專利名稱：在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沉管灌注樁的施工方法，特別涉及在較密實的卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)和民用建設(shè)的不斷發(fā)展，在施工中會經(jīng)常遇到不同類型的地層土，如標(biāo)貫擊數(shù)N63.5 > 11擊的園礫層、砂層或粘性土，粉土中夾有一定厚度的卵石層、園礫層、砂層，在此類土層中通常采用鉆孔灌注樁工藝，而鉆孔灌注樁因容易發(fā)生塌孔現(xiàn)象，造成沉渣大，單樁承載力低，周期長，工程費用高。為了解決上述問題，本申請人劉清潔于2007年12 月12日向國家知識產(chǎn)權(quán)局提出了名稱為《在卵石層、砂層中施工的沉管灌注樁施工方法》 的發(fā)明專利的申請，并于2009年8月沈日取得了國家知識產(chǎn)權(quán)局授予的發(fā)明專利權(quán)，專利號為ZL200710188594.3 ；若采用該發(fā)明專利進行施工，當(dāng)卵石層、園礫層、砂層的密實度大到一定程度時或設(shè)計的樁徑、樁長比較大時，沉管困難、施工速度慢。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提出一種在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法，先在樁位處鉆孔并同時向孔內(nèi)注入泥漿、粉煤灰漿或土，然后采用錘擊雙重套管工藝施工沉管灌注樁，具有施工速度快、現(xiàn)場無污染、質(zhì)量有保證、工程造價低，又保證設(shè)計的樁徑及樁長的特點。在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法，其具體施工步驟為第一、在樁位處用鉆機鉆孔，并同時向鉆孔中注入泥漿、粉煤灰漿或土，注入的高度大于等于卵石層、園礫層、砂層的頂表面；第二、將底端封閉的內(nèi)管放在底端開口的外管內(nèi)，并將重錘的底座放在內(nèi)管上頂端的鋼板上，將內(nèi)外管底端放在已注泥漿、粉煤灰漿或土的樁位上；第三、啟動重錘，錘擊內(nèi)外管上頂端的鋼板，使內(nèi)外管同時沉入地層中，沉管的深度由兩個方面因素確定1)、按設(shè)計要求確定樁長；2)、按錘擊貫入度確定樁長，即最后錘擊十次，內(nèi)外管貫入度小于一定量，即為終止錘擊沉管的控制目標(biāo)，一般按最后錘擊十次，沉管貫入度小于IOcm時為終孔深度；第四、抽出內(nèi)管，向外管內(nèi)灌入樁身混凝土，混凝土灌注高度以保證外管拔出土層后樁頂標(biāo)高符合設(shè)計要求為宜；第五、用內(nèi)管壓住外管內(nèi)的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管；所述的園礫層、砂層標(biāo)貫擊數(shù)N63. 5 > 11擊，卵石層重型圓錐動力觸探擊數(shù) N63. 5 彡 15 擊。所述的在樁位處鉆孔的直徑為250_650mm，鉆孔的深度小于等于實際施工樁長。當(dāng)沉管成孔深度大于設(shè)計樁長時，而且錘擊十次內(nèi)外管貫入度還大于等于IOcm時，即可采用內(nèi)外管工藝在樁底端夯擊一個混凝土擴大頭，混凝土擴大頭的大小以最后錘擊十次內(nèi)外管貫入度小于IOcm為宜，也可繼續(xù)錘擊內(nèi)外管，使內(nèi)外管進入更密實的持力層，直到使最后錘擊十次內(nèi)外管貫入度小于IOcm為宜。所述的內(nèi)管比外管短5-25cm，內(nèi)管底端封口的鋼板直徑比外管內(nèi)徑小 0. 5-2. 5cm。當(dāng)設(shè)計鋼筋混凝土灌注樁時，則在樁底端夯擴大頭施工完后，抽出內(nèi)管，先將鋼筋籠放入外管內(nèi)，然后再向外管內(nèi)灌注樁體混凝土。在樁底端夯擊一個混凝土擴大頭采用干硬性混凝土，其塌落度2-6cm，樁身混凝土的塌落度為14-2km。所述的外管直徑范圍是250-650mm，外管長度為2m_25m。由于在樁位處用鉆機鉆孔，并同時向鉆孔中注入泥漿、粉煤灰漿或土，泥漿、粉煤灰漿或土的強度比卵石層、園礫層、砂層的強度低，沉管施工時容易使泥漿、粉煤灰漿或土向樁側(cè)擠密，所以當(dāng)卵石層、園礫層、砂層的密實度較大時或設(shè)計的樁徑、樁長比較大時，沉管施工速度快，同樣的地層、樁徑、樁長，采用本發(fā)明施工可以比采用發(fā)明專利 ZL200710188594. 3施工效率提高3倍以上。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例一本實施例概況為某工程地面上30層，地下室一層，基礎(chǔ)埋深6. 2m，天然地基方案不成立。建筑面積38000平方米，設(shè)計要求復(fù)合地基承載力特征值大于580kpa。原地基土為基礎(chǔ)底下①層粉細砂承載力特征值為180kpa，標(biāo)貫擊數(shù)為11 19擊，平均厚度為1. 3m, ②層細砂的承載力特征值200kpa，標(biāo)貫擊數(shù)為18 25擊，平均厚度為5m，③層細砂的承載力特征值250kpa，標(biāo)貫擊數(shù)為27 31擊，厚度大于20m。采用本發(fā)明的方法進行施工，設(shè)計素混凝土樁直徑450mm，樁長11m，進入③層細砂3. 5m。樁距為1.8m，等邊三角形布樁。施工后按規(guī)范進行檢測。復(fù)合地基承載力特征值大于580kpa，沉降量為10 18mm，單樁豎向極限承載力值為3000KN，沉降量為12mm。本實施例的具體步驟是一、在樁位處鉆孔，鉆孔直徑為350mm，孔深9m，并同時向內(nèi)注入泥漿，注入的高度
等于①層粉細砂的頂表面。二、將長度為12. 35m的內(nèi)管放在長度為12. 5m的外管內(nèi)并將4噸重的柴油錘底座放在內(nèi)管上頂端的鋼板上，啟動柴油錘，錘擊內(nèi)管上頂端的鋼板，使內(nèi)外管同時沉入砂層中，沉管的深度為11m，并保證最后錘擊十次內(nèi)外管貫入度小于3cm。三、抽出內(nèi)管，向外管內(nèi)灌入混凝土，混凝土灌注高度為11m。四、用內(nèi)管壓住外管內(nèi)的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管；混凝土的塌落度為 22cm0五、待外管全部拔出后，用振動棒對樁體進行振搗。本實施例比采用發(fā)明專利ZL200710188594. 3施工效率提高3. 5倍。實施例二
本實施例概況為某工程地面上20層，地下1層，框剪結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)埋深6. 5米。天然地基方案不成立。原地質(zhì)概況為基礎(chǔ)底下②層園礫層，天然承載力特征值200kpa，該層平均厚度為6m，標(biāo)貫擊數(shù)為15 25擊。地層分布不均勻，③粉質(zhì)粘土層，平均厚度為7m。承載力特征值為180kpa。④強風(fēng)化砂巖，厚度大于an。⑤中風(fēng)化砂巖層，平均厚度為1.5m， 采用本發(fā)明的方法進行施工，設(shè)計采用鋼筋混凝土沉管夯擴灌注樁，樁直徑500mm，樁長13 米，進入強風(fēng)化砂巖層0. 5米，夯擴大頭直徑為800mm，且錘擊十次貫入度不大于2cm為終孔標(biāo)準(zhǔn)。施工后按規(guī)范進行檢測，單樁豎向極限承載力大于4000KN，沉降量為10mm。本實施例的具體步驟是一、在樁位處鉆孔，孔直徑250mm，鉆孔深度為細，并向孔內(nèi)投入黃土，注入的高度
等于②層園礫層的頂表面。二、將長度為14. 35m的內(nèi)管放在長度為14. 55m的外管內(nèi)并將4噸重的柴油錘底座放在內(nèi)管上頂端的鋼板上。三、啟動柴油錘，錘擊內(nèi)管上頂端的鋼板，使內(nèi)、外管同時沉入強風(fēng)化砂巖層中，并保證最后錘擊十次內(nèi)外管貫入度小于2cm。四、抽出內(nèi)管，向外管內(nèi)投入0. 3m3干硬性混凝土，塌落度為km，再將內(nèi)管放入外管內(nèi)，將外管內(nèi)的干硬性混凝土打出外管底端，如此反復(fù)兩次，在外管底端形成一個直徑大于800mm的夯擴大頭。五、抽出內(nèi)管，將直徑400，長度為13. 5m鋼筋籠放入外管內(nèi)，并灌注樁身混凝土， 混凝土的塌落度為22cm，強度為C40。六、用內(nèi)管壓住外管內(nèi)的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管。七、待外管全部拔出后，用振動棒對樁體進行振搗。本實施例比采用發(fā)明專利ZL200710188594. 3施工效率提高4倍。實施例三本實施例概況為某工程地面上18層，地下室一層，基礎(chǔ)埋深6m，建筑面積3500 平方米。設(shè)計要求采用墻下布樁，樁直徑450mm，樁長10m，鋼筋籠主筋為6根，直徑為14mm， 單樁豎向極限承載力大于3000KN。原地基土為細砂層，基礎(chǔ)底下①層細砂承載力特征值為 180kpa，標(biāo)貫擊數(shù)為11 15擊，平均厚度為細，②層細砂的承載力特征值220kpa，標(biāo)貫擊數(shù)為18 27擊，平均厚度為5m，③層粗砂的承載力特征值250kpa，標(biāo)貫擊數(shù)為27 31擊， 平均厚度大于60m。采用本發(fā)明的方法進行施工，設(shè)計鋼筋混凝土灌注樁，樁直徑450mm，樁長11m，進入③層細砂2. 5m。施工后按規(guī)范進行檢測，單樁豎向極限承載力值為^OOKN，沉降量為 15mm0本實施例的具體步驟是一、在樁位處鉆孔，孔直徑450mm，鉆孔深度為10m，并同時向孔內(nèi)注入粉煤灰漿，
注入的高度等于①層細砂的頂表面。二、將長度為12. 5m的內(nèi)管放在長度為12. 65m的外管內(nèi)并將6噸的柴油錘的底座放在內(nèi)管上頂端的鋼板上，啟動柴油錘，錘擊內(nèi)管上頂端的鋼板，使內(nèi)、外管同時沉入細砂層中，沉管的深度為11m，并保證最后錘擊十次，內(nèi)外管貫入度小于3cm。三、抽出內(nèi)管，向外管內(nèi)投入0. 2m3干硬性混凝土，塌落度為km，再將內(nèi)管放入外管內(nèi)，將外管內(nèi)的0. 2m3干硬性混凝土打出外管底端，如此反復(fù)兩次，在外管底端形成一個直徑大于600mm的擴大頭。四、將鋼筋籠放入外管內(nèi)，然后再向外管內(nèi)灌入混凝土，混凝土灌注高度以保證外管拔出土層后樁頂標(biāo)高符合設(shè)計要求。五、用內(nèi)管壓住外管內(nèi)的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管?；炷恋乃涠葹?20cm。第五，待外管全部拔出后，用振動棒對樁體進行振搗。本實施例比采用發(fā)明專利ZL200710188594. 3施工效率提高3倍。
權(quán)利要求
1.在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法，其特征在于，其具體施工步驟為第一、在樁位處用鉆機鉆孔，并同時向鉆孔中注入泥漿、粉煤灰漿或土，注入的高度大于等于卵石層、園礫層、砂層的頂表面；第二、將底端封閉的內(nèi)管放在底端開口的外管內(nèi)，并將重錘的底座放在內(nèi)管上頂端的鋼板上，將內(nèi)外管底端放在已注泥漿、粉煤灰漿或土的樁位上；第三、啟動重錘，錘擊內(nèi)外管上頂端的鋼板，使內(nèi)外管同時沉入地層中，沉管的深度由兩個方面因素確定1)、按設(shè)計要求確定樁長；2)、按錘擊貫入度確定樁長，即最后錘擊十次，內(nèi)外管貫入度小于一定量，即為終止錘擊沉管的控制目標(biāo)，一般按最后錘擊十次，沉管貫入度小于IOcm時為終孔深度；第四、抽出內(nèi)管，向外管內(nèi)灌入樁身混凝土，混凝土灌注高度以保證外管拔出土層后樁頂標(biāo)高符合設(shè)計要求為宜；第五、用內(nèi)管壓住外管內(nèi)的混凝土表面，緩慢勻速拔出外管；所述的園礫層、砂層標(biāo)貫擊數(shù)N63. 5 > 11擊，卵石層重型圓錐動力觸探擊數(shù) N63. 5 彡 15 擊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在樁位處鉆孔的直徑為 250-650mm，鉆孔的深度小于等于實際施工樁長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)沉管成孔深度大于設(shè)計樁長時，而且錘擊十次內(nèi)外管貫入度還大于等于IOcm時，即可采用內(nèi)外管工藝在樁底端夯擊一個混凝土擴大頭，混凝土擴大頭的大小以最后錘擊十次內(nèi)外管貫入度小于IOcm為宜，也可繼續(xù)錘擊內(nèi)外管，使內(nèi)外管進入更密實的持力層，直到使最后錘擊十次內(nèi)外管貫入度小于IOcm為且。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的內(nèi)管比外管短5-25cm，內(nèi)管底端封口的鋼板直徑比外管內(nèi)徑小0. 5-2. 5cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)設(shè)計鋼筋混凝土灌注樁時，則在樁底端夯擴大頭施工完后，抽出內(nèi)管，先將鋼筋籠放入外管內(nèi)，然后再向外管內(nèi)灌注樁體混凝土。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在樁底端夯擊一個混凝土擴大頭采用干硬性混凝土，其塌落度2-6cm，樁身混凝土的塌落度為14-2km。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的外管直徑范圍是250-650mm，外管長度為an-25m。
全文摘要
在卵石層、園礫層、砂層中施工沉管灌注樁的方法，先在樁位處鉆孔并同時向孔內(nèi)注入泥漿或粉煤灰漿，然后采用錘擊雙重套管工藝施工沉管灌注樁，從而實現(xiàn)了樁底端無沉渣，單樁承載力高的目的；具有施工速度快、現(xiàn)場無污染、質(zhì)量有保證、工程造價底，又保證設(shè)計的樁徑及樁長的特點。
文檔編號E02D5/38GK102444119SQ20111027831
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者劉清潔 申請人:劉清潔