在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法技术

本发明专利技术公开了一种在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法，包括以下步骤：采用旋挖钻机钻孔，当旋挖钻机到达硬质岩层时停止钻孔施工；采用水磨钻机继续钻孔至设计标高；以及将孔底清理干净，向钻孔内下放钢筋笼，随后灌注桩体混凝土。本发明专利技术避免了硬岩冲击、爆破产生的震动和噪音污染，也省去了终孔之后的二次清孔环节，解决了孔底淤泥和松土不易清理的问题，充分发挥了旋挖钻机和人工挖孔桩的各自优势，能够有效节约施工工期，降低施工费用，保证施工质量，且不受周围环境限制，满足安全文明及绿色施工要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下工程
更具体地说，本专利技术涉及一种在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法。
技术介绍
旋挖钻机成孔原理是借助于钻具自重和钻机加压力切入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成取土，适用于干式和湿式成孔作业，常规湿式旋挖钻采用静态泥浆护壁钻斗取土工艺。因其成孔速度快、移动灵活、自动化程度高、环保和适用地层较广等优点而被广泛应用于公路桥梁、铁路、市政和水利等桩基工程之中。旋挖钻机一般适用于粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土以及含有部分卵石、碎石地区。人工挖孔桩的原理是采用人力配合小型电动机具开挖桩基土石方，该施工工艺造价成本便宜、不需要大型设备、施工操作简单，且施工质量容易保证。对于下部存在硬质岩层的地层(“上软下硬”地层)，采用常规旋挖成桩工艺进行成桩施工，进入硬岩地层以后钻进速度较慢影响施工进度；通常的应对措施是采用冲击钻和旋挖钻配合进行成桩施工，但岩层硬度较高地层，例如微风化的岩石地层，冲击钻钻进效率同样缓慢，而且容易对孔底造成破坏，不但成桩质量得不到保证，施工过程中产生的震动和噪音还会对周边环境带来不利影响；采用爆破法进行硬岩地层成桩施工同样面临成桩质量差、存在震动和噪音污染等问题，受到周边环境条件的限制。而在该地层条件下，若全部采用人工挖孔桩施工，则其单桩成孔效率太低，且大范围长时间地采取人工井下作业，人身安全隐患也极为严峻。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种提高在下部存在硬质岩层的地层中灌注桩成孔的施工效率，节省施工工期和成本，保证施工质量，并满足安全文明及绿色施工要求的施工工法。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法，包括以下步骤：S1、采用旋挖钻机钻孔，当旋挖钻机到达硬质岩层时停止钻孔施工；S2、采用水磨钻机继续钻孔至设计标高；以及S3、将孔底清理干净，向钻孔内下放钢筋笼，随后灌注桩体混凝土。优选地，所述步骤S1还包括：整平场地并测定桩位，在所述桩位埋设第一钢护筒，在旋挖钻机钻孔的同时向孔内注入泥浆进行护壁。优选地，所述第一钢护筒的内径比桩径大200mm，所述第一钢护筒的长度为2m，壁厚为0.8mm。优选地，所述步骤S2具体包括：S21、检查钻孔的孔深、孔径、孔型以及倾斜度；S22、钻孔合格后吊入第二钢护筒至孔底，随后拔除第一钢护筒，再将钻孔内泥浆抽排干净；S23、架设定型井架以及卷扬机作为人工挖孔的配套设备；以及S24、钻孔工人下至孔底，采用水磨钻机钻孔至设计标高。优选地，所述第二钢护筒的外径比桩径大20mm，所述第二钢护筒的壁厚为10mm，所述第二钢护筒的上端高出地面300mm，下端抵触孔底。优选地，所述第二钢护筒由多节短护筒拼装而成，相邻两个护筒之间通过螺栓螺母连接，最上端的短护筒的开口处沿圆周向等距焊接2个吊环。优选地，所述第二钢护筒采用预先拼装，整体吊装、一次入孔的吊装方法：将所述第二钢护筒竖直吊至孔位上，所述第二钢护筒在自重作用下下沉一定深度后，在所述第二钢护筒顶部使用90KW振动锤，将所述第二钢护筒垂直、平稳地打至孔底。优选地，当所述第二钢护筒打至孔底后，将所述第一钢护筒拔除，随后在所述第一钢护筒与第二钢护筒之间的空隙回填土并夯实。优选地，所述水磨钻机挖孔施工时，每施工0.5-0.6m深度检查钻孔情况，如遇到流砂、土泥层和破碎岩层或裂隙时，减少开挖深度，施做混凝土护壁并抽出孔内积水。本专利技术至少包括以下有益效果：1、与现有技术相比，本专利技术提供的一种湿式旋挖成孔和钢护筒人工挖孔配合成桩的施工工法，将灌注桩成孔施工分为两个阶段，上部相对软弱的土质以及强风化岩地层采用湿式旋挖钻孔工艺进行成孔，钻进至硬质岩层后，吊入通长的钢护筒至孔底硬岩地层代替泥浆进行护壁，并抽排孔内泥浆，然后采用人工挖孔工艺进行硬岩部分成孔施工，终孔后进行吊装钢筋笼、灌注混凝土施工，并拔除通长钢护筒。这种施工方法充分利用了旋挖钻机在适宜地层成孔的高效性，又在保证了硬质岩层成孔施工的效率和施工质量的前提下，解决了孔底淤泥和松土不易清理的问题，避免了采用冲击钻或爆破成孔对环境的危害，满足安全文明及绿色施工要求。2、相比旋挖钻机配合冲击钻机的工法成桩效率和质量更高，避免了硬岩冲击、爆破产生的震动和噪音污染，也省去了终孔之后的二次清孔环节，解决了孔底淤泥和松土不易清理的问题，充分发挥了旋挖钻机和人工挖孔桩的各自优势，能够有效节约施工工期，降低施工费用。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术中旋挖机挖孔施工阶段示意图；图2为本专利技术中水磨钻机挖孔施工阶段示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术提供一种在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法，包括以下步骤：S1、采用旋挖钻机钻孔，当旋挖钻机到达硬质岩层时停止钻孔施工；S2、采用水磨钻机继续钻孔至设计标高；以及S3、将孔底清理干净，向钻孔内下放钢筋笼，随后灌注桩体混凝土。优选地，所述步骤S1还包括：整平场地并测定桩位，在所述桩位埋设第一钢护筒，在旋挖钻机钻孔的同时向孔内注入泥浆进行护壁。优选地，所述第一钢护筒的内径比桩径大200mm，所述第一钢护筒的长度为2m，壁厚为0.8mm。优选地，所述步骤S2具体包括：S21、检查钻孔的孔深、孔径、孔型以及倾斜度；S22、钻孔合格后吊入第二钢护筒至孔底，随后拔除第一钢护筒，再将钻孔内泥浆抽排干净；S23、架设定型井架以及卷扬机作为人工挖孔的配套设备；以及S24、钻孔工人下至孔底，采用水磨钻机钻孔至设计标高。优选地，所述第二钢护筒的外径比桩径大20mm，所述第二钢护筒的壁厚为10mm，所述第二钢护筒的上端高出地面300mm，下端抵触孔底。优选地，所述第二钢护筒由多节短护筒拼装而成，相邻两个护筒之间通过螺栓螺母连接，最上端的短护筒的开口处沿圆周向等距焊接2个吊环。优选地，所述第二钢护筒采用预先拼装，整体吊装、一次入孔的吊装方法：将所述第二钢护筒竖直吊至孔位上，所述第二钢护筒在自重作用下下沉一定深度后，在所述第二钢护筒顶部使用90KW振动锤，将所述第二钢护筒垂直、平稳地打至孔底。优选地，当所述第二钢护筒打至孔底后，将所述第一钢护筒拔除，随后在所述第一钢护筒与第二钢护筒之间的空隙回填土并夯实。优选地，所述水磨钻机挖孔施工时，每施工0.5-0.6m深度检查钻孔情况，如遇到流砂、土泥层和破碎岩层或裂隙时，减少开挖深度，施做混凝土护壁并抽出孔内积水。如图1-2所示，为本专利技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用旋挖钻机钻孔，当旋挖钻机到达硬质岩层时停止钻孔施工；S2、采用水磨钻机继续钻孔至设计标高；以及S3、将孔底清理干净，向钻孔内下放钢筋笼，随后灌注桩体混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用旋挖钻机钻孔，当旋挖钻机到达硬质岩层时停止钻孔施工；S2、采用水磨钻机继续钻孔至设计标高；以及S3、将孔底清理干净，向钻孔内下放钢筋笼，随后灌注桩体混凝土。2.如权利要求1所述的在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：整平场地并测定桩位，在所述桩位埋设第一钢护筒，在旋挖钻机钻孔的同时向孔内注入泥浆进行护壁。3.如权利要求2所述的在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法，其特征在于，所述第一钢护筒的内径比桩径大200mm，所述第一钢护筒的长度为2m，壁厚为0.8mm。4.如权利要求3所述的在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：S21、检查钻孔的孔深、孔径、孔型以及倾斜度；S22、钻孔合格后吊入第二钢护筒至孔底，随后拔除第一钢护筒，再将钻孔内泥浆抽排干净；S23、架设定型井架以及卷扬机作为人工挖孔的配套设备；以及S24、钻孔工人下至孔底，采用水磨钻机钻孔至设计标高。5.如权利要求4所述的在下部为硬质岩层的地层中成桩的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨钊，熊栋栋，刘毅，杨擎，陈培帅，余村，冯德定，许超，孔茜，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，中交武汉智行国际工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42