(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 107476301 A(43)申请公布日 2017.12.15
(21)申请号 201710661866.0(22)申请日 2017.08.04
(71)申请人 中铁十六局集团第三工程有限公司
地址 313000 浙江省湖州市吴兴区湖东路
288号
申请人 中铁十六局集团有限公司(72)发明人 熊利文 刘旭炜 陈永祥 王祥懂
王康乐 姜国胜 刘振炜 (74)专利代理机构 杭州千克知识产权代理有限
公司 33246
代理人 赵卫康(51)Int.Cl.
E02D 5/68(2006.01)E02D 5/38(2006.01)
(54)发明名称
一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法(57)摘要
本发明公开了一种用于桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，包括：(1)护筒设计与制作：采用多个护筒，各护筒之间可以相互拆卸；(2)首节护筒安装：将首节护筒与钻机钻头相连接；(3)护筒跟进式钻孔成桩；(4)桩基混凝土灌注及护筒拔出。本发明有效的克服了在断裂带软弱破碎地层施工桥梁桩基钻孔易塌孔、易缩径的困难，在成孔的孔壁受同步跟进护筒的及时保护，钻进过程中不再出现因断层地质破碎而导致的孔壁坍塌，从而有效解决了钻进过程中出现的塌孔、卡钻等问题及成孔清孔后沉渣出现速度过快等问题；有效保证了复杂地层桩基施工质量，确保了桩基施工的安全性，提高了施工效率，降低了成本。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页
CN 107476301 ACN 107476301 A
权 利 要 求 书
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1.一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)护筒设计与制作：采用多个护筒，各护筒之间可以相互拆卸；(2)首节护筒安装：将首节护筒与钻机钻头相连接； (3)护筒跟进式钻孔成桩：根据放样后的桩位，将钻机钻头中心对准桩位，垂直钻进，以桩位地面为基准面，待护筒的上端面高出基准面H时，接下一个护筒，直至达到设计深度；(4)桩基混凝土灌注及护筒拔出：待桩孔钻进至设计深度后，安放桩基钢筋笼，灌注混凝土，在混凝土灌注过程中，根据已灌注混凝土数量及护筒直径计算护筒埋入混凝土长度，待护筒埋入混凝土长度满足要求时，拔出护筒。
2.根据权利要求1所述一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，其特征在于，所述护筒采用30mm钢板卷制而成，每节段高度为2-3m。
3.根据权利要求1所述一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，其特征在于，所述护筒的上部设置有第一连接部，除首节的护筒之外的所有所述护筒的下部设置有第二连接部，相邻护筒之间通过前一护筒的第一连接部和后一护筒的第二连接部相连接。
4.根据权利要求1所述一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，其特征在于，所述护筒包括相互铰接的两片护筒片，两片所述护筒片远离铰接点的一端通过扣合件连接。
5.根据权利要求3所述一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，其特征在于，所述第一连接部的内径小于所述第二连接部的内径，且所述第一连接部上设置有第一螺纹孔，第二连接部上设置有第二螺纹孔，第一连接部和第二连接部之间通过螺栓连接。
6.根据权利要求3所述一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，其特征在于，所述第一连接部上设置有挂孔，所述第二连接部的外侧铰接有挂钩，所述第一连接部和第二连接部之间通过挂钩与挂孔进行连接。
7.根据权利要求1所述一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，其特征在于，在护筒制作完成后、使用前，进行护筒预拼装。
8.根据权利要求1所述一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，其特征在于，还包括对护筒的维护及护筒数量配置。
9.根据权利要求1所述一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，其特征在于，所述护筒的外表面上设置有竖直凸棱或者螺旋凸棱。
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说 明 书
一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法
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技术领域
[0001]本发明公开了一种用于桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，具体涉及一种地震断裂带复杂地质层、土层软弱破碎、富含地下水、易塌孔等地层全护筒跟进法施工方法。背景技术
[0002]在桥梁桩基处在断裂带地层紊乱，岩体软弱破碎，桩基多穿越角砾断层，成孔困难，成孔过程中易塌孔，易缩径，以至桩基施工质量难以控制，确保该复杂地层桩基施工质量成为难题。
发明内容
[0003]本发明的目的是为解决以上困难，设计一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，实际应用显示，这种全护筒跟进桩基施工方法简便快捷，成本低，安全性强，质量有保证。[0004]本发明的技术方案是：一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，包括：(1)护筒设计与制作：采用多个护筒，各护筒之间可以相互拆卸；(2)首节护筒安装：将首节护筒与钻机钻头相连接，当钻机钻头旋转方向与钻头钻进方向一致时护筒与钻头紧固，当反方向旋转时可将钻机钻头与护筒解除锁定状态，方便钻机钻进过程中提钻头出钻渣。在安装后检验首节护筒与钻机钻头的同心度、垂直度，保证护筒在后续钻进过程中的垂直度；首节护筒长度根据表层地质及钻机钻头单次钻进深度决定，为保证钻进进度，首节护筒一般不少于2m；(3)护筒跟进式钻孔成桩：根据放样后的桩位，将钻机钻头中心对准桩位，垂直钻进，以桩位地面为基准面，待护筒的上端面高出基准面H时，接下一个护筒，直至达到设计深度；(4)桩基混凝土灌注及护筒拔出：待桩孔钻进至设计深度后，安放桩基钢筋笼，灌注混凝土，在混凝土灌注过程中，根据已灌注混凝土数量及护筒直径计算护筒埋入混凝土长度，待护筒埋入混凝土长度满足要求时，拔出护筒。
[0005]本发明有效的克服了在断裂带软弱破碎地层施工桥梁桩基钻孔易塌孔、易缩径的困难，在成孔的孔壁受同步跟进护筒的及时保护，钻进过程中不再出现因断层地质破碎而导致的孔壁坍塌，从而有效解决了钻进过程中出现的塌孔、卡钻等问题及成孔清孔后沉渣出现速度过快等问题；有效保证了复杂地层桩基施工质量，确保了桩基施工的安全性，提高了施工效率，降低了成本。
[0006]上述方案采用多个护筒，从表面上看来，采用多个分段的护筒比采用一个长的护筒更费时间，实际上，多个分段的护筒，会降低钻孔和护筒拔出的时间。而且相比长的护筒，较短的护筒，利于钻机钻头与桩位之间的定位，定位更简单，更精确。[0007]作为优选，护筒采用30mm钢板卷制而成，每节段高度为2-3m，该技术特征是综合考虑桩基成孔直径、护筒强度、桩基基岩地质条件和旋挖钻工作性能指标等因素而决定的。2-3米作为一个护筒的高度，同时也作为钻机的一个钻孔冲程，有利于钻机的钻孔进度，利于钻头与桩位之间的定位。[0008]作为优选，所述护筒的上部设置有第一连接部，除首节的护筒之外的所有所述护
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筒的下部设置有第二连接部，相邻护筒之间通过前一护筒的第一连接部和后一护筒的第二连接部相连接。[0009]护筒之间可以相互之间连接，也可以不连接，采用连接的方式，有利于步骤(4)中护筒的拔出，节约施工时间。[0010]作为优选，所述第一连接部的内径小于所述第二连接部的内径，且所述第一连接部上设置有第一螺纹孔，第二连接部上设置有第二螺纹孔，第一连接部和第二连接部之间通过螺栓连接。操作简单方便。[0011]作为优选，所述第一连接部上设置有挂孔，所述第二连接部的外侧铰接有挂钩，所述第一连接部和第二连接部之间通过挂钩与挂孔进行连接。操作简单方便。[0012]作为优选，所述护筒包括相互铰接的两片护筒片，两片所述护筒片远离铰接点的一端通过扣合件连接。护筒之间在竖直方向上可拆卸连接，在护筒本身的横向上也可以打开，通过该技术方案，钻孔时，钻机的钻头每钻一个护筒高度的深度后，不用取出钻头再套设下一个护筒，而可以直接将护筒套上，大大节约钻孔时间。[0013]作为优选，在护筒制作完成后、使用前，进行护筒预拼装：对加工完成的护筒在施工现场进行预拼装，检验护筒连接横、竖向限位器位置准确性及可靠性，保证护筒能按预想的要求埋入及拔出。[0014]作为优选，预拼装完成后对整个护筒进行编号，在后续施工过程中按预拼装时的编号进行护筒接长及拆除。[0015]作为优选，还包括对护筒的维护及护筒数量配置，为保证钻机能连续作业，提高机械设备利用率，根据钻机钻进速度及桩基混凝土灌注、拔管速度合理配置1.5-2套护筒，以满足在灌注上一根桩基时钻机可以开始下一根桩基桩孔的钻进。[0016]作为优选，护筒的拔出，用液压顶管机将护筒分节顶出，单次顶管长度为单节护筒长度。
[0017]作为优选，所述护筒的外表面上设置有竖直凸棱或者螺旋凸棱。凸棱的设置，既有助于钻孔施工，加快钻孔的进度，又能够减小护筒拔出时的阻力。[0018]通过实施上述技术方案，本发明有效的克服了在断裂带软弱破碎地层施工桥梁桩基钻孔易塌孔、易缩径的困难，在成孔的孔壁受同步跟进护筒的及时保护，钻进过程中不再出现因断层地质破碎而导致的孔壁坍塌，从而有效解决了钻进过程中出现的塌孔、卡钻等问题及成孔清孔后沉渣出现速度过快等问题；有效保证了复杂地层桩基施工质量，确保了桩基施工的安全性，节约了施工时间，提高了施工效率，降低了成本。附图说明
[0019]附图1为本发明一实施例中护筒的示意图；
附图2为附图1所示护筒的连接示意图；附图3为本发明另一实施例中护筒示意图；附图4为本发明另一实施例中护筒的俯视图。[0020]图中，1-护筒；11-第一连接部；12-第二连接部；111-第一螺纹孔；112-挂孔；121-第二螺纹孔；122-挂钩；13-竖直凸棱。
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具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细说明。[0022]实施例1：
一种用于桥梁桩基施工的护筒套件，包括多个护筒1，护筒1的结构附图1所示，护筒1的上部设置有第一连接部11，除首节的护筒1之外的所有所述护筒1的下部设置有第二连接部12，第一连接部11的内径小于所述第二连接部12的内径，且所述第一连接部11上设置有第一螺纹孔111，第二连接部12上设置有第二螺纹孔121，相邻护筒1之间通过螺栓连接，如附图2所示。
[0023]一种桥梁桩基全护筒跟进法施工方法，主要用于地震断裂带复杂地质层、土层软弱破碎、富含地下水、易塌孔等地层，其具体方法包括：(1)护筒设计与制作：综合考虑桩基成孔直径、护筒强度、桩基基岩地质条件和旋挖钻工作性能指标等因素，根据前述经验计算公式，护筒材质采用30mm钢板卷，每节段长度为2m；(2)首节护筒安装：将检验合格的护筒与旋挖钻机钻头相连接，当钻头旋转方向与钻头钻进方向一致时护筒与钻头紧固，当反方向旋转时可将钻头与护筒解除锁定状态，方便钻机钻进过程中提钻头出钻渣。在安装后检验首节护筒与旋挖钻机钻头的同心度、垂直度，保证护筒在后续钻进过程中的垂直度；(3)护筒跟进式钻孔成桩：根据放样后的桩位，将钻头中心对准桩位，垂直钻进，以桩位地面为基准面，待护筒的上端面高出基准面H时，接下一个护筒，直至达到设计深度；在成孔的孔壁受同步跟进护筒的及时保护，钻进过程中不再出现因断层地质破碎而导致的孔壁坍塌，从而有效解决了钻进过程中出现的塌孔、卡钻等问题及成孔清孔后沉渣出现速度过快等问题；(5)桩基混凝土灌注及护筒拔出：待桩孔钻进至设计深度后，按技术要求，进行清孔，安放桩基钢筋笼，灌注混凝土。在混凝土灌注过程中，根据已灌注混凝土数量及钢护筒直径计算护筒埋入混凝土长度，待护筒埋入混凝土长度满足要求时用液压顶管机将跟进式护筒分节顶出，原则上以单次顶管长度为单节护筒长度为宜。[0024]实施例2：
一种用于桥梁桩基施工的护筒套件，包括多个护筒1，护筒1的上部设置有第一连接部11，除首节的护筒1之外的所有所述护筒1的下部设置有第二连接部12，第一连接部11的内径小于所述第二连接部12的内径，且所述第一连接部11上设置有挂孔112，第二连接部12的外侧铰接有挂钩122，如附图3所示，相邻护筒1之间通过挂钩122与挂孔112进行连接。护筒1的外表面上设置有竖直的竖直凸棱13，如附图4所示。
[0025]一种桥梁桩基难成孔地层全护筒跟进法施工方法，包括：(1)护筒设计与制作：综合考虑桩基成孔直径、护筒强度、桩基基岩地质条件和旋挖钻工作性能指标等因素，根据前述经验计算公式，护筒采用30mm钢板卷制而成，每节段长度为3m；(2)护筒试拼装：对加工完成的护筒在施工现场进行预拼装，检验护筒连接横、竖向限位器位置准确性及可靠性，保证护筒能按预想的要求埋入及拔出。预拼装完成后对整个护筒进行编号，在后续施工过程中按预拼装时的编号进行护筒接长及拆除；(3)首节护筒安装：将预拼装检验合格的护筒与旋挖钻机钻头相连接，当钻头旋转方向与钻头钻进方向一致时护筒与钻头紧固，当反方向旋转时可将钻头与护筒解除锁定状态，方便钻机钻进过程中提钻头出钻渣。在安装后检验首节护筒与旋挖钻机钻头的同心度、垂直度，保证护筒在后续钻进过程中的垂直度；(4)护筒
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跟进式钻孔成桩：根据放样后的桩位，将钻头中心对准桩位，垂直钻进，以桩位地面为基准面，待护筒的上端面高出基准面H时，接下一个护筒，在成孔的孔壁受同步跟进护筒的及时保护，钻进过程中不再出现因断层地质破碎而导致的孔壁坍塌，从而有效解决了钻进过程中出现的塌孔、卡钻等问题及成孔清孔后沉渣出现速度过快等问题；(5)桩基混凝土灌注及钢护筒拔出。待桩孔钻进至设计深度后，按技术要求，进行清孔，安放桩基钢筋笼，灌注混凝土。在混凝土灌注过程中，根据已灌注混凝土数量及钢护筒直径计算护筒埋入混凝土长度，待护筒埋入混凝土长度满足要求时用液压顶管机将跟进式护筒分节顶出，原则上以单次顶管长度为单节护筒长度为宜；(6)护筒维护及护筒数量配置。为保证旋挖钻机能连续作业，提高机械设备利用率，根据旋挖钻机钻进速度及桩基混凝土灌注、拔管速度合理配置1.5~2套跟进式护筒，以满足在灌注上一根桩基时旋挖钻机可以开始下一根桩基桩孔的钻进。[0026]本发明有效的克服了在断裂带软弱破碎地层施工桥梁桩基钻孔易塌孔、易缩径的困难，有效保证了复杂地层桩基施工质量，确保了桩基施工的安全性，提高了施工效率，降低了成本。
[0027]实施例3：
一种用于桥梁桩基施工的护筒套件，包括多个护筒1，护筒1的上部设置有第一连接部11，除首节的护筒1之外的所有所述护筒1的下部设置有第二连接部12，第一连接部11的内径小于所述第二连接部12的内径，且所述第一连接部11上设置有挂孔112，第二连接部12的外侧铰接有挂钩122，相邻护筒1之间通过挂钩122与挂孔112进行连接。护筒1的外表面上设置有螺旋凸棱。
[0028]一种桥梁桩基难成孔地层全护筒跟进法施工方法，包括：(1)护筒设计与制作：综合考虑桩基成孔直径、护筒强度、桩基基岩地质条件和旋挖钻工作性能指标等因素，根据前述经验计算公式，护筒采用30mm钢板卷制而成，每节段长度为2.5m；(2)护筒试拼装：对加工完成的护筒在施工现场进行预拼装，检验护筒连接横、竖向限位器位置准确性及可靠性，保证护筒能按预想的要求埋入及拔出。预拼装完成后对整个护筒进行编号，在后续施工过程中按预拼装时的编号进行护筒接长及拆除；(3)首节护筒安装：将预拼装检验合格的护筒与旋挖钻机钻头相连接，当钻头旋转方向与钻头钻进方向一致时护筒与钻头紧固，当反方向旋转时可将钻头与护筒解除锁定状态，方便钻机钻进过程中提钻头出钻渣。在安装后检验首节护筒与旋挖钻机钻头的同心度、垂直度，保证护筒在后续钻进过程中的垂直度；(4)护筒跟进式钻孔成桩：根据放样后的桩位，将钻头中心对准桩位，垂直钻进，以桩位地面为基准面，待护筒的上端面高出基准面H时，接下一个护筒，在成孔的孔壁受同步跟进护筒的及时保护，钻进过程中不再出现因断层地质破碎而导致的孔壁坍塌，从而有效解决了钻进过程中出现的塌孔、卡钻等问题及成孔清孔后沉渣出现速度过快等问题；(5)桩基混凝土灌注及钢护筒拔出。待桩孔钻进至设计深度后，按技术要求，进行清孔，安放桩基钢筋笼，灌注混凝土。在混凝土灌注过程中，根据已灌注混凝土数量及钢护筒直径计算护筒埋入混凝土长度，待护筒埋入混凝土长度满足要求时用液压顶管机将跟进式护筒分节顶出，原则上以单次顶管长度为单节护筒长度为宜；(6)护筒维护及护筒数量配置。为保证旋挖钻机能连续作业，提高机械设备利用率，根据旋挖钻机钻进速度及桩基混凝土灌注、拔管速度合理配置1.5~2套跟进式护筒，以满足在灌注上一根桩基时旋挖钻机可以开始下一根桩基桩孔的钻进；(7)重复(3)- (6)继续完成剩余桥梁桩基的施工。
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