一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法技术

本发明专利技术提供了一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法，通过轴向压力及输出扭矩大的旋挖钻机，提高钻机钻岩能力，并在首级钻进利用大直径潜孔锤取芯，破坏岩层的整体性，为多级旋挖钻机截齿钻扩孔创造临空面，加快钻进速度，提高钻机效率，减少钻头磨损，解决常规旋挖钻头从桩中心处钻入，硬岩对钻具侧向约束大的难题。再以旋挖钻机截齿钻接力逐级扩大钻孔直径，直至钻进达到设计桩径，以保证钻机的动力和扭矩最大限度地传递至旋挖钻头。与此同时，基于硬质岩层稳定性好，钻孔孔壁稳定的特点，采用清水钻进，施工场地易维护，文明施工易确保，避免对水库的污染。避免对水库的污染。避免对水库的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法


[0001]本专利技术涉及大跨径桥梁桩基施工的
，具体涉及一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法。

技术介绍

[0002]桩基施工是桥梁施工的关键环节，常规采用冲击钻、回旋钻、旋挖钻方法进行成孔施工，而采用冲击钻或回旋钻施工，成孔进尺速度慢，维护费用高，尤其是回旋钻对硬岩地层的适应能力极差，且两种工艺均需要排放大量泥浆，对现场和周边环境造成污染，同时冲击钻成孔噪音极大，不适用生态敏感，环保要求高区域。采用单一旋挖钻成孔遇到硬岩成孔速度慢，尤其是对于单轴抗压强度高的超厚岩层，钻齿磨损严重，更换频繁，施工速度难以保证，且泥浆钻同样需排放泥浆，在紧邻水源保护地、桩位岩体与水系连通等区域施工存在较大环保风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法，解决上述
技术介绍
中的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：施工方法步骤如下：S1、施工准备：规划设计钻孔平台、确定扩孔级数和首级取芯直径以及逐级扩孔支撑的参数；S2、钻孔平台施工：按设计尺寸开挖钻孔平台，设置排水系统、防护措施和沉淀池以及临水侧挡水墙；S3、钢护筒埋设：通过全站仪安装四根护桩作为基准，利用四根护桩放样出桩位，并通过旋挖钻机搭载钻头按钢护筒直径掏芯至设计深度后埋设钢护筒；S4、首级组合钻进成孔：用潜孔锤更换旋挖钻机上钻头，安装好各个管道，组合钻进采用环切取芯方式钻进成首级钻孔，钻至设计孔深；S5、分级钻进扩孔：采用旋挖钻机搭载不同直径的扩孔钻进行分级扩孔，直至设计孔深；S6、清孔：采用掏渣法清孔直至钻渣清理彻底，沉渣厚度符合设计要求；S7、检孔：钻孔达到设计深度后核实地质情况，验证地质情况是否满足设计要求。
[0005]优选的，步骤S2中，钻孔平台采用混凝土硬化，并在钻孔平台上架设清水箱，清水箱用于钻进冷却。
[0006]优选的，步骤S3中，埋设钢护筒使其与桩基中心线偏位在允许误差范围内。
[0007]优选的，步骤S4中，钻进过程中通过泵送清水箱的清水至钻头处进行冷却，并监测钻头偏锤方向，需与桩基中心线重合，钻进挖出的石渣及时装车外运；钻至设计深度后采用测绳测量孔底四周高程，并标注在钢护筒上，从而判断孔底岩面的装置及位置。
[0008]优选的，步骤S4中，首级钻孔钻进的起始段通过旋挖钻机搭载截齿钻头成孔，在钻进一定深度或效率降低后，再通过旋挖钻机搭载潜孔锤对桩孔内的岩层进行掏芯。
[0009]优选的，步骤S6中，分级钻进扩孔分为一级扩孔与二级扩孔，一级扩孔与二级扩孔的钻进过程中导向钻头与钻孔中心一致，钻进过程分多个循环作业直至钻进设计孔深，每个循环先掏芯钻进，然后通过提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸渣。
[0010]优选的，一级扩孔与二级扩孔采用不同直径的扩孔钻进行分级扩孔，二级扩孔完成后即完成桩基断面钻进。
[0011]优选的，分级钻进扩孔过程中通过捞渣钻头捞出石渣，并检测成孔的垂直度，确保桩基质量；扩孔过程中通过泵送清水箱的清水至钻头处进行冷却，捞出的石渣及时装车外运。
[0012]优选的，步骤S7中，当钻孔深度达到设计要求时，采用全站仪对孔位进行复测，采用探孔器对孔径、孔深及倾斜度进行检查。
[0013]本专利技术提供了一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法，施工高效、安全、无污染，减少了旋挖钻钻头磨损，与传统的施工方法相比，本施工方法在保证施工质量和安全的前提下，加快了施工进度，降低了施工成本，具有很强的经济优越性，尤其是适用于生态库区桥梁超厚硬岩条件桥梁陆上大直径长基快速成孔，有益效果：1、安全：该方法设备自动化程度高，用电需求少，成孔能力强，增加了钻机操作范围，降低了钻头打裂或断钻杆的安全风险，减少了施工现场安全隐患；2、效率：该方法采用扭矩旋挖钻分级成孔配合气动潜孔锤辅助成孔，钻进速度快，成孔效率高，节省了工期；3、环保：该方法采用清水钻进，泥浆及钻渣量少，无需设置泥浆池，施工场地易清理，避免了对库区水资源造成污染；4、经济：该方法节约了施工成本，在保证施工质量与安全前提下，较冲击钻工效提高30%以上；5、应用前景广，节省了人工、机械设备台班，缩短了项目施工工期，实现了硬岩地质桩基快速化施工。
附图说明
[0014]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术桩位放样俯视图；图2是本专利技术钢护筒埋设施工示意图；图3是本专利技术图2埋设剖视图；图4是本专利技术首级组合钻进成孔施工示意图；图5是本专利技术图4首级钻孔成型剖视图；图6是本专利技术分级钻进扩孔施工示意图；图7是本专利技术图6一级扩孔成型剖视图；图8是本专利技术图6二级扩孔成型剖视图；图中：硬岩1；护桩2；旋挖钻机3；钻头4；钢护筒5；潜孔锤6；首级钻孔7；扩孔钻8；一
级扩孔9；二级扩孔10。
具体实施方式
[0015]实施例1如图1~6所示，一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法，具体施工步骤分为：步骤一、施工准备组织管理及班组人员熟悉设计图纸，提前规划设计钻孔平台，确定扩孔级数，首级取芯直径及逐级扩孔直径等重要参数；全面组织现场准备工作，结合施工顺序做好材料采购及设备进场、拼装与验收等工作，保证进场道路畅通，对施工人员技术安全交底。
[0016]步骤二、钻孔平台施工清理原地面植被和覆盖层，按设计尺寸开挖钻孔平台，设置排水系统、防护措施、沉淀池及临水侧挡水墙，平台采用混凝土硬化并布置清水箱。
[0017]步骤三、钢护筒埋设利用提前设置的四根护桩2放样出桩位，并由大扭矩旋挖钻机3按钢护筒5直径掏芯至钢护筒5设计深度后埋设钢护筒5，保证钢护筒5与桩基中心线偏位在允许误差范围内。
[0018]步骤四、首级组合钻进成孔将大扭矩旋挖钻机3上的钻头4置换为大直径潜孔锤6组合钻头，安装好各个管道，下放钻杆，形成潜孔锤6与旋挖钻机3的组合钻进。潜孔锤6利用空压机作为动力源，采用环切取芯方式成孔，钻进过程中应及时补充清水冷却钻头，随时观察钻头偏锤方向，挖出石渣及时装车外运，保持现场清洁平整。钻至设计孔深后采用测绳测量孔底四周的高程，并标注在钢护筒5上，判断孔底岩面的状态及位置。
[0019]步骤五、分级钻进扩孔当首级成孔施工完成后，拆除潜孔锤6并更换扩孔钻8，再采用大扭矩旋挖钻机3分级扩孔至设计孔深；分级扩孔掏芯产生的石渣会掉落到首级钻孔7内，施工过程应及时采用捞渣钻头捞出石渣以提高扩孔效率，并反复检查成孔的垂直度，确保桩基质量。扩孔过程中应及时补充清水冷却钻头，保持现场清洁，钻渣及时外运至指定区域。
[0020]步骤六、清孔旋挖钻机3采用掏渣法清孔直至钻渣清理彻底，沉渣厚度符合设计要求。
[0021]步骤七、检孔钻孔达到设计深度后核实地质情况，验证地质情况是否满足设计要求。当钻孔深度达到设计要求时，采用全站仪对孔位进行复测，采用探孔器对孔径、孔深及倾斜度进行检查；优选的，因钻孔深度越大施工效率越低，首级钻孔7的起始段成孔可采用截齿钻头成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法，其特征是：施工方法步骤如下：S1、施工准备：规划设计钻孔平台、确定扩孔级数和首级取芯直径以及逐级扩孔支撑的参数；S2、钻孔平台施工：按设计尺寸开挖钻孔平台，设置排水系统、防护措施和沉淀池以及临水侧挡水墙；S3、钢护筒埋设：通过全站仪安装四根护桩（2）作为基准，利用四根护桩（2）放样出桩位，并通过旋挖钻机（3）搭载钻头（4）按钢护筒（5）直径掏芯至设计深度后埋设钢护筒（5）；S4、首级组合钻进成孔：用潜孔锤（6）更换旋挖钻机（3）上钻头（4），安装好各个管道，组合钻进采用环切取芯方式钻进成首级钻孔（7），钻至设计孔深；S5、分级钻进扩孔：采用旋挖钻机（3）搭载不同直径的扩孔钻（8）进行分级扩孔，直至设计孔深；S6、清孔：采用掏渣法清孔直至钻渣清理彻底，沉渣厚度符合设计要求；S7、检孔：钻孔达到设计深度后核实地质情况，验证地质情况是否满足设计要求。2.根据权利要求1所述一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法，其特征是：步骤S2中，钻孔平台采用混凝土硬化，并在钻孔平台上架设清水箱，清水箱用于钻进冷却。3.根据权利要求1所述一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法，其特征是：步骤S3中，埋设钢护筒（5）使其与桩基中心线偏位在允许误差范围内。4.根据权利要求1所述一种超厚硬岩条件大直径长桩组合成孔施工方法，其特征是：步骤S4中，钻进过程中通过泵送清水箱的清水至钻头处进行冷却，并监测钻头偏锤方向，需与桩基中心线重合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁波，陈成，周舒，张照川，张英飞，安晨辉，康彦生，李东伟，王务磊，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：