一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法与流程

本发明属于岩土工程基坑支护与施工，具体涉及一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法。

背景技术：

1、在基础设施建设过程中，桩基的应用十分广泛，从建筑、桥梁基桩到滑坡治理抗滑桩等。桩基主要分为桩孔开挖和钢筋混凝土浇筑两大部分，对于桩孔的施工，目前主要采用人工挖孔或旋挖机钻孔施工。桩孔人工开挖安全风险大，施工时间长；旋挖机挖孔效率高，但旋挖机械进出场费用高，且受到空间、道路等条件制约。尤其对于中硬岩嵌岩桩，人工挖孔时往往需要石方爆破，安全影响大；对于旋挖机岩体部分钻进困难，机械磨损大，不经济。

2、在公开号为cn 109914395 a的中国专利中，提到了一种大直径嵌岩桩快速施工方法及其结构，是通过地面钻孔拉槽完成覆盖层的井壁钢筋混凝土支护和基岩部分桩周预裂钻孔。在基岩开挖过程中，结合桩周基岩预裂钻孔，通过地面打击放置于基岩钻孔中的楔子劈裂基岩，完成桩身嵌岩部分的石方开挖。本发明适合于不同断面形状的桩基施工，特别适合于大直径中硬岩嵌岩桩的施工。本发明施工灵活度高，适合于不同地形地质条件的桩基施工，施工简便、安全、经济快速，尽管上述方案有益效果诸多，但是该方案中对于灌注桩的稳定性和承载能力存在缺陷，未能解决嵌岩桩的精确定位问题，其灌注桩与岩层的结合力差，存在局限性。

3、对此，发明人提出一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，用以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，包括：

4、声波测量与预测，利用声波测量仪器对岩层进行声波传播速度测试，确定岩层的密度、硬度参数，并预测嵌岩深度，根据声波测量结果，调整设计方案；

5、预应力灌注桩设计与制备，根据声波测量结果和设计要求，制定预应力灌注桩的具体设计方案，包括钢筋配筋、预应力锚固点，准备预应力钢筋和混凝土，并根据设计要求进行预应力钢筋的张拉和锚固；根据设计要求确定钻孔位置，并进行标定，准备好钻孔设备，进行钻孔操作；

6、声波引导钻孔，在进行钻孔时，利用声波测量仪器对岩层进行实时监测，并根据声波传播速度调整钻孔参数，确保钻孔方向与设计要求一致，根据声波测量结果，在达到预定的岩层深度后，继续钻孔至预设的灌注桩深度；

7、预应力灌注，钻孔完成后，进行钻孔清洁，清除孔道内的岩屑和泥浆，确保孔道畅通，进行预应力钢筋的灌注和混凝土浆料的灌注，进行灌注桩尺寸设计，在灌注过程中，采用超声波振动设备，设置超声波振动参数，对混凝土进行加固，提高其密实度和结合力；

8、预应力张拉，等待混凝土凝固至一定程度后，进行预应力钢筋的张拉，施加预应力力量，并进行锚固，使混凝土与钢筋产生预压应力；

9、施工质量检查，在施工完成后，对预应力灌注桩进行质量检查，包括混凝土强度、密实度以及钢筋的张拉效果。

10、优选的，所述调整设计方案用于确定灌注桩的直径、长度和预应力设计参数。

11、优选的，声波测量具体为：

12、

13、其中v是声波传播速度，d是声波传播距离，t是声波传播时间；

14、根据声波传播速度v和声波传播时间t，可以计算出岩层的密度和硬度参数，并预测灌注桩的嵌岩深度。

15、优选的，所述灌注桩尺寸设计中灌注桩的截面积为：

16、

17、其中，a是灌注桩的截面积，q是设计荷载，r是土的承载力；

18、根据设计荷载q和土的承载力r，可以计算出灌注桩的截面积，从而确定灌注桩的直径。

19、优选的，所述预应力钢筋的张拉力表示为：

20、

21、其中，f是预应力钢筋的张拉力，a是钢筋的截面积，p是预应力力量，e是钢筋的弹性模量；

22、根据预应力力量p和钢筋的弹性模量e，可以计算出预应力钢筋的张拉力，用于灌注桩的预应力设计。

23、优选的，混凝土的抗压强度为：

24、

25、其中，fc是混凝土的抗压强度，fc′是混凝土的标准抗压强度，k是修正系数；

26、根据混凝土的标准抗压强度fc′和修正系数k，可以计算出混凝土的实际抗压强度fc，用于灌注桩的设计和施工。

27、优选的，所述超声波振动参数具体为：频率在20khz～50khz之间，振动波的峰值振幅为3μm～20μm，时间为1～5min，施加的压力为50～200n，深度为4mm～40mm。

28、优选的，所述钻孔设备包括大直径钻机和钻头。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、(1)本发明通过声波测量技术对岩层进行分析，可以更准确地确定岩层的情况，有助于制定更精确的灌注桩设计方案和施工参数，采用预应力技术对灌注桩进行设计和加固，以及在灌注桩施工过程中应用超声波振动加固技术，可以增强混凝土与岩层之间的结合力，提高灌注桩的稳定性和承载能力。

31、(2)本发明通过优化设计和施工参数，结合声波测量对岩层的分析，以及预应力技术和超声波振动的应用，可以有效地提高大直径灌注桩的嵌岩深度，增强其在岩层中的穿透能力和抗拔能力，通过优化设计和施工方法，提高灌注桩与岩层的结合力和稳定性，可以增强工程的长期稳定性和安全性，延长工程的使用寿命，降低维护成本。

技术特征：

1.一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，其特征在于：所述调整设计方案用于确定灌注桩的直径、长度和预应力设计参数。

3.根据权利要求1所述的一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，其特征在于：声波测量具体为：

4.根据权利要求1所述的一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，其特征在于：所述灌注桩尺寸设计中灌注桩的截面积为：

5.根据权利要求2所述的一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，其特征在于：所述预应力钢筋的张拉力表示为：

6.根据权利要求1所述的一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，其特征在于：混凝土的抗压强度为：

7.根据权利要求1所述的一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，其特征在于：所述超声波振动参数具体为：频率在20khz～50khz之间，振动波的峰值振幅为3μm～20μm，时间为1～5min，施加的压力为50～200n，深度为4mm～40mm。

8.根据权利要求1所述的一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，其特征在于：所述钻孔设备包括大直径钻机和钻头。

技术总结本发明涉及岩土工程基坑支护与施工技术领域，具体公开了一种提高大直径灌注桩嵌岩深度的施工方法，包括：声波测量与预测、预应力灌注桩设计、声波引导钻孔、预应力灌注、预应力张拉和施工质量检查；本发明通过声波测量技术对岩层进行分析，更准确地确定岩层的情况，有助于制定更精确的灌注桩设计方案和施工参数，采用预应力技术对灌注桩进行设计和加固，以及在灌注桩施工过程中应用超声波振动加固技术，可以增强混凝土与岩层之间的结合力，提高灌注桩的稳定性和承载能力，通过优化设计和施工参数，结合声波测量对岩层的分析，以及预应力技术和超声波振动的应用，可以有效地提高大直径灌注桩的嵌岩深度，增强其在岩层中的穿透能力和抗拔能力。技术研发人员：刘嘉伟受保护的技术使用者：山西一建集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29