗口封闭，直至料斗盛满，且下一车混凝土就位后，再使用吊车副钩将塞子拉开；
[0139] S902、首灌混凝土瞬间灌入桩底，泥浆面上升，并溢出桩孔；
[0140] S903、启动泥浆泵，将泥浆送至泥浆储备池；
[0141] S904、首灌混凝土一直位于混凝土面，由下而上顶升；注意事项如下：
[0142] （一）、整个灌注过程，保证首灌混凝土的流动性时间控制，混凝土在场内不得滞留2小时；塌落度控制180‑220mm；
[0143] （二）、整个灌注过程中，始终保持导管位于混凝土面下2‑6m，提升导管时应有专人指挥掌握，避免钢筋骨架倾斜、位移；
[0144] （三）、灌注过程中，使用监测仪器随时监测混凝土面的标高，严格控制超灌高度为800‑1000mm，确保有效桩长和保证桩头的高度。
[0145] S10、回收传感器探头及信号线。
[0146] 本发明在宝安人民医院项目运用中，将创新技术推广应用到桩基施工，降低混凝土、钢筋原材料损耗2%，降低设备损耗、金刚钻头、柴油损耗20%，工期提前78天，节约成本
428万。在酷派大厦项目通过本发明的创新技术运用，工期提前32天，节约成本合计162万
元。在深圳五矿金融大厦项目通过本发明的创新技术运用，提前工期38天，节约成本208万
元。
[0147] 本发明为类似工程的施工开创了一种全新的施工工艺和技术方法，充分体现了建筑科技发展以项目实体为依托的示范作用，具有良好的社会效益。
[0148] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。
