[發明專利]大直徑組合套管超長灌注樁施工方法

有效

• 申請號: 201310534972.4
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103603342A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 趙建立;王興康;程由奎;關偉
• 申請（專利權）人: 中冶天工上海十三冶建設有限公司;中冶天工集團有限公司
• 主分類號: E02D5/38
• 分類號: E02D5/38;E02D5/48
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明涉及樁基工程領域的施工方法，特別是涉及一種大直徑組合套管超長灌注樁施工方法。

背景技術

在樁基工程施工中，全套管全回轉灌柱樁施工技術是近年來發展起來的一種新型的環保地基處理技術。全套管全回轉鉆孔成樁技術的原理是利用地面以上的動力驅動裝置，驅動鋼套管回轉。最下端的鋼套管底部裝有合金切削齒。隨著鋼套管的回轉、切削、破碎土體，上部的夾抱裝置施加壓力將鋼套管鉆壓入土層。當套管下沉至一定深度后，利用沖抓斗等工具清除套管內土體。如此往復，直至套管底部到達設計標高。然后吊放鋼筋籠，利用伸入鋼筋籠底部的導管向上逐段澆筑混凝土。待最底部一段混凝土初凝時，轉動鋼套管并緩慢起拔鋼套管至下一段繼續澆筑。如此往復，直至最終拔出鋼套管，完成灌注樁施工。

由于全套管全回轉灌注樁技術具有鋼套管護壁，無需采用泥漿護壁，不會產生由于泥皮進入混凝土而造成的樁身質量問題。現場無需泥漿池，場地整潔，不產生泥漿污染。鋼套管隔絕樁孔內外，不會對周邊土體和建筑物造成影響。抓斗取土效率遠比旋挖鉆、沖擊鉆孔技術要高。該技術適用于多種地質和對環境保護要求較高的情況，尤其適合沿海地區的深厚淤泥質土層和樁孔周邊存在對土體擾動敏感建筑物（如地鐵、既有基礎等）。

然而，在硬土層(如粉砂層、泥質砂巖、含卵石砂層、礫石層、卵石層等)中，采用全套管全回轉灌注樁技術進行超長施工時，目前還存在以下問題。

(1)鉆進困難。套管外壁與土體的摩擦力會隨鉆進深度的增加而逐漸增大。當套管長度達到一定程度時，由地面驅動裝置傳遞到套管底部的回轉切割力被摩擦力抵消較多時，便無法切割土體，造成繼續鉆進成孔困難，無法保證有效樁長和成樁質量。

(2)易產生埋管、斷樁等工程事故。當套管鉆進速度過低或閑置時間較長時，周邊土體會擠壓套管，套管與土體摩擦力變大，造成鉆進和拔管困難，產生埋管、斷樁等工程事故。

(3)過度磨損鋼套管。在泥質砂巖和卵石層地質條件下施工，鋼套管只能施工少數樁就因磨損過度而不能繼續使用，導致全套管工法的施工成本較高，不利于推廣。

經對現有文獻檢索發現，目前工程界利用全套管在軟質地層中施工較為普遍，而在硬質土層中尚未得到廣泛應用。王文正在《市政技術》（2009年10月）發表的“全套管鉆機在漂石地層中的應用”一文中指出，全套管鉆機在漂石、卵石、硬質砂層等硬土層中，成樁雖然能滿足施工要求，但成孔效率和其他工法相比并沒有優勢，而且機械及配件磨損嚴重，導致該工法得不到普遍應用。因此常規全套管工法施工穿越多地層的超長鉆孔灌注樁有一定的局限性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種大直徑組合套管超長灌注樁施工方法，可以解決因鋼套管與周邊土體摩擦力過大造成的鉆進困難、鋼套管磨損嚴重及易埋管、斷樁的問題，具有成孔深、速度快、施工質量有保證等優點。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種大直徑組合套管超長灌注樁施工方法，采用多重鋼套管的組合的方式完成樁基成孔的施工，用砂土回填鋼套管之間的空隙，再通過在最里面的鋼套管中吊放鋼筋籠，用導管逐段澆筑混凝土，完成樁身混凝土澆筑后，拔出最里面的鋼套管，最后起拔其他鋼套管，完成灌注樁的施工。

該大直徑組合套管(雙重)超長灌注樁施工方法，具體包括以下步驟：

（1）根據樁徑的大小和樁身長度，選擇合適的第一鋼套管和第二鋼套管，其中，第二鋼套管的直徑小于第一鋼套管的直徑；

（2）利用全套管回轉鉆機，回轉鉆進第一鋼套管，一邊鉆進一邊抓取管內土體，將第一鋼套管鉆至地面以下的第一位置后，將第一鋼套管內的土體清除完畢；

（3）調整全套管回轉鉆機至初始位置，將第二鋼套管放至全套管回轉鉆機中，利用全套管回轉鉆機逐步下放并接長至第一鋼套管底處；

（4）驅動全套管回轉鉆機鉆進第二鋼套管，一邊鉆進一邊抓取管內土體，并將第二鋼套管鉆至樁底設計標高，完成樁基成孔的施工；

（5）以砂土回填第一鋼套管和第二鋼套管之間的空隙；

（6）在第二鋼套管中吊放鋼筋籠；

（7）用導管逐段澆筑混凝土，并保持連續澆筑；

（8）待混凝土初凝時，利用全套管回轉鉆機慢慢回轉起拔第二鋼套管至該段混凝土表面以下預設位置，重復步驟（7）和（8）直至完成樁身混凝土澆筑，并完全拔出第二鋼套管；

（9）起拔第一鋼套管，完成灌注樁的施工。