[发明专利]钻(冲)孔灌注桩在泥浆包围中的干施工新法

说明书

所属技术领域：

本发明属于土木工程桩基基础施工技术领域。 

钻(冲)孔灌注桩(简称钻(冲)孔桩，下同)，起源于国外，上世纪五十年代传入我国，得到了很大发展，是当今国内外重要、大型或特大型工程建筑物，首选或不可替代的主流桩基础结构形式。被广泛应用于公路、铁路桥梁、水利、港口、石油、化工、冶金、工业民用建筑及航空、航天等诸多领域。 

背景技术：

钻(冲)孔桩具有承载力大、适应复杂地质，陆域、水上均可简便施工等多方面的优点。但是，由于传统施工方法的不完善周密，给钻(冲)孔桩造成了五大弊端：1、身残(先天性缺陷：钢筋遭腐蚀、混凝土保护层质量低劣)、2、体弱(桩体强度不高)、3、断桩隐患(超软土层缩颈、砂层塌孔引发断桩)、4、高碳耗能，多用水泥、5、施工操作均在黑暗的钻(冲)孔中进行，施工事故不易发现，质量失控)。上述这些弊端所造成的后果是给工程建筑物埋下安全隐患，缩短使用寿命(一般设计使用50年)，而且不能做到低碳减排。 

鉴于钻(冲)孔桩在建筑物中占具的重要位置，不能让其身负重病在恶劣的环境中承担巨大的上部结构荷重，应当想方设法予以克服。 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题如下： 

1、彻底消除桩体先天性质量缺陷(钢筋笼受腐蚀、混凝土保护层质量低劣)； 

2、消除断桩隐患； 

3、大幅度提升桩体质量等级，与上部结构(墩、柱、梁、塔)同一水平； 

4、降低桩体水泥用量及损耗，达到低碳减排效果； 

5、将施工操作从黑暗中暴露于强光之下，采用摄像等仪器设备，全程跟踪，监控施工质量并留下影像记录，作为处理质量事故及验收的原始资料。 

采用的技术方案： 

在钻(冲)孔施工作业中、泥浆既有维护孔壁稳定不塌孔的重要作用，却也是产生上述五大弊端的根本原因。利、害并存，而泥浆又不能弃之不用。 

因此，本技术方案的主导思路是在施工全过程中，继续保留对泥浆的利用， 扬其护壁之所长，避其产生弊端之所短。具体技术措施如下： 

1、首选塑料(PVC)薄膜(或其他材质薄膜)制成专用圆柱形囊体为钻(冲)孔桩配置外模(9)及内囊(10)。外模(9)相当于桩体施工所采用的模板，内囊(10)则是内储泥浆用来平衡外模(9)所承受的泥浆压力，消除压差。外模(9)套在内囊(10)外面，串连固定密封于导管(5)的下端处，形成一个在泥浆包围之中而无泥浆的清洁干净环境(简称无浆区，下同)(如图3所示)，这是本技术方案的核心技术举措，成败的关键所在。 

2、在无浆区内，钢筋笼(4)安居其中，不与泥浆、孔壁接触、摩擦，桩体混凝土亦在此灌注，不与泥浆(3)、孔壁(7)接触、摩擦。两者均不受泥浆及其他有害物质的污染，因而彻底消除了先天性的质量缺陷(钢筋受腐蚀、保护层质量低劣)。 

3、在无浆区内，因滑移钢护筒(2)和外模(9)的遮挡作用，超软土层缩颈，砂层塌孔可能引发的断桩隐患，将可以得到消除。 

4、在无浆区内，由于能够使用高频振捣器(17)，因而可以小塌落度半干硬性混凝土替代高流动度混凝土，调动现代一切制作优质钢筋混凝土的技术手段，将桩体质量等大幅度提升(C₅₀、C₆₀、……)，与上部结构(墩、柱、梁、塔)同一质量水平，共同经历百年以上的使用寿命。 

5、在无浆区内，由于使用了低流动度的混凝土以及减少其他施工损耗，水泥用量被节约下来，使得钻(冲)孔桩的制作成本降低，更能取得低碳减排的效果。 

6、在无浆区内，虽仍然处于水下地层钻(冲)孔的泥浆包围中，却有了设置强光灯(11)、摄像头(12)和渗漏监测仪(13)的条件，因而可以将全部施工操作暴露于强光照射之下，施工人员可以全程跟踪，从视频中看到所有的施工作业情况，并留下影像资料，作为评估、处理、质量事故、验收的原始记录。 

总而言之，钻(冲)孔泥浆中无浆区的实现，一举解决了上述的五大技术问题，具有“四两拨千斤，一石多鸟、一箭多星”的技术先进性。而且不因干、湿施工方法的更迭增加工程成本，取得多项效益而不需投入，具有极其良好的经济性。