旋挖灌注桩分级成孔施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工
技术领域
，尤其涉及一种旋挖灌注桩分级成孔施工方法。背景技术
旋挖灌注桩是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度，然后灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。旋挖灌注桩施工技术是一种施工成本低、施工操作简单、无振动、无噪音和无挤土效应的混凝土技术，具有较高的安全性、较强的稳定性和适合在城市建筑物密集地区使用的优点，在施工中得到较为广泛的应用。
传统的旋挖灌注桩的施工一般运用在常规的地层和简单的施工周边环境中,并广泛应用于基坑工程中。随着超高层建筑的不断涌现，对建筑基础工程提出了更高的要求，大直径旋挖灌注桩开始走进建筑工程之中。然而，大直径旋挖灌注桩对旋挖机要求较高，需要大扭矩、大功率旋挖机，且针对不同直径及不同岩层所需要的扭矩不同，适用性较差，难以普及。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种旋挖灌注桩分级成孔施工方法，能够降低对旋挖机的功率和扭矩的要求，有利于降低设备成本。
根据本发明实施例的旋挖灌注桩分级成孔施工方法，包括以下步骤：
埋设护筒，所述护筒的内径大于旋挖灌注桩孔的设计孔径，所述护筒的上端面高于地面；
利用旋挖机在所述护筒内取土成孔，并通过多次取土将孔径逐渐扩大，直至达到设计孔径；
清理所述旋挖灌注桩孔中的碎渣。
根据本发明实施例的旋挖灌注桩分级成孔施工方法，至少具有如下有益效果：旋挖机在护筒内取土成孔，是在护筒内多次取土、将孔径逐级扩大的，旋挖机单次取土量更少，旋挖机所需的扭矩和功率更小，由此可降低设备成本。
根据本发明的一些实施例，所述护筒包括钢护筒和加强环，所述加强环固定于所述钢护筒的外周面。
根据本发明的一些实施例，所述加强环设有两个，所述钢护筒的两端分别固定有一个所述加强环。
根据本发明的一些实施例，埋设所述护筒时，利用打桩机将所述护筒打入岩土层中。
根据本发明的一些实施例，当岩土层包括流沙层时，所述护筒穿过所述流沙层。
根据本发明的一些实施例，所述护筒的上端面比地面至少高出0.3m。
根据本发明的一些实施例，利用所述旋挖机在所述护筒内取土成孔时，先用牙轮钻切削岩土层，再用取芯钻头或捞渣钻头取出岩土。
根据本发明的一些实施例，清理所述旋挖灌注桩孔中的碎渣时，采用泵吸反循环装置将所述旋挖灌注桩孔中的碎渣排出。
根据本发明的一些实施例，所述泵吸反循环装置包括导管、砂石泵和沉淀池，所述导管的一端插设在所述旋挖灌注桩孔中，所述导管的另一端与所述砂石泵的入口连通，所述砂石泵的出口与所述沉淀池连通，所述沉淀池通过泥浆槽与所述旋挖灌注桩孔连通。
根据本发明的一些实施例，所述泵吸反循环装置还包括阻挡壁，所述阻挡壁的高度小于所述沉淀池的深度，所述阻挡壁将所述沉淀池分隔为过滤池和泥浆池，所述过滤池与所述砂石泵的所述出口连通，所述泥浆池通过所述泥浆槽与所述旋挖灌注桩孔连通。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明实施例的旋挖灌注桩分级成孔施工方法的流程图；
图2为图1中旋挖灌注桩分级成孔施工方法的分级成孔的示意图；
图3为图1中旋挖灌注桩分级成孔施工方法中护筒的正视图；
图4为图1中旋挖灌注桩分级成孔施工方法中护筒的俯视图；
图5为图1中旋挖灌注桩分级成孔施工方法中旋挖机取土的示意图；
图6为图1中旋挖灌注桩分级成孔施工方法中泵吸反循环装置的示意图。
附图标记：岩土层100、旋挖灌注桩孔110、第四级孔120、第三级孔130、第二级孔140、第一级孔150、泥浆槽160、护筒200、加强环210、钢护筒220、旋挖机300、泵吸反循环装置400、导管410、砂石泵420、阻挡壁430、沉淀池440、过滤池441、泥浆池442。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
参照图1至图5，根据本发明实施例的旋挖灌注桩分级成孔施工方法，包括以下步骤：
S100、埋设护筒200，护筒200的内径大于旋挖灌注桩孔110的设计孔径，护筒200的上端面高于地面；
S200、利用旋挖机300在护筒200内取土成孔，并通过多次取土将孔径逐渐扩大，直至达到设计孔径；
S300、清理旋挖灌注桩孔110中的碎渣。
结合上述，旋挖机300在护筒200内取土成孔，是在护筒200内多次取土、将孔径逐级扩大的，旋挖机300单次取土量更少，旋挖机300所需的扭矩和功率更小，由此可降低设备成本。
具体的，参照图2，旋挖机300可分五次取土，第一次取土形成直径1.2m的第一级孔150，第二次取土形成直径1.4m的第二级孔140，第三次取土形成直径1.8m的第三级孔130，第四次取土形成直径2.2m的第四级孔120，第五次取土形成直径2.5m的旋挖灌注桩孔110。
此外，取土次数还可以是六次、七次或其它数量，每次取土后形成的孔的直径也可以变换。
参照图2和图3，在本发明的一些实施例中，护筒200包括加强环210和钢护筒220，加强环210固定于钢护筒220的外周面。钢护筒220的强度高，不容易变形，有利于减小旋挖灌注桩孔110发生缩颈的风险。此外，通过在钢护筒220的外周面增加加强环210，可进一步提高钢护筒220的强度，减小钢护筒220变形的概率。
此外，护筒200还可以是钢筋混凝土护筒。
参照图2和图3，在本发明的进一步实施例中，加强环210设有两个，钢护筒220的两端(参照图3，例如上端和下端)分别固定有一个加强环210。由于钢护筒220开口的两端较容易变形，通过在钢护筒220的两端针对性地增加加强环210，可有效地提高钢护筒220的强度，减小钢护筒220变形的概率。
参照图1，在本发明的一些实施例中，在步骤S100中，埋设护筒200时，利用打桩机将护筒200打入岩土层100中。打桩机将护筒200打入岩土层100，效率高，埋设护筒200的时间短，有利于缩短施工时间。
此外，在步骤S100中，埋设护筒200时，也可在岩土层100上挖坑，将护筒200埋入坑里，再回填泥土，从而实现护筒200的埋设。
参照图1，在本发明的一些实施例中，在步骤S100中，埋设护筒200时，当岩土层100包括流沙层时，护筒200穿过流沙层。流沙层的流动性较强，通过使护筒200穿过流沙层，可避免流沙流入旋挖灌注桩孔110，从而保障旋挖灌注桩孔110的顺利施工。
参照图1和图2，在本发明的一些实施例中，在步骤S100中，埋设护筒200时，护筒200的上端面比地面至少高出0.3m。通过限定护筒200的上端伸出地面部分的高度，有利于减少地面泥土进入旋挖灌注桩孔110的概率，从而保障旋挖灌注桩孔110的顺利施工。
具体的，护筒200的上端面比地面高出0.3m、0.35m、0.4m或其它数值。
参照图5，在本发明的一些实施例中，在步骤S200中，利用旋挖机300在护筒200内取土成孔时，先用牙轮钻切削岩土层100，再用取芯钻头或捞渣钻头取出岩土。牙轮钻可切断岩土与周边岩层的连接，取芯钻头或捞渣钻头可取出切断的岩土，从而完成取土成孔操作。
参照图6，在本发明的一些实施例中，在步骤S300中，清理旋挖灌注桩孔110中的碎渣时，采用泵吸反循环装置400将旋挖灌注桩孔110中的碎渣排出。泵吸反循环装置400可将旋挖灌注桩孔110中的碎渣不断循环吸出，并将碎渣留在外界，实现旋挖灌注桩孔110的清理。泵吸反循环装置400的清理效果好，清理效率高，有利于提高旋挖灌注桩孔110的施工速度。
参照图6，需要说明的是，图6中的箭头是指泥浆的流向。在本发明的进一步实施例中，泵吸反循环装置400包括导管410、砂石泵420和沉淀池440，导管410的一端插设在旋挖灌注桩孔110中，导管410的另一端与砂石泵420的入口连通，砂石泵420的出口与沉淀池440连通，沉淀池440通过泥浆槽160与旋挖灌注桩孔110连通。
由此，砂石泵420通电工作后，将在导管410中产生负压，在大气压力的作用下，旋挖灌注桩孔110中混合有岩石的泥浆，将流入到导管410中，并经过砂石泵420流入到沉淀池440中。岩石留在沉淀池440中后，剩余的泥浆继续进入到旋挖灌注桩孔110中，将剩余的岩石带出。
参照图6，在本发明的进一步实施例中，泵吸反循环装置400还包括阻挡壁430，阻挡壁430的高度小于沉淀池440的深度，阻挡壁430将沉淀池440分隔为过滤池441和泥浆池442，过滤池441与砂石泵420的出口连通，泥浆池442通过泥浆槽160与旋挖灌注桩孔110连通。
通过设置阻挡壁430，可过滤泥浆中的岩石，将岩石留在过滤池441中，避免岩石再次流入到旋挖灌注桩孔110中，由此可提高泵吸反循环装置400的清理效果。
综合上述，本发明实施例的旋挖灌注桩分级成孔施工方法具有如下技术效果：
(1)对大直径的钢护筒220增加加强环210，根据实际地质情况合理设计护筒埋深，可以更好的规避护筒变形、桩孔缩颈等风险；
(2)一次性成孔直接取出大直径的岩芯，扭转力大，在地质不好的地方容易造成旋挖机倾斜，有倾覆风险，对施工安全较为不利；与传统一次性成孔相比较，本发明采取分级成孔的方式，具有更好的经济效益和更高的实用性，同时施工更加安全；
(3)提高了施工效率，分次成孔法在同等工作量、同等工期要求下,可减少设备投入量,从而提高经济效益；
(4)降低了塌孔风险，分次成孔法施工过程中孔壁暴露时间缩短大大缩短，最大限度地降低塌孔风险。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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