[發明專利]一種溶洞/土洞地質條件下的鉆孔復合樁結構

有效

• 申請號: 201410846075.1
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104612143A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 楊世相;奚晶;何雄兵;呂家保
• 申請（專利權）人: 云南建工基礎工程有限責任公司
• 主分類號: E02D5/50
• 分類號: E02D5/50
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明涉及一種溶洞（土洞）地質條件下的鉆孔復合樁結構，屬于建筑樁基工程領域。

背景技術

溶洞是指可溶性巖層，如白云巖、石灰巖、白云質灰巖、石膏、巖鹽等，經過水的化學以及機械作用后產生的溝槽、裂縫、空洞以及因為空洞頂部塌落導致的地表陷穴、洼地等類現象及作用。土洞是由于地表水和地下水對上層的溶蝕和沖刷而產生空洞，空洞的擴展，導致地表陷落的地質現象。

隨著我國社會經濟建設的發展，城市化進程的加快，城市用地日益緊張，城市不斷向空中和地下索要發展空間。于是，建筑物的上部結構越建越高，因此它對下部基礎的要求也越來越高。樁基礎作為一種深基礎形式發揮著越來越重要的作用。然而，溶洞（土洞）地質在我國分布較為廣泛，在樁基施工過程中不可避免地會遇到溶洞（土洞）地質。按目前的勘查技術，要想明確了解地下溶洞（土洞）的平面及立面位置、尺寸、連通狀態是很困難的，甚至是不可能的。如今，這類地質雖已不再是嵌巖鉆孔灌注樁施工的“禁區”，但其復雜的地質條件往往會給灌注樁的施工帶來不可避免的難題，即灌注的混凝土大量流失，成樁質量難以保證。這是由于在溶洞（土洞）地層中，鉆孔通常是與溶洞（土洞）連通的，在灌注混凝土時，大量的混凝土會從灌注樁側面流出，從鉆孔與溶洞（土洞）的連通處進入溶洞（土洞）內部，由于溶洞（土洞）內部通常具有較大的空間，因此，流體狀的混凝土會先將溶洞（土洞）的內部空間填滿，之后才會到達鉆孔的頂部，也就是說，現有的這種灌注樁在溶洞（土洞）地質施工時，通常會浪費掉大量的混凝土，即混凝土超灌量大、充盈系數高，導致工程造價較高。

目前，在溶洞（土洞）地區的灌注樁施工方法主要有以下幾種：

第一種是成孔過程中揭露到溶洞（土洞）時，向溶洞（土洞）拋填塊石或黏土袋，然后繼續進行成孔作業直到設計深度，最后下放鋼筋籠和澆筑混凝土。由于溶洞（土洞）形狀不規則和填充不密實，填充物難以將溶洞（土洞）完全填滿填實，混凝土容易從大的空隙中流失。此外，在灌注混凝土的側壓力作用下，填充物形成的孔壁容易坍塌，導致成樁困難。

第二種施工方法是，在整個鉆孔成樁后，將用厚10~20mm鋼板制成的鋼護筒下到鉆孔中，在孔底一直到溶洞（土洞）口頂部之間的鉆孔孔壁形成類似于套管的護壁體，然后放置鋼筋籠和灌注混凝土。這種施工方法效果較好，但是鋼護筒用鋼板制成，樁長較長時，所需鋼板的量較大，使成樁成本大幅增加，同時由于鋼護筒的重量較大，需配備吊裝和焊接設備，增加了施工難度。

第三種施工方法是，在鋼筋籠四周包裹一層薄鐵皮，這種方法成本低、操作簡單，但是由于鐵皮與孔壁之間有較大的間隙，無法灌注到混凝土，使得該段樁體側摩阻力喪失，同時樁徑也變小，導致樁的承載力降低。

第四種施工方法是，根據溶洞（土洞）口在鉆孔軸向上的最大口徑和溶洞（土洞）口邊緣到鉆孔孔口的最小距離設計一塊彈性網布，在鉆孔孔口位置組裝彈性網布，借助鎖扣，先將彈性網布安裝成直徑比鉆孔直徑小的圓筒，再將其放置到溶洞（土洞）孔所在位置并固定其在鉆孔軸向上的位置，解開鎖扣，彈性網布在其自身彈力的作用下展開并緊貼在溶洞（土洞）口所在位置的鉆孔孔壁上形成帷幕，再進行灌注成樁。這種方法彈性網布的制作安裝是難點。

發明內容

本發明的目的在于克服溶洞/土洞地質條件下的鉆孔灌注樁施工難點，提供一種能有效解決溶洞（土洞）地質條件下灌注樁施工時混凝土充盈系數過大的問題，并能有效降低單樁造價，保證成樁質量的溶洞（土洞）地質條件下的鉆孔復合樁結構。

本發明的技術方案是：溶洞/土洞地質條件下的鉆孔復合樁結構由鉆孔（1）、預制樁（2）、護籠（3）、黏土水泥漿液（4）、注漿管（5）、溶洞/土洞（6）、護籠縱筋（7）、護籠箍筋（8）及土工布（9）組成，其特征在于：在溶洞地質條件下進行鉆孔灌注樁施工，首先在設計預制樁（2）樁位處所需位置鉆孔，同時依據樁位下的溶洞/土洞（6）需預埋深度和高度，在預制樁（2）上相應深度和高度位置綁扎固定護籠（3）；然后將預制樁（2）吊放入鉆孔內；最后通過注漿管（5）把黏土水泥漿液（4）注入到預制樁（2）與鉆孔（1）之間的的空隙中，待黏土水泥漿液（4）凝固穩定后即形成了鉆孔復合樁。

所述鉆孔的方法包括旋挖鉆孔、沖擊鉆孔等。

所述鉆孔直徑比設計樁徑或邊長大100~200mm。

所述預制樁（2）包括預制混凝土實心樁、預應力混凝土管樁等，預制樁截面形狀可位圓形或方形。

所述預制樁（2）在對應溶洞埋深和厚度的樁身位置處預留鋼筋接頭。