阅读说明：本技术 一种重复施工利用超长钢护筒的方法 (Method for repeatedly constructing and utilizing ultra-long steel casing ) 是由 李莉华 袁忠海 刘杰 向阳 包利剑 黄思权 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：一种重复施工利用超长钢护筒的方法,包括步骤：1)选择内径大于设计桩直径的定位钢护筒,预埋深度≥1000mm,与设计桩同心设置；2)在定位钢护筒范围内冲第一段孔至稳定岩层表面,第一段孔的孔径大于钻孔设计值；3)选择直径小于第一段孔的孔径且大于钻孔设计值的超长钢护筒,垂直进入第一段孔中且支承于稳定岩层表面上；4)继续冲孔径为钻孔设计值的第二段孔进入稳定岩层,至设计深度；5)清孔至第二段孔符合设计要求为止；6)吊放钢筋笼至设计位置后,支护于超长钢护筒上；7)进行混凝土浇灌作业；8)混凝土浇灌完毕2h内,采用振动锤以1.5m/min的速度将超长钢护筒拨出；9)至超长钢护筒下端拨出至定位钢护筒,取下振动锤,将超长钢护筒拨出。(A method for repeatedly constructing and utilizing an ultra-long steel casing comprises the following steps: 1) selecting a positioning steel casing with the inner diameter larger than the diameter of the designed pile, wherein the embedded depth is more than or equal to 1000mm, and the positioning steel casing and the designed pile are arranged concentrically; 2) punching a first section of hole to the surface of a stable rock stratum within the range of the positioning steel casing, wherein the aperture of the first section of hole is larger than the designed drilling value; 3) selecting an ultra-long steel casing with the diameter smaller than the aperture of the first section of hole and larger than the designed value of drilling, vertically entering the first section of hole and supporting on the surface of a stable rock stratum; 4) continuously punching a second section of hole with the hole diameter being the designed value of the drilling hole into the stable rock stratum to the designed depth; 5) cleaning the hole until the second section of hole meets the design requirement; 6) after the reinforcement cage is hoisted to the designed position, the reinforcement cage is supported on the ultra-long steel casing; 7) carrying out concrete pouring operation; 8) within 2h after the concrete pouring is finished, pulling out the ultra-long steel casing by adopting a vibration hammer at the speed of 1.5 m/min; 9) and pulling out the lower end of the super-long steel protection cylinder to the positioning steel protection cylinder, taking down the vibration hammer, and pulling out the super-long steel protection cylinder.)

一种重复施工利用超长钢护筒的方法

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，特别涉及一种重复施工利用超长钢护筒的方法。

背景技术

我国沿海等地区地质复杂,砂层分布范围广、厚度大，岩面起伏大、高水位，斜岩及岩溶发育等不良地质条件较为普遍。在这些地质条件下工程项目最经济的成孔方式为冲孔桩灌注体系，在孔道过深或者地质复杂时为避免孔桩塌孔，一般选用全程钢护筒跟进的方式成孔。钢套筒在成孔后留置在地基内，严重浪费钢材，导致施工成本较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种重复施工利用超长钢护筒的方法，在确保桩身质量的前提下，将超长钢护筒拨出供重复施工利用，有效降低了施工成本。

本发明的技术方案是：一种重复施工利用超长钢护筒的方法，包括以下步骤：

1)根据设计桩的位置及尺寸，选择定位钢护筒，该定位钢护筒的内径大于设计桩的直径，定位钢护筒的预埋深度≥1000mm，且高出地面，与设计桩同心设置；

2)按照常规工艺，定位钢护筒范围内朝下冲第一段孔至稳定岩层表面，第一段孔的孔径大于钻孔设计值，冲第一段孔时，采用常规工艺进行孔壁养护；

3)选择超长钢护筒，超长钢护筒的直径小于第一段孔的孔径，且大于钻孔设计值，利用吊车垂直吊装超长钢护筒，至平面位置和垂直度调整至规范偏差范围内后，控制超长钢护筒进入第一段孔中，且支承于稳定岩层表面上；

4)继续朝下冲第二段孔进入稳定岩层，至设计深度，第二段孔的孔径为钻孔设计值；

5)采用泥浆泵反循环置浆法清孔，至第二段孔的沉渣厚度、泥浆比重和含砂率符合设计要求为止；

6)清孔完毕后，吊放钢筋笼，至设计位置后，支护于超长钢护筒上；

7)自检孔底沉渣厚度满足设计要求后，采用导管法进行混凝土浇灌作业，浇灌起始时，导管自由端距第二段孔的底部的高度为0.3-0.5m，混凝土采用水下自密实混凝土，浇灌开始后，导管上升，且导管自由端位于混凝土面以下；

8)混凝土浇灌完毕2h内，采用振动锤将超长钢护筒慢速拨出，拨出速度控制在1.5m/min，并监测超长钢护筒内混凝土面下降数据；

9)至超长钢护筒的下端拨出至定位钢护筒，取下振动锤，采用吊车将超长钢护筒拨出运走，用于重复施工利用。

步骤1)所述定位钢护筒的长度为1.2m，定位钢护筒的内径比设计桩直径大400mm。

步骤2)冲第一段孔时，使用小密度泥浆循环置换冲孔过程产生的沉积泥浆。

步骤3)所述超长钢护筒的直径比第一段孔的孔径小200mm。

步骤3)超长钢护筒进入第一段孔时，待超长钢护筒自重下沉稳定后，起吊振动锤至超长钢护筒上端且对中后，冲击超长钢护筒稳定支承于稳定岩层表面上。

步骤5)沉渣厚度＜5cm，泥浆泵反循环置浆法清孔后，补充泥浆，且保持第一段孔内泥浆高度在地下水位或地表水位1.5-2m以上，所述泥浆比重为1.1-1.2，含砂率小于4％，粘度为17-20s，泥浆pH值为6-8。

步骤7)中混凝土浇灌作业时浇灌的混凝土量大于设计浇灌量。

步骤8)所述振动锤为电动振动锤。

采用上述技术方案具有以下有益效果：

1、本发明重复施工利用超长钢护筒的方法，提前在设计桩的位置预埋定位钢护筒，使桩位提前固定，定位准确。在后续重复冲孔施工过程中，第一段孔、第二段孔不偏移，冲孔精度高，且不需要施工人员重复放射线，还有效减轻了施工人员的劳动强度。

2、本发明重复施工利用超长钢护筒的方法，超长钢护筒和定位钢护筒均可重复施工使用，与传统一次投入钢护筒的施工方法相比，本发明提高了钢护筒的使用次数，有效节省钢材资源和能源。

3、本发明重复施工利用超长钢护筒的方法，体系强度高、刚度大，成型的设计桩质量稳定，且垂直度较好，有效满足施工要求。

4、本发明重复施工利用超长钢护筒的方法，定位钢护筒的预埋深度≥1000mm，且高出地面，使定位钢护筒定位稳定，且目标明显，方便施工人员在定位钢护筒范围内冲孔，此外，定位钢护筒高出地面的筒段还用于围挡冲孔产生的泥浆，方便布置泥浆泵。

5、本发明重复施工利用超长钢护筒的方法，在浇灌混凝土起始时，导管自由端距第二段孔的底部的高度为0.3-0.5m，使浇灌的混凝土将第二段孔、第一段孔沉积的泥浆排挤出，保证浇灌的混凝土质量，浇灌开始后，导管上升，且导管自由端位于混凝土面以下，在保持泥浆顺利排挤出的前提下，降低混凝土的浇灌压力。

6、本发明重复施工利用超长钢护筒的方法，混凝土浇灌完毕2h内，采用振动锤将超长钢护筒慢速拨出，拨出速度控制在1.5m/min，振动锤一边拨出超长钢护筒，一边锤击超长钢护筒，若拨出速度太慢，虽然能有效夯实混凝土，然而存在因混凝土凝固导致无法拨出超长钢护筒的风险，若拨出速度太快，对混凝土的夯实时间过短，可能导致成型的混凝土均在空隙、裂纹等缺陷，严重时导致成型的桩身报废。

下面结合附图和

具体实施方式

作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的施工示意图。

附图中，1为定位钢护筒，2为第一段孔，3为超长钢护筒，4为第二段孔。

具体实施方式

本发明中，未标明的施工方法采用建筑领域惯常的施工方法进行施工，未标明具体成本的原料通常采用建筑领域常规的原料。

实施例一

广州北站综合交通枢纽开发建设项目(首期)安置区工程

项目位于广州市花都区新华街新街村，广清高速以东，新街大道以西，总建筑面积45000m²，地下一层，地上30层，框架—剪力墙结构。本工程基础为冲孔灌注桩，分别为φ1000、φ1200、φ1400，桩长30-65米，要求桩底持力层置于不少于6米的完整微风化岩层上，嵌入该岩层内深度1000mm-2000mm。其中确认为超长桩的统计数量有：1000mm的，小计12根桩；1200mm，小计28根桩；1400mm，小计13根桩，总共53根。

具体施工方式为：

首先熟悉施工图纸，根据桩位置及尺寸进行定位放样。选择定位钢护筒，长度为1.2m，内径比对应的设计桩的直径大400mm，预埋深度为1000mm，且与设计桩同心。

安装完成定位钢护筒后，在定位钢护筒范围内，按常规工艺朝下冲第一段孔至稳定岩面表面；第一段孔的孔径比钻孔设计值大200mm。在冲第一段孔时使用密度较小的泥浆进行孔壁养护，避免塌方，在5-8小时内快速冲孔到达稳定岩面。

第一段孔到位后，选择超长钢护筒，超长钢护筒的直径比第一段孔的孔径小，且大于钻孔设计值。超长钢护筒用150吨履带吊吊起放到平台上，并确认好缆绳的起吊方式。将超长钢护筒竖起转换成垂直吊，履带吊将超长钢护筒从侧面吊入导向架，根据测量员的指导进行垂直度的调整，至平面位置和垂直度调整到规范偏差值后，履带吊慢慢放下超长钢护筒，使超长钢护筒沿导向架下沉至地面并入土。待超长钢护筒自重下沉稳定后，起吊振动锤至超长钢护筒顶口并调整振动锤的位置，使其重心在超长钢护筒的中心位，锤击至超长钢护筒稳定支承于稳定岩面表面上。

对于支护深度大于16米的孔桩，在超长钢护筒下放后，即组织人员进行加长节的焊接，焊接方式采用对接焊缝，不得用搭接或侧面有覆板的焊接形式，并符合GB50661的要求。焊缝外观缺陷的允许范围和处理方管壁厚(20mm)，其高度C(2-3mm)，宽度E(2-3mm)。超长钢护筒焊接加长节后，按一般超长钢护筒跟进施工工艺冲孔，直至施工到稳定岩层。

施工至稳定岩层后，更换冲击锤(按原设计桩径选择冲击锤)，按常规工艺冲第二段孔至设计桩底标高，第二段孔的孔径为钻孔设计值。

采用泥浆泵反循环置浆法清孔，直至沉渣厚度、泥浆比重和含砂率符合规范要求为止。

钢筋笼制作：钢筋笼应严格按图纸要求分节制作，各项偏差应符合规范；主筋与箍筋、加强箍间，采用点焊牢固连接；在同一截面主筋的接头数量须≤50％；错开长度≥35d且不小于1000；按设计要求控制保护层厚度为50mm；笼间搭接单面焊缝长度为10d；钢筋笼制作完成后，应将焊渣清除干净。吊放钢筋笼时，要对准桩孔中心，垂直缓缓下沉；钢筋笼下放到设计位置后，确保笼顶在孔内居中的前提下，用双吊筋固定于超长钢护筒上。钢筋笼安装后还应进行二次清孔，直至孔底沉渣厚度小于5cm的要求，此时应注意及时补充泥浆，保持稳定的水头高度，孔内水位保持在地下水位或地表水位以上1.5-2m，以防止钻孔的任何坍陷。清孔后泥浆比重一般控制在1.10-1.20，含砂率小于4％，粘度17-20s，泥浆pH值控制在6-8之间。

清孔毕至开灌混凝土的间隔时间不得超过15分钟，否则，须重新清孔并复测沉渣厚度。

自检孔底沉渣厚度满足设计要求后，经监理复核认可，方可开灌混凝土。混凝土浇灌方式采用56米臂架泵配合浇灌。采用导管法进行灌注作业，导管接头用“O”形密封圈密封；浇灌起始时，导管自由端距第二段孔的底部的高度为0.3-0.5m，混凝土采用水下自密实混凝土，浇灌开始后，导管上升，且导管自由端位于混凝土面以下，确保混凝土在浇筑过程中自行密实，达到设计要求。

为确保钢护筒能拔出，桩身混凝土浇灌时间不可超过2小时，需要提前与搅拌站协调以保证混凝土供应备料充足；混凝土连续浇灌每车混凝土交换间歇时间控制在5分钟内。

超长钢护筒的拆除应在灌注混凝土初凝前，灌注完成后至2小时内必须拔出。超长钢护筒拔出采用振动锤振动慢速拔出,振动锤采用电动机驱动，其转速在1200r/min，低振频率为120s，充分利用振动锤的振动力通过钢护筒传递到混凝土接触面，以保证混凝土扩展和密实度；起拔速度控制在1.5米/分钟,并应随时监测护筒内混凝土面下降数值，做好记录，保证混凝土的扩散和密实。

超长钢护筒的下端拨至定位钢护筒时，取下振动锤换150t履带吊，将超长钢护筒拔出运走。因起拔超长钢护筒使得桩身直径发生改变(增大约20cm)，会影响到混凝土顶面的标高，所以在混凝土浇灌过程中要充分考虑到超长钢护筒起拔对混凝土浇筑的影响，在超长钢护筒起拔前要先进行超灌弥补护筒起拔的影响。

通过采用本发明方法施工，从根本上解决了因砂层长期震动和在水中浸泡后垮塌导致冲孔(成孔)失败，减少重复填料工作，施工质量得到了保证，施工也安全，工期节约达3个月，进度有较大的提升，以达到简化冲孔灌注桩施工工艺。超长钢护筒可重复利用，节省了钢护筒(一次性投入)等材料，节能环保、降本增效的作用。

基础结构施工完成后，本项目可拔超长钢护筒体系选用的配件已调拨至新开工程继续使用，节约了建设成本，具有较高的推广应用价值。

实施例二

广清城际轨道交通项目(花都段)安置区工程

项目位于广州市花都区新华街新街村，广清高速以东，新街大道以西，总建筑面积39500m²，地下一层，地上30层，框架—剪力墙结构。本工程基础为冲孔灌注桩，分别为φ1000、φ1200、φ1400，桩长27-69.4米，要求桩底持力层置于不少于7米的完整微风化岩层上，嵌入该岩层内深度1000mm-3000mm。其中确认为超长桩的统计数量有：1000mm，小计7根桩；1200mm，小计22根桩；1400mm，小计9根桩，总共38根。采用实施例一的施工方式进行施工，从根本上解决了因砂层长期震动和在水中浸泡后垮塌导致冲孔(成孔)失败，减少重复填料工作，施工质量得到了保证，施工也安全，工期节约达2个月，进度有较大的提升，以达到简化冲孔灌注桩施工工艺。可拔超长钢护筒可重复利用(重复利用达20次以上)，节省了钢护筒(一次性投入)等材料，节能环保、降本增效的作用。