一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，其包括桩位测量放点，根据桩位预设位置，采用测量仪测量放点并定出桩心位置；引孔施工作业，采用引孔桩机进行预先钻孔，破除局部障碍；MJS桩机定位调试作业，MJS桩机就位进行施工，根据地质条件设置MJS桩机的削孔作业、倒吸排渣作业和注浆作业的参数；成孔施工作业，将多孔管、钻杆和钻头连接，MJS桩机顶进多孔管进入土体；成桩施工作业，成孔施工作业完成后，启动注浆作业，将硬化材料从钻杆的喷嘴喷射出去进行注浆形成加固体，然后将多孔管抽回。本发明专利技术对不同地质条件下分别采用不同的策略完成成孔施工作业和成桩施工作业，达到快速破岩钻孔，提高成孔施工作业和成桩施工作业的工作效率。

A Pile-Forming Method of MJS Method Applicable to Hard Stratum

【技术实现步骤摘要】
一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法
本专利技术涉及地层加固
，具体是涉及一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法。
技术介绍
随着城市进程的不断加速，城市很多高层建筑物、军事建筑、以及交叉隧道、或者下穿高速铁路隧道，对地层的要求非常高。所以在软弱地层条件下对地层加固必须采用有效的方法。MJS软弱地层加固技术是一种隧道下穿铁路、道路、河流或建筑物等障碍物是采用的一种特殊的施工方法，其施工时在下穿段盾构隧道周围用MJS水平旋喷加固喷射硬化材料固化盾构段周围的土体，以减少盾构下穿建(构)筑物时的地表沉降量，避免对建(构)筑物造成不良影响。MJS加固地层，通过高压旋喷桩将原来软弱地层置换，然后形成新的具有很强承载能力的地层。现有的MJS工法加固地层，因工程要求施工桩长较深，钻头在遇到硬岩地质条件下无法钻进到指定的深度，达不到工程施工的预定要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的MJS工法加固地层，因工程要求施工桩长较深，钻头在遇到硬岩地质条件下无法钻进到指定的深度，达不到工程施工的预定要求，提供一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法。本专利技术提供一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，所述方法包括以下步骤：桩位测量放点，根据桩位预设位置，采用测量仪测量放点并定出桩心位置；引孔施工作业，采用引孔桩机进行预先钻孔，破除局部障碍；MJS桩机定位调试作业，引孔施工作业完成后，MJS桩机就位进行施工，根据地质条件设置MJS桩机的削孔作业、倒吸排渣作业和注浆作业的参数；成孔施工作业，在MJS桩机各项参数调试完成后，将多孔管、钻杆和钻头依次连接，MJS桩机顶进多孔管进入土体，为了减少多孔管顶进的阻力，启动削孔作业，即在钻头前端喷射削孔水辅助钻头钻入施工，同时打开钻杆的排泥闸阀进行倒吸排渣作业，直至把多孔管顶进到设计深度；成桩施工作业，成孔施工作业完成后，启动注浆作业，即MJS桩机的钻杆利用高压发生装置，将硬化材料从钻杆的喷嘴喷射出去进行注浆形成设定直径的加固体，然后将多孔管抽回。优选方案：所述引孔施工作业具体为：施工准备，整理施工场地，将施工设备运抵施工现场；测量放点，采用测量仪定位时测量仪放点定出桩心在地面上的对应位置；引孔桩机定位，桩心在地面上的对应位置确定后，将引孔桩机与桩心位置对应；引孔钻孔作业，引孔桩机对桩心进行钻孔作业形成引孔；下套管和封堵管口，引孔钻孔作业完成后，在引孔内下套管，套管深度不大于成桩位置深度，然后封堵套管顶部的管口；引孔验收，引孔钻孔作业完成后对引孔进行验收，在验收合格后结束引孔钻孔作业，在验收不合格时继续引孔钻孔作业，直到验收合格结束。优选方案：所述MJS桩机定位调试作业具体为：测量仪定位时测量仪放点定出桩心在地面上对应位置，将MJS桩机上的钻头与桩心位置对应，调整MJS桩机与桩体的平面位置相匹配，垂直桩定位时，结合水平尺和MJS桩机自带的水准仪调整MJS桩机竖直角度，直至MJS桩机的钻杆竖直角度符合设计要求。优选方案：所述硬化材料从钻头的喷嘴喷射出去后，由于高压喷射流具有强大的切削能力，因此，喷射的浆液切削四周的土体，土体在喷射流的冲击力、离心力和重力的作用下与浆液搅拌混合形成设定形状的加固体。优选方案：所述引孔施工作业中遇地下有空洞时，采取灌注硬化材料和/或添加水玻璃改良地基，使其具备引孔施工作业条件；所述引孔施工作业中引孔到位取岩样后，对弯曲引孔进行反复来回扩孔，为后续成孔作业做准备。优选方案：所述成桩施工作业完成后，把钻杆前端的钻头抽出，对钻头进行检修，检查钻头损坏情况；卸下多孔管、钻杆和钻头，将注浆管放入孔内，连接注浆泵，向孔内注浆，填充孔洞空间。优选方案：检测取岩样的抗压强度大于20Mpa时为硬岩地质条件，检测取岩样的抗压强度小于20Mpa时为软岩地质条件；在硬岩地质条件下：削孔作业的注水孔直径为28mm，注水压力为3Mpa,钻杆转速为10～20r/min，注水流量为20～40L/min；倒吸排渣作业的排渣孔直径为26mm，倒吸排渣的负压为-10Mpa，钻杆转速为10～30r/min，排渣流量为20～40L/min；注浆作业的注浆孔直径为50mm，注浆压力为10Mpa,钻杆转速为10～15r/min，注浆流量为30～40L/min；在软岩地质条件下：削孔作业的注水孔直径为28mm，注水压力为5Mpa,钻杆转速为20～30r/min，注水流量为40～50L/min；倒吸排渣作业的排渣孔直径为26mm，倒吸排渣的负压为-5Mpa，钻杆转速为20～40r/min，排渣流量为40～60L/min；注浆作业的注浆孔直径为50mm，注浆压力为5Mpa,钻杆转速为20～30r/min，注浆流量为50～60L/min。优选方案：所述成桩施工作业中将硬化材料从钻杆的喷嘴喷射出去进行注浆形成设定直径的加固体具体为：在水平成桩施工作业时：土质为砂质土层的标准贯入试验击数N＜70时，加固体直径为2.0m～2.6m；土质为粘性土层的粘聚力C＜50时，加固体直径为2.0m～2.4m；在垂直成桩施工作业时：土质为砂质土层的标准贯入试验击数N＜70时，加固体直径为2.2m～2.8m；土质为粘性土层的粘聚力C＜50时，加固体直径为2.2m～2.6m。优选方案：所述钻头为混合钻头，混合钻头包括：牙掌；牙轮，所述牙轮套设在牙掌上，牙轮和牙掌转动连接，牙轮的内表面设有铜合金，牙轮的外表面设有合金齿，牙掌的外表面设有耐磨合金，铜合金与耐磨合金组合成滑动轴承；第一卡簧，第一卡簧套设在牙掌和牙轮之间，牙轮通过第一卡簧转动连接在牙掌上；第一密封圈，第一密封圈套设在牙掌和牙轮之间，第一密封圈、牙轮和牙掌之间形成一个密闭的型腔，在型腔内设有润滑油，润滑油为滑动轴承提供润滑。优选方案：所述牙掌内设有压力平衡系统、传压孔和油孔，所述压力平衡系统包括油囊和油杯，所述油囊为一端开口的柔性腔体，所述油囊和油杯共同组成储油腔，所述油囊上设有顶针孔，所述顶针孔为楔形孔，顶针孔的一端与传压孔的一端连通，传压孔的另一端向牙掌的外壁方向延伸，所述油孔的一端与储油腔连通，所述油孔的另一端与滑动轴承连通；在油杯的一端设有压盖，压盖和牙掌之间安装有第二密封圈，所述牙掌上设有固定压盖的第二卡簧，在压盖上开设有注油孔，注油孔与油杯连通，在注油孔内安装有丝堵，丝堵与注油孔螺纹密封连接。在上述技术方案的基础上，与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术的适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，本方法能够根据地质条件设置MJS桩机的削孔作业、倒吸排渣作业和注浆作业的参数，对不同地质条件下分别采用不同的策略完成成孔施工作业和成桩施工作业，达到快速破岩钻孔，提高成孔施工作业和成桩施工作业的工作效率。同时在成孔施工作业为了减少多孔管顶进的阻力，启动削孔作业，在钻头前端喷射削孔水辅助钻头钻入施工，同时打开钻杆的排泥闸阀进行倒吸排渣作业，直至把多孔管顶进到设计深度形成成孔，进一步的加强了破岩能力，加速了成孔施工作业。附图说明图1为本专利技术实施例的方法流程图；图2为本专利技术实施例的引孔施工作业流程图；图3为本专利技术实施例的钻头结构示意图；图4为图3中Ⅰ处局部放大图。1-牙掌，2-牙轮，3-第一卡簧，4-第一密封圈，5-合金齿，6-油囊，7-油杯，8-压盖，9-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：桩位测量放点，根据桩位预设位置，采用测量仪测量放点并定出桩心位置；引孔施工作业，采用引孔桩机进行预先钻孔，破除局部障碍；MJS桩机定位调试作业，引孔施工作业完成后，MJS桩机就位进行施工，根据地质条件设置MJS桩机的削孔作业、倒吸排渣作业和注浆作业的参数；成孔施工作业，在MJS桩机各项参数调试完成后，将多孔管、钻杆和钻头依次连接，MJS桩机顶进多孔管进入土体，为了减少多孔管顶进的阻力，启动削孔作业，即在钻头前端喷射削孔水辅助钻头钻入施工，同时打开钻杆的排泥闸阀进行倒吸排渣作业，直至把多孔管顶进到设计深度；成桩施工作业，成孔施工作业完成后，启动注浆作业，即MJS桩机的钻杆利用高压发生装置，将硬化材料从钻杆的喷嘴喷射出去进行注浆形成设定直径的加固体，然后将多孔管抽回。

【技术特征摘要】
1.一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：桩位测量放点，根据桩位预设位置，采用测量仪测量放点并定出桩心位置；引孔施工作业，采用引孔桩机进行预先钻孔，破除局部障碍；MJS桩机定位调试作业，引孔施工作业完成后，MJS桩机就位进行施工，根据地质条件设置MJS桩机的削孔作业、倒吸排渣作业和注浆作业的参数；成孔施工作业，在MJS桩机各项参数调试完成后，将多孔管、钻杆和钻头依次连接，MJS桩机顶进多孔管进入土体，为了减少多孔管顶进的阻力，启动削孔作业，即在钻头前端喷射削孔水辅助钻头钻入施工，同时打开钻杆的排泥闸阀进行倒吸排渣作业，直至把多孔管顶进到设计深度；成桩施工作业，成孔施工作业完成后，启动注浆作业，即MJS桩机的钻杆利用高压发生装置，将硬化材料从钻杆的喷嘴喷射出去进行注浆形成设定直径的加固体，然后将多孔管抽回。2.根据权利要求1所述的一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，其特征在于：所述引孔施工作业具体为：施工准备，整理施工场地，将施工设备运抵施工现场；测量放点，采用测量仪定位时测量仪放点定出桩心在地面上的对应位置，引孔桩机定位，桩心在地面上的对应位置确定后，将引孔桩机与桩心位置对应；引孔钻孔作业，引孔桩机对桩心进行钻孔作业形成引孔；下套管和封堵管口，引孔钻孔作业完成后，在引孔内下套管，套管深度不大于成桩位置深度，然后封堵套管顶部的管口；引孔验收，引孔钻孔作业完成后对引孔进行验收，在验收合格后结束引孔钻孔作业，在验收不合格时继续引孔钻孔作业，直到验收合格结束。3.根据权利要求1所述的一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，其特征在于：所述MJS桩机定位调试作业具体为：测量仪定位时测量仪放点定出桩心在地面上对应位置，将MJS桩机上的钻头与桩心位置对应，调整MJS桩机与桩体的平面位置相匹配，垂直桩定位时，结合水平尺和MJS桩机自带的水准仪调整MJS桩机竖直角度，直至MJS桩机的钻杆竖直角度符合设计要求。4.根据权利要求1所述的一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，其特征在于：所述硬化材料从钻头的喷嘴喷射出去后，由于高压喷射流具有强大的切削能力，因此，喷射的浆液切削四周的土体，土体在喷射流的冲击力、离心力和重力的作用下与浆液搅拌混合形成设定形状的加固体。5.根据权利要求1所述的一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，其特征在于：所述引孔施工作业中遇地下有空洞时，采取灌注硬化材料和/或添加水玻璃改良地基，使其具备引孔施工作业条件；所述引孔施工作业中引孔到位取岩样后，对弯曲引孔进行反复来回扩孔，为后续成孔作业做准备。6.根据权利要求1所述的一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，其特征在于：所述成桩施工作业完成后，把钻杆前端的钻头抽出，对钻头进行检修，检查钻头损坏情况；卸下多孔管、钻杆和钻头，将注浆管放入孔内，连接注浆泵，向孔内注浆，填充孔洞空间。7.根据权利要求1所述的一种适用于硬质地层的MJS工法的成桩方法，其特征在于，MJS桩机定位调试作业具体为：检测取岩样的抗压强度大于20Mpa时为硬岩地质条件，检测取岩样的抗压强度小于20Mpa时为软岩地质条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中心，詹国良，韦成林，陈杰华，陈章，朱劲锋，
申请(专利权)人：武汉江钻恒立工程钻具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42