岩溶地区人工挖孔桩及施工方法转让专利
申请号 : CN202011644757.6
文献号 : CN112796306B
文献日 : 2022-02-22
发明人 : 王新泉 , 阙逸琛 , 刁红国 , 崔允亮
申请人 : 浙大城市学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种岩溶地区人工挖孔桩,其特征在于:包括搭接式现浇混凝土护壁支模体系、无填充物溶洞可拆式内撑模板空腔浇灌填洞结构、封盖、填塞水袋小直径微差爆破技术组装整体式装药结构及其防护体系、以及防晃动提渣筒;
所述搭接式现浇混凝土护壁支模体系包括焊接钢条(54)、钢条插口(56)、钢板(53)和横向支撑钢条(51);钢板(53)之间通过搭接钢条(52)搭接,其接缝处通过焊接钢条(54)进行固定,横向支撑钢条(51)插入钢板(53)内侧的钢条插口(56)中形成支撑结构;钢条插口(56)通过模板抓手(55)连接搭接钢条(52)内侧;
所述无填充物溶洞可拆式内撑模板空腔浇灌填洞结构包括洞内临时支撑木板(26)、木棒(30)、桩侧支撑木板(27)、渣土(33)和速凝混凝土;溶洞内设有洞内临时支撑木板(26),木棒(30)一端通过螺钉(28)固定在临时支撑木板(26)上,靠近桩一端设有桩侧支撑木板(27),木棒(30)另一端通过螺钉(28)与桩侧支撑木板(27)固定,在桩侧支撑木板(27)内外侧堆放有渣土(33),洞内临时支撑木板(26)处浇筑速凝混凝土(31);
在最下段护壁的顶部设有一封盖,该封盖由四块木质环框(35)和中心钢板(38)组成,中心钢板(38)中间设有注浆孔(37)和出气孔(39),出气孔焊有密目钢丝网(40),木质环框和中心钢板之间均通过螺栓(36)连接;
所述填塞水袋小直径微差爆破技术组装整体式装药结构及其防护体系,PVC管(43)内依次设置水袋(44)、炸药(46)、水袋(44)和炮泥(47),炸药(46)内设有雷管(45),组成装药结构;在最下方的护壁段的顶部设有一防护网,该防护网由四块木质环框(35)和密目钢丝网(40)组成,木质环框(35)和密目钢丝网(40)通过螺栓(36)连接,木质环框与护壁间塞入橡胶条(42);雷管(45)外接导火线(48);
所述防晃动提渣筒包括吊环(18)、弹簧(21)、自锁桶梁(19)、自锁卡扣(20)以及提渣桶身(16),所述自锁桶梁安装在弹簧(21)上部,自锁卡扣(20)和回旋钢条(23)焊接在提渣桶桶口外侧,自锁桶梁(19)下缘与自锁卡扣(20)和回旋钢条(23)相配合。
2.一种如权利要求1所述的岩溶地区人工挖孔桩的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、现场测放桩孔位置,桩孔周边设置若干根保护木桩,采用竖直模板进行支模;
浇筑混凝土完成第一节护壁施工,并在孔口安装锁口固定钢筋(8)和中心桩位校准钢钉;
步骤二、安装卷扬机(1)、配重块(13)、爬梯(25)、孔口排水管固定环(14)、电机(12)、排水软管(6)、排水钢管(7)、和抽水泵(5);
步骤三、孔口开挖下节,开挖前采用排水软管(6)接长排水钢管(7);开挖完成后,拼接钢模板,将搭接钢条(52)插入预留的搭接缝中,四块钢板(53)拼接成护壁支模;随后将横向支撑钢条(51)分别插入钢条插口(56);通过孔口校准点对支模体系进行校准垂直度,当发现木板的垂直度有偏差时,在钢模板底部加垫渣土或石块进行调整;调整完毕后,向模板外侧浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度后拆模;
步骤四、人工开挖的渣土通过防晃动提渣筒转移到地面;提渣桶中渣土填充到2/3后,将自锁桶梁(19)往下按压至回旋钢条(23)处,随即将自锁桶梁(19)旋扭至自锁卡扣(20)处,提渣桶往上提升;倾倒渣土时,将自锁桶梁(19)从自锁卡扣(20)反向旋扭,自锁桶梁(19)回弹至提渣桶顶部,此时将渣桶内渣土进行倾倒;
步骤五、遇无填充物溶洞(2),先采用风镐凿除溶洞顶板,随后根据现场溶洞的形状大小拼接洞内临时支撑木板(26),拼接完成后采用螺钉(28)将木棒(30)和洞内临时支撑木板(26)进行固定;将洞内临时支撑木板(26)通过木棒(30)放置在溶洞内部,放置完成后采用螺钉(28)将桩侧支撑木板(27)与木棒(30)进行固定,在桩侧支撑木板(27)的两侧堆放渣土(33);随后向洞内临时支撑木板(26)浇灌速凝混凝土(31)至一定坡度的堆积体;在混凝土达到一定强度后,拆除桩侧支撑木板(27),并采用手持式切割机将洞内木棒(30)切割;未完全封闭的孔隙进行补浇混凝土以封闭溶洞;随后重复上述步骤三、四采用搭接式现浇混凝土护壁支模体系进行支模、浇筑混凝土,直至达到人工挖孔桩的设计深度;
步骤六、遇填充有流质泥浆的溶洞时,在已完成施工的最后一环护壁之上安装顶部封盖,安装四块木质环框(35),分别采用螺栓(36)进行固定,完成后在木质环框(35)和混凝土护壁(3)间塞入橡胶条(42),再安装中心钢板(38),中心钢板带有注浆孔(37)以及焊接有密目钢丝网(40)的出气孔(39);随后下放注浆管至溶洞底部,向溶洞内喷射含有丙烯酸盐单体的水泥;顶部封盖使得在浆液翻浆至封盖时,浆液向两边填充,从而使得溶洞内被浆液充分填充,待浆液凝结后通过冲击钻再进行开挖,重复步骤三、四,直至达到人工挖孔桩的设计深度;
步骤七、遇孤石时,首先清理孤石顶部渣土,随后采用风钻钻取炮眼和空孔,根据勘察资料确定装药量,在地面预先按照水袋(44)、炸药(46)、雷管(45)、水袋(44)和炮泥(47)的装药结构将炸药绑好,起爆网络采用簇联方式联接,并用导爆管将起爆雷管引至地表;孤石爆破防护体系设置在已完成施工的最后一环护壁之上,首先将两块木质环框拼接,随后将密目钢丝网通过螺栓安装在木质环框内,最后用螺栓将四块木质环框拼接在一起,完成后在木质环框和护壁间塞入橡胶条。
说明书 :
岩溶地区人工挖孔桩及施工方法
技术领域
背景技术
钻机钻孔、沉井基础等成桩方式要低得多。但是当遇到岩溶地质时,人工挖孔桩的施工过程
中便出现了诸如桩垂直度偏差、空腔溶洞填充浪费大量混凝土、溶洞含有流质泥浆化学注
浆填充不完全、孤石爆破对孔口内临时设施破坏等工程技术问题。
在这样的背景下开发而成的,应用于实际人工挖孔桩的施工中必将产生较好的经济社会效
益。
发明内容
施以及提渣桶在提升过程中晃动出现落渣等问题,提出一种岩溶地区人工挖孔桩及施工方
法。
结构及其防护体系、以及防晃动提渣筒;
板内侧的钢条插口中形成支撑结构;
固定在临时支撑木板上,靠近桩一端设有桩侧支撑木板,木棒另一端通过螺钉与桩侧支撑
木板固定,在桩侧支撑木板内外侧堆放有渣土,洞内临时支撑木板处浇筑速凝混凝土;
螺栓连接;
部设有一防护网,该防护网由四块木质环框和密目钢丝网组成,木质环框和密目钢丝网通
过螺栓连接,木质环框与护壁间塞入橡胶条;
卡扣和回旋钢条相配合。
别插入钢条插口;通过孔口校准点对支模体系进行校准垂直度,当发现木板的垂直度有偏
差时,在钢模板底部加垫渣土或石块进行调整;调整完毕后,向模板外侧浇筑混凝土,待混
凝土达到一定强度后拆模;
升;倾倒渣土时,将自锁桶梁从自锁卡扣反向旋扭,自锁桶梁回弹至提渣桶顶部,此时将渣
桶内渣土进行倾倒;
洞内临时支撑木板通过木棒放置在溶洞内部,放置完成后采用螺钉将桩侧支撑木板与木棒
进行固定,在桩侧支撑木板的两侧堆放渣土;随后向洞内临时支撑木板浇灌速凝混凝土至
一定坡度的堆积体;在混凝土达到一定强度后,拆除桩侧支撑木板,并采用手持式切割机将
洞内木棒切割;未完全封闭的孔隙进行补浇混凝土以封闭溶洞;随后重复上述步骤三、四采
用搭接式现浇混凝土护壁支模体系进行支模、浇筑混凝土,直至达到人工挖孔桩的设计深
度;
入橡胶条,再安装中心钢板,中心钢板带有注浆孔以及焊接有密目钢丝网的出气孔;随后下
放注浆管至溶洞底部,向溶洞内喷射含有丙烯酸盐单体的水泥;顶部封盖使得在浆液翻浆
至封盖时,浆液向两边填充,从而使得溶洞内被浆液充分填充,待浆液凝结后通过冲击钻再
进行开挖,重复步骤三、四,直至达到人工挖孔桩的设计深度;
好,起爆网络采用簇联方式联接,并用导爆管将起爆雷管引至地表;孤石爆破防护体系设置
在已完成施工的最后一环护壁之上,首先将两块木质环框拼接,随后将密目钢丝网通过螺
栓安装在木质环框内,最后用螺栓将四块木质环框拼接在一起,完成后在木质环框和护壁
间塞入橡胶条。
近距离的顶部防护网,防止飞石对孔内的临时设施的破坏。
附图说明
轮,12.电机,13.配重块,14.孔口排水管固定环,15.排水钢管接头,16.提渣桶身,17.安全
扣,18.吊环,19.自锁桶梁,20.自锁卡扣,21.弹簧,22.桶梁,23.回旋钢条,24.喉箍,25.爬
梯,26.洞内临时支撑木板,27.桩侧支撑木板,28.螺钉,29.隔渣罩,30.木棒,31.速凝混凝
土,32.集水坑,33.渣土,34.第二排水软管,35.木质环框,36.螺栓,37.注浆孔,38.中心钢
板,39.出气孔,40.密目钢丝网,41.孤石,42.橡胶条,43.PVC管,44.水袋,45.雷管,46.炸
药,47.炮泥,48.导火线,49.空孔,50.炮孔,51.横向支撑钢条,52.搭接钢条,53.钢板,54.
焊接钢条,55.模板抓手,56.钢条插口,57.上部支撑钢条,58.下部支撑钢条。
具体实施方式
可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围
内。
顶部封闭静压化学喷射灌浆、填塞水袋小直径微差爆破技术组装整体式装药结构及其防护
体系、孔口定型化吊架地下水动态抽排系统、防晃动提渣筒等体系,搭接式现浇混凝土护壁
支模体系采用钢材焊接定型化钢模板,无填充物溶洞采用采用可拆式内撑木模板临时支撑
混凝土填塞溶洞,溶洞填充物流质泥浆溶洞采用侧壁顶部封闭静压化学喷射灌浆,孤石爆
破采用填塞水袋小直径微差爆破技术组装整体式装药结构其防护体系,孔口定型化吊架地
下水动态抽排系统用于孔内快速排水,并且便于后期的拆除,防晃动提渣筒采用双桶梁提
高提渣桶提升过程中的稳定性;本发明涉及的体系具有良好的安全性,施工效率高,可适应
人工挖孔桩在岩溶地区不同溶洞类型的优点,具有较好的经济技术效益。
及其防护体系、防晃动提渣筒;
支撑钢条51插入钢板53内侧的钢条插口56中形成支撑结构;钢条插口56通过模板抓手55连
接搭接钢条52内侧;孔口开挖完成后,采用四块搭接式钢模板进行混凝土护壁支模,不同钢
模板接缝处采用焊接钢条54进行固定。同时钢模板内侧设有钢条插口56,钢模板安放完成
后,通过上下共四根支撑钢条57、58进行孔口护壁支模垂直度的校准。
一端通过螺钉28固定在临时支撑木板26上,靠近桩一端设有桩侧支撑木板27,木棒30另一
端通过螺钉28与桩侧支撑木板27固定,在桩侧支撑木板27内外侧堆放有渣土33,洞内临时
支撑木板26处浇筑速凝混凝土31;人工挖孔桩遇无填充物溶洞时,依据溶洞大小切割洞内
临时支撑木板26,采用螺钉28将木棒30将牢牢固定在洞内临时支撑木板26上,将洞内临时
支撑木板26放入到溶洞一定深度内,靠近桩一端安设桩侧支撑木板27,将木棒的另一端用
螺钉28与桩侧支撑木板27进行固定,安装完成后,在桩侧支撑木板27内外侧堆放少量渣土
33以保证溶洞的整个临时支撑体系稳定性。向洞内临时支撑木板26浇筑速凝混凝土31,将
混凝土垒呈一定坡度,待混凝土达到一定强度时,拆除桩侧固定的木板27和木棒30。
板之间均通过螺栓36连接;人工挖孔桩遇填充物为流质泥浆溶洞时,在桩身已完成最下段
护壁的顶部安设一封盖。
组成装药结构;在最下方的护壁段的顶部设有一防护网,该防护网由四块木质环框35和密
目钢丝网40组成,木质环框35和密目钢丝网40通过螺栓36连接,木质环框与护壁间塞入橡
胶条42;人工挖孔桩遇孤石时,采用填塞水袋小直径微差爆破技术组装整体式装药结构及
其防护体系。外壳采用PVC管43,雷管为非电毫秒雷管,炸药采用乳化炸药。炮眼现场依据孤
石的大小确定装药量,预先在地面制作好,待炮眼钻孔完成后,将做好的炸药一把塞入炮
眼,起爆网络采用簇联方式联接,并用导爆管将起爆雷管引至地表。在桩身已完成最下方的
护壁段的顶部安设一防护网,该防护网由四块木质环框和密目钢丝网组成,木质环框之间
和密目钢丝网采用螺栓连接。同时木质环框与护壁塞入橡胶条减震。
锁桶梁19下缘与自锁卡扣20和回旋钢条23相配合。当提渣桶完成渣土装填后,将自锁桶梁
向下按压至回旋钢条23,随后旋扭至自锁卡扣20处固定。
微差爆破技术组装整体式装药结构及其防护体系、孔口定型化吊架地下水动态抽排系统、
防晃动提渣筒等体系。
板突出的搭接钢条插入邻块模板预留的插削缝中;随后将水平向支撑钢条分别插入钢条插
口中,通过上下两十字交叉进行校准垂直度。
的形状,切割木板组成溶洞内临时支撑板,并用螺钉将木棒和临时支撑木板固定;随后将桩
侧木板与木棒分别用螺钉连接,连接好后在桩侧木板两侧堆放一定的渣土对桩侧支撑木板
进行固定;向洞内临时支撑木板喷射速凝混凝土,垒呈一定的坡度;待混凝土初凝后,去除
渣土、拆除桩侧临时支撑木板切割木棒。根据溶洞封堵的情况,进行进一步的胶管混凝土封
堵溶洞。
学喷射灌浆;顶部封盖设置在已完成施工的最后一环护壁之上,首先安装四块木质环框,分
别采用螺栓进行固定,完成后在环框和护壁间塞入橡胶条,再安装中心钢板,中心钢板带有
注浆孔、焊接密目钢丝网的出气孔。
孤石时,首先清理孤石顶部渣土,随后采用风钻钻取炮眼和空孔,根据勘察资料确定装药
量,在地面预先按照水袋、炸药、雷管、水袋和炮泥的装药结构将炸药绑好,起爆网络采用簇
联方式联接,并用导爆管将起爆雷管引至地表。孤石爆破防护体系设置在已完成施工的最
后一环护壁之上,首先将两块木质环框拼接,随后将密目钢丝网通过螺栓安装在木质环框
下,最后用螺栓将两大块环框拼接在一起,完成后在环框和护壁间塞入橡胶条。
9,排水钢管7通过孔口排水管固定环14固定在孔口定型化吊架9上,孔口定型化吊架9上部
设有锁口固定钢筋8用于固定排水钢管7,排水钢管7上端连接第一排水软管6,第一排水软
管6连接抽水泵5。排水钢管7下端连接第二排水软管34,第二排水软管34设置隔渣罩29并位
于集水坑32中。
装置通过弹簧提供竖向力。使用时将自锁桶梁往下按压至回旋钢条处,随即将自锁桶梁旋
扭至自锁卡扣处,提高对提渣桶的水平向的约束。
固定钢筋和中心桩位校准钢钉;
壁支模。随后将横向支撑钢条分别插入钢条插口56,上下各成一十字。通过孔口校准点对支
模体系进行校准垂直度,当发现木板的垂直度有偏差时,在钢模板底部加垫渣土或石块进
行调整。调整完毕后,向模板外侧浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度后拆模。
渣桶往上提升。倾倒渣土时,将自锁桶梁19从自锁卡扣20反向旋扭,自锁桶梁19回弹至提渣
桶顶部,此时将渣桶内渣土进行倾倒。
定。将临时支撑木板26通过木棒30放置在溶洞内部,放置完成后采用螺钉28将桩侧木板27
与木棒30进行固定,在桩侧木板27的两侧堆放一定量的渣土33,以达到固定两块木板的作
用。随后向洞内临时支撑木板浇灌速凝混凝土31至一定坡度的堆积体。在混凝土达到一定
强度后,拆除桩侧支撑木板27,并采用手持式切割机将洞内木棒30尽量切割。未完全封闭的
孔隙进行补浇混凝土以达到封闭溶洞的目的。随后重复上述步骤三、四采用搭接式现浇混
凝土护壁支模体系进行支模、浇筑混凝土,直至达到人工挖孔桩的设计深度。
壁3间塞入橡胶条42,再安装中心钢板38,中心钢板带有注浆孔37、焊接密目钢丝网的出气
孔39。随后下放注浆管至溶洞底部,向溶洞内喷射含有3%丙烯酸盐单体的水泥。顶部封盖
可保证在浆液翻浆至封盖时,浆液向两边填充,使得溶洞内能够被浆液充分填充,待浆液凝
结后通过冲击钻再进行开挖,重复步骤三、四,直至达到人工挖孔桩的设计深度。
的装药结构将炸药绑好,起爆网络采用簇联方式联接,并用导爆管将起爆雷管引至地表。孤
石爆破防护体系设置在已完成施工的最后一环护壁之上,首先将两块木质环框拼接,随后
将密目钢丝网通过螺栓安装在木质环框下,最后用螺栓将两大块环框拼接在一起,完成后
在环框和护壁间塞入橡胶条。