一种钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法与流程

1.本发明涉及钻孔灌注桩施工技术领域，具体的说，是涉及一种钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法。


背景技术：

2.在钻孔灌注桩施工过程中，常埋设护筒来定位钻孔桩位，一般为钢护筒，其作用主要是：（1）固定桩位，引导钻孔方向；（2）保护孔口，隔离地表水免其流入井孔，防止地面石块掉入；（3）控制桩顶高程；（4）保护孔口不坍塌，并保证孔内泥浆水位高出地下水位或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌。
3.对于灌注桩钻孔深度较深，且上部土层地质情况软弱的施工条件下，需要采用长度≥4m的长护筒形式，已达到相对稳定的底层；根据具体施工环境，部分地方护筒长度可达到15m以上。现有的对于一般长护筒安装方式主要为：场地平整、定位
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钻孔至护筒长度或小于护筒长度1～3m的深度
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钢护筒吊装配合
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振动锤振沉钢护筒到既定高程
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继续钻进成孔
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钢筋笼安装
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混凝土浇筑
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护筒起拔。
4.采用振动锤振沉护筒，在振动下沉过程中，振动设备噪音污染严重，且振动对已有建筑物，或现在正在施工的建筑、基础可能会带来不良影响，特别在城市及周边环境复杂的条件下影响较大，适用性差。且在长护筒安装前一般需提前钻孔至一定深度，桩孔已形成较深的孔桩，振沉护筒的过程会扰动周边地层，反而容易在软弱地层中造成塌孔事故。
5.以上缺陷，有待改善。


技术实现要素：

6.为了克服现有的技术的不足， 本发明提供一种钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法。
7.本发明技术方案如下所述：一种钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，包括以下步骤：步骤s1、护筒制作：采用钢板制作变形式长护筒，并根据所述变形式长护筒的长度配套安装液压扩筒装置；步骤s2、孔位钻进：钻孔灌注桩钻孔设备就位后，同步配置护壁泥浆，并钻进至所述变形式长护筒的埋设高程；步骤s3、吊放护筒：钻孔就位后，吊装变形前的所述变形式长护筒；步骤s4、液压扩筒：变形前的所述变形式长护筒吊装到位后，所述液压扩筒装置连接地面上的液压扩筒装置控制端并进行扩筒；步骤s5、护筒安装到位：所述变形式长护筒在扩筒过程中，不断挤压钻孔孔壁周边的土体，在钻孔孔壁与所述变形式长护筒之间产生的压力和摩擦力的作用下，所述变形式长护筒自稳于钻孔内既定高程，完成护筒安装。
8.根据上述方案的本发明，在步骤s4中，所述液压扩筒装置控制端控制所述液压扩
筒装置对变形前的所述变形式长护筒上两块相互错开的筒壁板块同步施加拉伸力，使所述变形式长护筒发生整体形变并不断增大直径，直到两块所述筒壁板块端头的自锁扣相互扣入，形成封闭圆环。
9.根据上述方案的本发明，所述液压扩筒装置包括固定端和自由端，所述固定端和所述自由端分别与所述变形式长护筒上两块相互错开的筒壁板块的外侧焊接固定。
10.进一步的，位于外侧的所述筒壁板块的端部设置有第一自锁扣，位于内侧的所述筒壁板块的端部外侧设置有与所述第一自锁扣相配合的第二自锁扣。
11.进一步的，所述液压扩筒装置上预留出与所述液压扩筒装置控制端连接的连接线，所述液压扩筒装置的连接线与所述液压扩筒装置控制端连接后，所述液压扩筒装置控制端加压控制所述自由端的伸长和缩短，同时所述固定端带动所述变形式长护筒发生相应的变形。
12.进一步的，所述液压扩筒装置控制端根据所述液压扩筒装置的安装数量显示对应编号的操控界面，通过所述操控界面可单独或同时控制所述液压扩筒装置的开闭。
13.进一步的，所述操控界面还显示各个所述液压扩筒装置的伸长值。
14.进一步的，所述操控界面上对应每一所述液压扩筒装置均设置有对应的开启按键和关闭按键；通过所述开启按键输出开启信号控制对应的所述液压扩筒装置的自由端加压并伸长，对应的所述液压扩筒装置的固定端受水平推力并带动所述变形式长护筒的两块筒壁板块变形扩大；通过所述关闭按键输出关闭信号控制对应的所述液压扩筒装置的自由端缩短，对应的所述液压扩筒装置的固定端受水平拉力并带动所述变形式长护筒的两块筒壁板块变形收紧。
15.根据上述方案的本发明，在步骤s5之后，还包括步骤s6、继续钻进成孔：安装完所述变形式长护筒后，继续钻孔灌注桩的成孔作业，以及成孔后浇筑钻孔灌注桩。
16.进一步的，在步骤s6之后，还包括步骤s7、护筒起拔及回收：钻孔灌注桩浇筑完成后，在混凝土初凝前，及时起拔并回收所述变形式长护筒。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、通过对钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进，可实现在护筒安装过程中不产生振动，全过程静音，避免了振动和噪声对周边环境和既有结构的不良影响；特别对于施工范围位于城市居民区或对振动有较高要求的重要建构筑物附近，有较高的适用性；2、通过针对性加工改造，变形式长护筒可适用于不同直径的钻孔灌注桩施工，施工过程中通过吊装定位和液压扩筒装置，可精准控制护筒在孔位中的高程；整体方案操作简便，安装快速，且能多次重复使用。
附图说明
18.图1为本发明的方法流程图；图2为图1中步骤s2的安装示意图；
图3为图1中步骤s3的安装示意图；图4为图1中步骤s4的安装示意图；图5为图1中步骤s5的安装示意图；图6为本发明中变形式长护筒变形前的结构示意图；图7为本发明中变形式长护筒变形后的结构示意图；图8为本发明中液压扩筒装置的控制原理示意图。
19.在图中，1、钻孔灌注桩钻孔设备；2、钻孔；3、辅助吊装设备；4、变形式长护筒；41、筒壁板块；42、第一自锁扣；43、第二自锁扣；44、连接点；5、液压扩筒装置；51、固定端；52、自由端；53、连接线；6、液压扩筒装置控制端。
具体实施方式
20.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
21.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。术语“设置”、“连接”、“安装”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.请参阅图1至图8，本发明实施例提供一种钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法（以φ1000钻孔灌注桩配9m长的变形式长护筒为例），包括以下步骤：步骤s1、护筒制作：对于φ1000钻孔灌注桩一般配9m长的变形式长护筒4，所需变形式长护筒4的直径一般比钻孔灌注桩的直径大100mm；变形式长护筒4采用有较好延展性的8mm厚的钢板制作，变形前变形式长护筒4的直径为940mm，变形后变形式长护筒4的标准直径为1100mm，变形式长护筒4的长度为9m（即变形式长护筒4变形前的直径小于钻孔灌注桩的直径，变形式长护筒4变形后的直径大于钻孔灌注桩的直径）。液压扩筒装置5根据变形式长护筒4的长度配套安装，焊接固定于变形式长护筒4的外侧，对于9m长的变形式长护筒4，需分别在变形式长护筒4的上下两端及中部设置液压扩筒装置5。当然在其他实施例中，对于长度小于9m的变形式长护筒4，可仅在变形式长护筒4的上下两端设置液压扩筒装置5，对于长度大于9m的变形式长护筒4，可在额外增加一个或者更多的液压扩筒装置5，保证扩筒时变形式长护筒4整体受力均匀。
23.请参阅图6至图8，在本实施例中，液压扩筒装置5包括固定端51和自由端52，固定端51和自由端52分别与变形式长护筒4上两块相互错开的筒壁板块41的外侧焊接固定，并预留出与液压扩筒装置控制端6连接的连接线53。
24.步骤s2、孔位钻进：钻孔灌注桩钻孔设备1就位后，同步配置护壁泥浆，并根据变形
式长护筒4的长度（一般变形式长护筒4需高出地面高程200～300mm）钻进至变形式长护筒4的埋设高程。对于9m长的变形式长护筒4，需提前钻孔钻进至9.2m左右深度。
25.步骤s3、吊放护筒：钻孔2就位后，通过辅助吊装设备3吊装变形前的变形式长护筒4。钻孔的直径为1000mm，变形前的变形式长护筒4直径为940mm，吊装过程中保证变形式长护筒4垂直度并缓慢放入，可在不接触孔壁情况下将变形式长护筒4吊装至既定高程位置，实现在变形式长护筒4安装过程中不产生振动，全过程静音，避免了振动和噪声对周边环境和既有结构的不良影响；特别对于施工范围位于城市居民区或对振动有较高要求的重要建构筑物附近，有较高的适用性。
26.步骤s4、液压扩筒：变形前的变形式长护筒4吊装到位后，液压扩筒装置5通过预留出的连接线53连接地面上的液压扩筒装置控制端6，液压扩筒装置控制端6控制液压扩筒装置5对变形前的变形式长护筒4上两块相互错开的筒壁板块41同步施加拉伸力，使变形式长护筒4发生整体形变并不断增大直径，两块错开的筒壁板块41之间逐渐靠拢，直到两块筒壁板块41端头的自锁扣相互扣入，然后适当减小液压扩筒装置5的压力，变形式长护筒4因变形产生的内力会使两块筒壁板块41产生一定的回缩，将两块筒壁板块41端头的自锁扣自动锁死，从而形成封闭圆环。
27.请参阅图6至图8，在本实施例中，液压扩筒装置5的连接线53与液压扩筒装置控制端6连接后，液压扩筒装置控制端6加压控制自由端52的伸长和缩短，同时固定端51带动变形式长护筒4发生相应的变形。在变形式长护筒4中，位于外侧的筒壁板块41的端部设置有第一自锁扣42，位于内侧的筒壁板块41的端部外侧设置有与第一自锁扣42相配合的第二自锁扣43。变形式长护筒4在扩筒过程中，两块错开的筒壁板块41之间逐渐靠拢，直到第一自锁扣42和第二自锁扣43相互扣入，然后适当减小液压扩筒装置5的压力，变形式长护筒4因变形产生的内力会使两块筒壁板块41产生一定的回缩，将第一自锁扣42和第二自锁扣43锁死，从而形成封闭圆环。
28.请参阅图6至图8，在本实施例中，液压扩筒装置控制端6根据液压扩筒装置5的安装数量显示对应编号的操控界面，通过操控界面可单独或同时控制液压扩筒装置5的开闭以及显示各个液压扩筒装置5的伸长值。
29.操控界面上对应每一液压扩筒装置5均设置有对应的开启按键和关闭按键。通过开启按键输出开启信号控制对应的液压扩筒装置5的自由端52加压并伸长，对应的液压扩筒装置5的固定端51受水平推力并带动变形式长护筒4的两块筒壁板块41变形扩大；通过关闭按键输出关闭信号控制对应的液压扩筒装置5的自由端52缩短，对应的液压扩筒装置5的固定端51受水平拉力并带动变形式长护筒4的两块筒壁板块41变形收紧，从而达到变形式长护筒4扩大成型和收缩回收的目的。
30.由于同一变形式长护筒4所处的地层及深度不同，扩筒时所需压力也有所差异；各个液压扩筒装置5同步扩筒时，通过液压扩筒装置控制端6的操控界面显示的各个液压扩筒装置5的伸长量，能够清楚了解各个液压扩筒装置5的伸长量是否存在差异；若存在差异，可单独控制某一个或多个液压扩筒装置5进行微调，达到各个液压扩筒装置5同步伸长或缩短的效果，保证变形式长护筒4整体受力均匀。
31.步骤s5、护筒安装到位：变形式长护筒4在扩筒过程中，不断挤压钻孔2孔壁周边的土体，使钻孔2孔壁与变形式长护筒4之间产生压力和摩擦力，在足够的压力和摩擦力的作
用下，保证变形式长护筒4能自稳于钻孔内既定高程，然后撤除液压扩筒装置控制端6及辅助吊装设备3，完成护筒安装。
32.步骤s6、继续钻进成孔：安装完变形式长护筒4后，继续钻孔灌注桩的成孔作业，以及成孔后浇筑钻孔灌注桩。
33.步骤s7、护筒起拔及回收：钻孔灌注桩浇筑完成后，在混凝土初凝前，及时起拔变形式长护筒4，变形式长护筒4拔出后，通过液压扩筒装置5并配合变形式长护筒4上两块筒壁板块41间的带锁闭组件的铰链装置44，可解锁自锁扣并进行回收，以备下次使用。
34.解锁回收时，先通过液压扩筒装置5使得第一自锁扣42和第二自锁扣43的接口部位分开，然后解除铰链装置44的锁闭状态，在外力的作用下，使筒壁板块41间发生一定的扭转，使得第一自锁扣42和第二自锁扣43的接口部位错开一定角度，再通过液压扩筒装置5使变形式长护筒4变回变形前的状态，即可回收变形式长护筒4，以备下次使用。由于变形后的变形式长护筒4的两个筒壁板块41在同一轴线上，需要通过铰链装置44使筒壁板块41间发生一定的扭转，使得第一自锁扣42和第二自锁扣43的接口部位错开一定角度，方能通过液压扩筒装置5使变形式长护筒4变回变形前的状态。
35.上述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法主要采用变形式长护筒4，先以较小直径的状态吊放入孔位，吊放过程中可保证不接触孔壁，不影响土体稳定性；当变形式长护筒4达到既定高程后再通过液压扩筒装置5伸长加压，使其扩大变形为标准直径的护筒；安装过程快速，无噪音；避免采用振动下沉的方式，减少振动噪声及振动对孔壁及周边建（构）筑物的影响；适用于各种地层和施工环境，变形式长护筒4能快速安装至既定高程，防止发生塌孔事故，对控制钻孔灌注桩的施工安全和成桩质量起着重要作用。
36.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
37.上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、护筒制作：采用钢板制作变形式长护筒，并根据所述变形式长护筒的长度配套安装液压扩筒装置；步骤s2、孔位钻进：钻孔灌注桩钻孔设备就位后，同步配置护壁泥浆，并钻进至所述变形式长护筒的埋设高程；步骤s3、吊放护筒：钻孔就位后，吊装变形前的所述变形式长护筒；步骤s4、液压扩筒：变形前的所述变形式长护筒吊装到位后，所述液压扩筒装置连接地面上的液压扩筒装置控制端并进行扩筒；步骤s5、护筒安装到位：所述变形式长护筒在扩筒过程中，不断挤压钻孔孔壁周边的土体，在钻孔孔壁与所述变形式长护筒之间产生的压力和摩擦力的作用下，所述变形式长护筒自稳于钻孔内既定高程，完成护筒安装。2.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，在步骤s4中，所述液压扩筒装置控制端控制所述液压扩筒装置对变形前的所述变形式长护筒上两块相互错开的筒壁板块同步施加拉伸力，使所述变形式长护筒发生整体形变并不断增大直径，直到两块所述筒壁板块端头的自锁扣相互扣入，形成封闭圆环。3.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，所述液压扩筒装置包括固定端和自由端，所述固定端和所述自由端分别与所述变形式长护筒上两块相互错开的筒壁板块的外侧焊接固定。4.根据权利要求3所述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，位于外侧的所述筒壁板块的端部设置有第一自锁扣，位于内侧的所述筒壁板块的端部外侧设置有与所述第一自锁扣相配合的第二自锁扣。5.根据权利要求3所述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，所述液压扩筒装置上预留出与所述液压扩筒装置控制端连接的连接线，所述液压扩筒装置的连接线与所述液压扩筒装置控制端连接后，所述液压扩筒装置控制端加压控制所述自由端的伸长和缩短，同时所述固定端带动所述变形式长护筒发生相应的变形。6.根据权利要求5所述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，所述液压扩筒装置控制端根据所述液压扩筒装置的安装数量显示对应编号的操控界面，通过所述操控界面可单独或同时控制所述液压扩筒装置的开闭。7.根据权利要求6所述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，所述操控界面还显示各个所述液压扩筒装置的伸长值。8.根据权利要求6所述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，所述操控界面上对应每一所述液压扩筒装置均设置有对应的开启按键和关闭按键；通过所述开启按键输出开启信号控制对应的所述液压扩筒装置的自由端加压并伸长，对应的所述液压扩筒装置的固定端受水平推力并带动所述变形式长护筒的两块筒壁板块变形扩大；通过所述关闭按键输出关闭信号控制对应的所述液压扩筒装置的自由端缩短，对应的所述液压扩筒装置的固定端受水平拉力并带动所述变形式长护筒的两块筒壁板块变形收紧。9.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，在步骤
s5之后，还包括步骤s6、继续钻进成孔及混凝土浇筑：安装完所述变形式长护筒后，继续钻孔灌注桩的成孔作业，以及成孔后浇筑钻孔灌注桩。10.根据权利要求9所述的钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，其特征在于，在步骤s6之后，还包括步骤s7、护筒起拔及回收：钻孔灌注桩浇筑完成后，在混凝土初凝前，及时起拔并回收所述变形式长护筒。

技术总结
本发明公开了一种钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进方法，包括以下步骤：步骤S1、护筒制作；步骤S2、孔位钻进；步骤S3、吊放护筒；步骤S4、液压扩筒；步骤S5、护筒安装到位。本发明通过对钻孔灌注桩长护筒安装工艺的改进，可实现在护筒安装过程中不产生振动，全过程静音，避免了振动和噪声对周边环境和既有结构的不良影响，对于施工范围位于城市居民区或对振动有较高要求的重要建构筑物附近，有较高的适用性。性。性。


技术研发人员：王升 秦善良 李冬冬 刘清伟 陈羿宇
受保护的技术使用者：中国水利水电第七工程局有限公司
技术研发日：2022.02.14
技术公布日：2022/5/25