[发明专利]一种人工挖孔桩挖孔遇到流沙层时处理流沙的降水方法

说明书

本发明涉及一种人工挖孔桩挖孔遇到流沙层时处理流沙的降水方法，采用处理流沙的冲孔和降水装置，其特点是做好流沙层上部砼护壁；沿着护壁底部流沙层水面部位向外倾斜约30°左右冲孔；组装连接柔性集水管，连接管连接井点管、柔性集水管，安装布置降水装置地面配备高压离心泵或空压机，使用卷扬机吊入挖孔桩的孔底，并且将射流泵的吸水口与柔性集水管连接，出水口与射流泵排水管连接，射流泵排水管将射流泵抽出的流沙层水排到地面上的蓄水沉淀池中；在进行降水、开挖、砼支护等流沙处理结束，挖孔到设计孔深后，验收合格，准备下钢筋笼前才能停泵，撤出桩孔内设备，防止停泵过早而引起的桩孔事故。本发明降水效率高、降水速度快。

技术领域

本发明涉及建筑领域桩基施工方法，特别涉及一种人工挖孔桩挖孔遇到流沙层时处理流沙的降水方法。

背景技术

在基础设施的建设中，如桥梁、高层建筑等，灌注桩是最为广泛的一种桩基形式，其中，人工挖孔桩在某些特定条件下(因场地原因钻孔设备无法施工、因地层原因钻机施工难度大、因经济效益对比悬殊原因不宜使用钻机施工等) 有着不可替代的作用。目前，适合人工挖孔桩施工的灌注桩类型如下：

单桩类大直径灌注桩，如电信信号发射塔基础，一般采用直径1.5m左右，桩长10m左右的灌注桩作为塔基。各种地下情况复杂的灌注桩施工场区，如铁路既有线改造工程，地下有各种难以准确确定位置的电信通讯线路，不适合机械钻孔施工；各种场地狭小的既有厂区升级改造工程的桩基工程，此类厂区各种地下管线、不明物体复杂，机械钻孔极易造成事故。各类嵌岩桩，尤其是桩孔较浅岩层上覆盖层为较松散地层(如粉细砂层)时。

人工挖孔桩施工最大的难题是挖孔过程中出现流沙层，流沙问题出现后，出于安全考虑，人工挖孔作业无法继续进行，改用机械钻孔时将造成较大的施工难度与经济损失。目前，对人工挖孔桩出现流沙情况较成功的处理方法有以下几种：

中国发明专利201210180435.X公开了“一种前端振动钢护筒处理桩基超厚流沙层施工方法”，预先制作一种前端振沉钢护筒，在钢护筒内沿钢护筒轴向焊接一块钢隔板，钢隔板的平面与钢护筒的轴线平行；在人工挖孔开挖到流沙层后，向桩孔内安装并振沉钢护筒；钢护筒振沉到流沙层下的泥岩层后，人工挖孔到距钢护筒底部30cm时先停止掘进，沿护筒边沿向余下的流沙层及流沙层下部的泥岩层植入一圈单根长100cm钢筋，然后继续向下掘进到流沙层下的泥岩层30cm，并浇筑本发明能在不影响地面施工现场、不破坏地层结构的情况下，快速高效通过流沙层。该专利存在不足之处:

1、需要在人工挖孔桩施工前就了解到地层流沙情况，在挖孔桩上部施工时加大挖孔孔径，如果在挖孔过程中发现流沙则该方法无法使用。

2、根据该专利施工方法(1)制作振沉钢护筒选择内径比设计桩径大6cm 以上的钢护筒与(2)流沙层以上的非流沙层浇筑护壁后的桩孔内径比设计桩孔内径大7cm以上的做法，根本无法进行施工。原因是钢护筒的壁厚不应该小于 1cm，则钢护筒的外径将大于桩径8cm；人工挖孔桩护壁的施工是比较粗糙的，每一节护壁之间都有较大的误差，为了保证振沉钢护筒振动前垂直，护壁内径大于钢护筒外径5--10cm都是施工水平高的。

3、该专利方法只适用于部分嵌岩桩(桩底为泥岩类较软弱岩层)，且岩层平缓，如果桩底岩层为冲沟状或桩底情况一部分为岩石，一部分为流沙则无法成功使用。

4、该专利为超厚流沙层施工方法，通过振动锤振沉钢护筒，每振沉一定深度，采用人工挖孔方式将钢护筒内的流沙层挖掘清除；根据该施工过程描述，当人工挖掘清除钢护筒内流沙后，钢护筒内外形成水头压力差，钢护筒外的流沙不断从钢护筒底部涌入钢护筒内；随着钢护筒进入流沙层深度的增加，钢护筒内外水头压力差同步增加，单位时间内从钢护筒外涌入钢护筒内的流沙量同步增加，尤其是振沉钢护筒时，钢护筒内外的流沙处于振动液化状态，更加剧钢护筒外流沙涌入钢护筒内；多次振沉钢护筒可能造成钢护筒外流沙大量流失，导致流沙层上部的人工挖孔桩砼护壁向下脱落，引发事故发生，且成桩后，钢护筒外大量流失的沙土形成软弱孔洞，也将影响桩外地基。所以，超厚流沙处理似乎难以把握尺度。