[发明专利]一种无钢护筒的深水桩基施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种深水钻孔桩施工方法，具体涉及到一种利用钢围堰的大型桥梁深水桩基施工技术。

背景技术

目前在深水中钻孔灌注桩中均采用全护筒形式，以钢护筒作为施工辅助构件，具体布置为钢护筒底口要插入河床覆盖层一定深度，顶口要露出水面4～6m以上，钢护筒的主要功能是为水上钻机平台支撑、钻机导向、钻孔护壁、保持水头高度、混凝土灌注成型的容器。一般情况下，一个墩位的钻孔桩多达几十个，每个桩位需要一个钢护筒，尤其在深水区施工，需要钢护筒的长度很长，因此这种施工方法需要耗费大量钢材，成本很高，且施工工艺复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无钢护筒的深水桩基施工方法，以节约钢护筒成本，减少繁杂的施工工序。

本发明的技术方案如下：

一种无钢护筒的深水桩基施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）首先将墩位处河床上的覆盖层和淤泥清理，使其河床完全裸露出岩石；

（2）在墩位处下放钢围堰；

（3）在钢围堰内浇筑水下封底混凝土，封底混凝土浇筑到离预定高度还差50cm时，暂停浇筑；

（4）待封底混凝土达到设计强度后，将钢围堰内水抽干，在围堰内放样出钻孔桩位，同时放样出用于搭设钻孔平台的钢管桩的桩位；

（5）在所述钻孔桩位安装高150cm的钻头导向钢护筒，所述钻头导向钢护筒直径比设计桩径大20～40cm；在钢管桩位安装钢管桩，钢管桩顶标高设置与围堰顶齐平；然后浇筑剩余的50cm高封底混凝土；

（6）利用所述钢管桩及围堰壁作下部支撑，搭设钻孔平台；

（7）钻机就位进行钻孔施工。

本发明在每个桩位设置一个只有150cm高的钻头导向钢护筒，而且由于钻头导向钢护筒仅起导向作用，不用考虑受力，因此可采用壁厚δ1.2cm的薄壁钢护筒，从而本发明可节约大量钢材，且施工工艺简单。

本发明尤其适用于以下施工条件：（1）先堰后桩法施工；（2）裸岩或河床浅覆盖层，因此不需要钢护筒护壁功能；（3）采用双壁钢围堰施工低桩承台，桩头与封底混凝土齐平，因此不需要钢护筒作桩芯混凝土容器。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的桩位布置图

图2是本发明一种实施例的钻孔施工状态示意图。

具体实施方式

以下结合图1和图2，对本发明的方法进行详细说明。本发明的具体实施步骤如下：

(1)、首先将墩位处河床1上的覆盖层和淤泥清理，使墩位处的河床1完全裸露出岩石。将覆盖层和淤泥清理干净，可以保证围堰封底时混凝土不与泥土混合，从而提高封底混凝土质量；可以保证钻孔时桩孔壁无泥土层，从而保证孔壁的稳定性。

(2)、在墩位处下放钢围堰2。钢围堰可根据现场自然条件、现有的船舶与机械设备选择合理的结构形式下放。

(3)、在钢围堰2内浇筑水下封底混凝土3，封底混凝土3浇筑到离预定高度还差50cm时，暂停浇筑。

所述封底混凝土可采用“垂直多导管法”进行整体浇注。所述“垂直多导管法”，即在围堰内垂直放入多个内径为200～300mm的钢制导管，管底距围堰底面30～40mm，在导管顶部接有一定容量的漏斗，在漏斗颈部安放球塞，并用绳索系牢。漏斗内满盛陷度较大的混凝土，当浇筑时割断绳索，同时迅速不断地向漏斗灌入混凝土，此时导管内之球塞、空气和水均受混凝土重力挤压由管底排出，瞬间，混凝土在围堰底部堆筑，使围堰内外封闭隔离。

(4)、待封底混凝土达到设计强度后，将钢围堰内水抽干，在围堰内放样出钻孔桩位4，同时放样出用于搭设钻孔平台的钢管桩位5。一般情况下，放样出的钢管桩5桩位数量可与钻孔桩位数量相等。如图2所示的实施例中，钻孔桩4位和钢管桩位5各有26个。

(5)、在所述钻孔桩位安装高150cm的钻头导向钢护筒6，钻头导向钢护筒6直径比设计桩径大20～40cm；在钢管桩位安装钢管桩7，钢管桩7的顶标高设置与围堰顶齐平；然后浇筑剩余的50cm高封底混凝土，使钻头导向钢护筒6和钢管桩7部分埋设于封底混凝土中，得以固定。由于钻头导向钢护筒6仅起导向作用，不用考虑受力，因此可采用壁厚δ1.2cm的薄壁钢护筒。

(6)、利用所述钢管桩7及围堰壁作下部支撑，搭设钻孔平台8。

(7)、完成平台搭设后，钻机9就位进行钻孔施工。

钻孔工艺采用气举反循环法清水钻进施工。气举反循环钻进具有排屑能力强、钻进效率高、钻头寿命长、成孔质量好等优点。为满足气举反循环施工围堰内水位高度，在所述围堰的侧壁上设置有通孔及控制通孔开关的阀门，钻孔施工时打开阀门，可使围堰内外联通，以免造成反循环抽出围堰内水后，导致围堰内、外水位差过大和围堰内水位较低无法满足气举所需水压力。由于全程为岩层钻进，采用气举反循环法清水钻进施工能极大地降低对水环境的污染。