本發(fā)明涉及一種超壓護壁鉆孔灌注樁的裝置及工藝，主要解決鉆孔灌注樁在施工過程中孔壁坍塌及孔位偏斜等具體問題。
背景技術：
采用常規(guī)的泥漿護壁鉆孔灌注樁進行施工作業(yè)時，由于地層應力的作用，對孔壁的穩(wěn)定性會產(chǎn)生較大的影響。在地層應力的作用下，引起孔壁破壞的形式可分為擠壓破壞和張力破壞，其中擠壓破壞又是鉆孔施工中主要的破壞形式。地層壓力分為垂直壓力和側壓力，而導致孔壁產(chǎn)生坍塌破壞的是巖土側壓力，根據(jù)
不采取任何措施的鉆孔灌注樁施工方法，孔壁極易發(fā)生坍塌，或發(fā)生孔徑收縮，影響成樁質量，且對近距離構筑特影響大。所以對于松散破碎、松軟、膠結性差等復雜土層，采用超壓護壁鉆孔灌注樁的裝置及工藝來防止孔壁坍塌，會起到較好的效果。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的缺點，提出一種用于超壓護壁鉆孔灌注樁的施工裝置及施工方法，在面臨松散破碎、松軟、膠結性差等復雜土層時，為提供更大的側向壓力，故將泥漿液面抬升抬升，來解決在鉆孔灌注樁的施工過程中出現(xiàn)的孔壁坍塌、孔徑縮小等問題。
為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明首先提出的一種用于超壓護壁鉆孔灌注樁的施工裝置，通過以下技術方案實現(xiàn)：
一種用于超壓護壁鉆孔灌注樁的施工裝置，其特征在于：所述施工裝置包括現(xiàn)澆有預埋鋼管的底座、頂層鋼管和若干中層鋼管；所述預埋鋼管與頂層鋼管、中層鋼管的管徑相同，所述預埋鋼管延伸出所述底座的上端、所述頂層鋼管的下端，以及所述中層鋼管的兩端均設有用于三者相互拴接的法蘭；所述預埋鋼管內(nèi)部形成供鉆孔灌注樁進入的中心孔，所述中心孔的軸線位于所述底座中軸線上；所述頂層鋼管的側壁設有泥漿排出管，所述泥漿排出管末端設有法蘭。
所述法蘭拴接外均設彈性密封墊。
所述底座為圓柱狀的鋼筋混凝土結構，其外半徑為3-5倍鉆孔灌注樁直徑，厚度為1-2m；所述中心孔半徑大于設計孔洞半徑3-5cm。
所述預埋鋼管的法蘭高出所述底座頂面15-20cm，所述預埋鋼管的法蘭上螺孔之間的間隔為5-15cm。
所述泥漿排出管與頂層鋼管的結合部到頂層鋼管上端距離30-70cm。
另外，本發(fā)明還提出的一種用于超壓護壁鉆孔灌注樁的施工方法，該方法包括如下步驟：
a、對場地進行勘察，確定設計孔洞的直徑和深度，以及期望泥漿液面抬升高度；并基于勘察結果制作如權利要求1-5任意一項所述的預埋鋼管、頂層鋼管和多根中層鋼管；
b、對場地進行平整硬化，并在設計孔洞處挖筑底座安放槽，所述底座安放槽半徑為3-5倍鉆孔灌注樁直徑，深度為1-2m；
c、將所述底座安放槽內(nèi)設10cm的素混凝土墊層，并安裝鋼筋；在所述設計孔洞處安放所述預埋鋼管；之后現(xiàn)場澆筑混凝土形成底座；之后根據(jù)所述期望泥漿液面抬升高度，在所述預埋鋼管上由下至上依次安裝所述中層鋼管和頂層鋼管，并通過彈性密封墊密封所述預埋鋼管、中層鋼管和頂層鋼管之間的縫隙；在所述頂層鋼管的泥漿排出管上安裝連通沉淀池的泥漿管，泥漿排出管距離地面高度即為泥漿液面抬升高度；
d、泥漿泵將制備好的泥漿壓入成孔設備的中空鉆桿內(nèi)；
e、鉆孔機械設備進行泥漿正循環(huán)成孔作業(yè)；
f、待成孔到設計深度后，再清孔，鋼筋籠安放，并進行混凝土灌注；
g、待灌注樁的混凝土灌注完成48-60小時后，再拆除所述頂層鋼管和中層鋼管，并將底座上預埋鋼管高出地面的部分切除。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可普遍適應孔徑大、孔深大、各種復雜土層的鉆孔灌注樁施工。與常規(guī)鉆孔灌注樁施工相比，本發(fā)明使孔壁坍塌的情況得以較大程度的抑制，更使孔位偏斜、孔徑縮小的發(fā)生率極大地降低，避免了在施工過程中的不必要的財物損失。
本發(fā)明靈活控制泥漿液面抬升高度，從而控制孔內(nèi)的靜液柱壓力，以防止由于地層擠壓而發(fā)生的孔壁坍塌、縮徑等現(xiàn)象。而通過底座的固定作用，解決了孔位偏斜、孔口塌陷等問題。裝置中，采用疊加的方式來構筑，鋼管之間、鋼管與底座之間通過法蘭連接，使裝置整體的穩(wěn)定性提高。
附圖說明
通過下面結合附圖對其示例性實施例進行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。
圖1為超壓鉆孔灌注樁裝置整體示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術人員的理解：
如圖1所示，本實施例首先提供一種用于超壓護壁鉆孔灌注樁的施工裝置，包括：
底座1
底座1為圓柱形，采用高強度的鋼筋混凝土結構，其凝結時間應大于7天以達到高強度。底座1外半徑為3-5倍鉆孔灌注樁直徑，厚度為1—2m。底座1外緣設有4個繞其軸線旋轉對稱的預留鋼筋環(huán)。預留鋼筋環(huán)為圓形或橢圓形，半徑為3-5cm，其底部與底座1平面相切。
底座1預埋有預埋鋼管2。預埋鋼管2的軸線位于底座1的幾何中心，預埋鋼管2內(nèi)部形成供鉆孔灌注樁進入的中心孔21，中心孔21半徑比設計孔洞半徑大3-5cm。預埋鋼管2上端還設有法蘭盤22。法蘭盤22高出底座1頂面15-20cm，其上螺孔之間的間隔為5-15cm。
中層鋼管3和頂層鋼管4
預埋鋼管2、中層鋼管3和頂層鋼管4具有相同管徑。其中：
頂層鋼管4的下端，以及中層鋼管3的兩端均設有與法蘭盤22相適配的法蘭。頂層鋼管的側壁距其上端30-70cm處設有泥漿排出管41。泥漿排出管41末端設有用于安裝泥漿管的法蘭，泥漿排出管41的半徑不小于10cm。
頂層鋼管4的頂部外緣處開設有與預留鋼筋環(huán)數(shù)量相同（本實施例中為4個）的對稱分布的孔洞。每個孔洞距頂層鋼管4上邊緣的距離為3-5cm，孔洞的半徑為3-5cm。通過鋼纜將頂層鋼管4的孔洞與底座1的連接環(huán)進行連接固定，以增加其穩(wěn)定性。
另外，為達到防止泥漿滲漏的目的，施工裝置的所有法蘭外均設彈性密封墊5。在裝配時，法蘭之間通過彈性密封墊5密封，以起到密封效果。
以下結合使用該裝置后的新施工方法，對上述施工裝置使用方式進行詳細描述。施工方法包括如下步驟：
a、對場地進行勘察，根據(jù)土體的穩(wěn)定性、物理力學性能、密實狀態(tài)、地下水位高度確定設計孔洞的直徑和深度，以及期望泥漿液面抬升高度；
并基于勘察結果制作如上所述的預埋鋼管2、頂層鋼管4和多根中層鋼管3；中層鋼管3的數(shù)量和長度應根據(jù)期望泥漿液面抬升高度進行設計；在優(yōu)選的實施例中，中層鋼管3應當分為2米規(guī)格（多根）和1米規(guī)格（1根），這樣無論期望泥漿液面抬升高度為多少，通過上述組合均能將誤差控制在0.5m之內(nèi)。
b、對場地進行平整硬化，并在設計孔洞處挖筑底座安放槽，底座安放槽半徑為3-5倍鉆孔灌注樁直徑，深度為1-2m；
c、將底座安放槽內(nèi)設10cm的素混凝土墊層，并安裝鋼筋；在設計孔洞處安放預埋鋼管2，預埋鋼管2的法蘭露出地面至少15-20cm；之后現(xiàn)場澆筑混凝土形成底座1；底座1硬化完后在其上做硬化地面7；
之后根據(jù)期望泥漿液面抬升高度，在預埋鋼管2上由下至上依次安裝中層鋼管3和頂層鋼管4，并通過彈性密封墊5密封預埋鋼管2、中層鋼管3和頂層鋼管4之間的縫隙。頂層鋼管4的泥漿排出管41上安裝連通沉淀池8的泥漿管6。此時，頂層鋼管4上泥漿排出管41距離地面高度即為泥漿液面抬升高度；
d、泥漿泵9將制備好的泥漿壓入成孔設備的中空鉆桿內(nèi)；
e、鉆孔機械設備10進行泥漿正循環(huán)成孔作業(yè)；
f、待成孔到設計深刻后，再清孔，鋼筋籠安放，并進行混凝土灌注；
g、待灌注樁的混凝土灌注完成48-60小時后，再拆除中層鋼管3和頂層鋼管4，并將底座1上預埋鋼管2高出地面的部分切除。
在上述步驟中，從鉆孔灌注樁施工到混凝土灌注完工，泥漿始終保持在頂層鋼管4的泥漿排出管41高度，從而提高的鉆孔灌注樁施工過程中孔內(nèi)的泥漿壓力。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可普遍適應孔徑大、孔深大、各種復雜土層的鉆孔灌注樁施工。與常規(guī)鉆孔灌注樁施工相比，本發(fā)明使孔壁坍塌的情況得以較大程度的抑制，更使孔位偏斜、縮徑的發(fā)生率極大地降低，避免了在施工過程中的不必要的財物損失。
本發(fā)明靈活控制泥漿液面抬升高度，從而控制孔內(nèi)的靜液柱壓力，以防止由于地層擠壓而發(fā)生的孔壁坍塌、縮徑等現(xiàn)象。而通過底座的固定作用，解決了孔徑縮小、孔口塌陷等問題。裝置中，采用疊加的方式來構筑，鋼護管之間通過法蘭連接，鋼護管與底座之間通過法蘭連接；又通過鋼纜進一步加固裝置，使裝置整體的穩(wěn)定性提高。
需要注意的是，以上內(nèi)容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施方式僅限于此，在上述實施例的指導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。