大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法技术

本发明专利技术涉及大直径旋挖灌注桩的技术领域，公开了大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，包括利用旋挖钻斗在土层中旋挖钻进，形成土层孔，直至土层孔的底部旋挖至硬岩层的岩面；利用牙轮筒钻朝下环切硬岩层，在硬岩层中形成等径环槽，硬岩层具有位于等径环槽中的环切段；利用取芯筒钻在环切段多次钻进取出岩芯段，环切段形成多个岩芯孔，多个岩芯孔依序咬合，直至将环切段钻进切除，在硬岩层中形成岩层孔；重复上述步骤，直至岩层孔达到设定深度，土层孔与岩层孔上下连通，形成灌注桩孔

【技术实现步骤摘要】
大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法


[0001]本专利技术专利涉及大直径旋挖灌注桩的
，具体而言，涉及大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法
。

技术介绍

[0002]大直径旋挖灌注桩是一种先进的桩基技术，在建筑
、
桥梁
、
道路等领域得到了广泛应用，该技术的出现，提高了工程的承载能力
、
施工效率
、
经济效益和安全性，为现代工程的建设提供了强有力的支持
。
[0003]现有技术中，大直径旋挖灌注桩在硬岩钻进时，通常采用分级扩孔钻进工艺
。
该工艺以桩孔中心为基点，先以小直径钻头钻进并取芯至设计标高，再更换稍大直径钻头逐级扩孔，直到钻进至设计桩径
。
[0004]这种硬岩分级扩孔每一级钻进均以桩中心点进行扩孔，每级钻头钻进时始终以完整硬岩为对象，随着分级钻头直径的加大，硬岩钻进所需扭矩也将增大，导致钻进效率低；同时，钻进过程需频繁更换钻头，影响施工工效
。
另外，当硬岩地层存在倾斜岩面或存在发育裂隙
、
破碎带时，采用分级扩孔钻进入岩，小直径钻头在孔内无侧向支撑，极易发生偏斜，难以保证钻孔质量
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，旨在解决现有技术中，大直径旋挖灌注桩施工过程中，硬岩钻进取芯的效率较低的问题
。
[0006]本专利技术是这样实现的，大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，包括以下施工步骤：
[0007]1)、
利用旋挖钻斗在土层中旋挖钻进，形成土层孔，直至所述土层孔的底部旋挖至硬岩层的岩面；
[0008]2)、
利用与土层孔直径相同的牙轮筒钻朝下环切硬岩层，在所述硬岩层中形成等径环槽，所述硬岩层具有位于等径环槽中的环切段；
[0009]3)、
利用小于土层孔直径的取芯筒钻在环切段多次钻进取出岩芯段，所述取芯筒钻沿着环切段的周向依序多次钻进取出岩芯段后，所述环切段形成多个岩芯孔，多个所述岩芯孔依序咬合，再将所述环切段完全破碎并捞渣清孔，在所述硬岩层中形成岩层孔；
[0010]4)、
重复所述施工步骤
2)
以及施工步骤
3)
，直至所述岩层孔达到设定深度，所述土层孔与岩层孔上下连通，形成灌注桩孔
。
[0011]可选的，所述施工步骤
4)
中，利用与灌注桩孔等直径的钻具，对所述灌注桩孔的底部进行切削磨平
。
[0012]可选的，所述施工步骤
4)
中，当所述灌注桩孔的底部切削磨平后，利用抓斗在所述灌注桩孔的底部捞渣清孔
。
[0013]可选的，所述施工步骤
2)
中，所述硬岩层具有环绕在等径环槽外周的硬岩壁，所述
硬岩壁与环切段的外周之间围合形成所述等径环槽；
[0014]所述施工步骤
3)
中，所述取芯筒钻在环切段钻进的过程中，所述取芯筒钻的外周抵接在硬岩壁
。
[0015]可选的，所述施工步骤
3)
中，多个所述岩芯孔依序环绕状排布，形成闭环咬合状布置
。
[0016]可选的，所述施工步骤
3)
中，当所述环切段被取芯筒钻多次钻进取芯后，所述环切段的中心形成有中心岩柱，所述中心岩柱形成在多个岩芯孔之间；
[0017]利用特定筒钻对所述中心岩柱钻进取芯，将所述中心岩柱从硬岩层中扭断取出
。
[0018]可选的，所述施工步骤
3)
中，当所述环切段被取芯筒钻多次钻进取芯后，所述环切段的外周形成有多个外周岩柱，多个所述外周岩柱沿着环切段的周向间隔布置，且所述外周岩柱形成在相邻的岩芯孔之间；
[0019]利用特定筒钻对所述外周岩柱钻进取芯，将所述外周岩柱从硬岩层中扭断取出
。
[0020]可选的，所述施工步骤
1)
中，所述土层的下部具有强风化岩层，所述旋挖钻斗旋挖钻进强风化岩层中，所述土层孔的下部穿过强风化岩层
。
[0021]可选的，所述取芯筒钻具有环绕布置的筒壁，所述筒壁围合形成容置岩芯段且底部开口的筒腔，所述筒壁的顶部设有顶部板，所述顶部板将筒腔的顶部开口封闭；所述顶部板与钻杆连接，所述钻杆带动筒壁圆周转动，所述筒壁的底部设有多个截齿，多个所述截齿沿着筒壁的周向间隔布置；
[0022]所述顶部板的底部设有多个顶部齿，多个所述顶部齿环绕顶部板的中心间隔环绕布置，且所述顶部齿朝向筒腔延伸布置；沿着自上而下的方向，所述顶部齿的厚度逐渐缩小；
[0023]所述施工步骤
3)
中，当所述取芯筒钻在环切段中朝下钻进的过程中，所述截齿切削环切段，从所述环切段中分离出来岩芯段置于筒腔中；随着所述取芯筒钻朝下钻进，所述顶部齿朝下嵌入在岩芯段的顶部中
。
[0024]可选的，所述筒壁的内侧壁的中部朝内凹陷，形成凹陷环，所述凹陷环沿着筒壁的周向环绕布置；所述凹陷环中设有轨槽，所述轨槽沿着凹陷环的周向环绕布置，所述轨槽的外侧贯穿连通凹陷环，形成环槽开口；
[0025]所述轨槽的内侧填充有弹性层，所述轨槽中填充有多个在轨槽中滚动布置的滚珠，多个所述滚珠沿着轨槽的周向依序排布，且相邻的所述滚珠之间相互活动抵接；
[0026]所述施工步骤
3)
中，当所述滚珠处于自然状态时，所述滚珠的内侧抵接着弹性层，所述滚珠的外侧透过环槽开口暴露在筒腔中；当所述岩芯段穿过筒腔的中部后，所述岩芯段的外周抵压着滚珠的外侧，所述滚珠朝内抵压弹性层偏置移动，给所述岩芯段施加朝外的夹持力
。
[0027]与现有技术相比
，
本专利技术提供的大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，通过旋挖钻头挖至岩层的顶部，形成位于土层中的土层孔，再通过牙轮筒钻，使位于土层孔下方的岩体被切割位环切段，这部分岩体由完整的岩面被切割为自由岩面，使后续采用取芯筒钻钻进效率更高，同时在下放取芯筒钻时，其一侧的侧壁可以抵靠在等径环槽的侧壁上，因此在取芯筒钻钻进过程中，提高侧向支撑以及导向，有效保持成孔不偏斜，确保钻孔质量，并且，通过利用等径环槽切割出的空隙，在岩层孔钻进过程中，可咬合等径环
槽以及由于多个岩层孔之间为相互咬合布置，有效的在钻进岩层孔的过程中，直接减少了截齿作用受力范围，钻进作用力更集中，钻进效率更高
。
附图说明
[0028]图1是本专利技术提供的步骤
2)
的施工示意图；
[0029]图2是本专利技术提供的步骤
2)
的施工示意图；
[0030]图3是本专利技术提供的步骤
2)
施工完毕后等径环槽的俯视示意图；
[0031]图4是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：
1)、
利用旋挖钻斗在土层中旋挖钻进，形成土层孔，直至所述土层孔的底部旋挖至硬岩层的岩面；
2)、
利用与土层孔直径相同的牙轮筒钻朝下环切硬岩层，在所述硬岩层中形成等径环槽，所述硬岩层具有位于等径环槽中的环切段；
3)、
利用小于土层孔直径的取芯筒钻在环切段多次钻进取出岩芯段，所述取芯筒钻沿着环切段的周向依序多次钻进取出岩芯段后，所述环切段形成多个岩芯孔，多个所述岩芯孔依序咬合，再将所述环切段完全破碎并捞渣清孔，在所述硬岩层中形成岩层孔；
4)、
重复所述施工步骤
2)
以及施工步骤
3)
，直至所述岩层孔达到设定深度，所述土层孔与岩层孔上下连通，形成灌注桩孔
。2.
如权利要求1所述的大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，其特征在于，所述施工步骤
4)
中，利用与灌注桩孔等直径的钻具，对所述灌注桩孔的底部进行切削磨平
。3.
如权利要求2所述的大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，其特征在于，所述施工步骤
4)
中，当所述灌注桩孔的底部切削磨平后，利用抓斗在所述灌注桩孔的底部捞渣清孔
。4.
如权利要求1所述的大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，其特征在于，所述施工步骤
2)
中，所述硬岩层具有环绕在等径环槽外周的硬岩壁，所述硬岩壁与环切段的外周之间围合形成所述等径环槽；所述施工步骤
3)
中，所述取芯筒钻在环切段钻进的过程中，所述取芯筒钻的外周抵接在硬岩壁
。5.
如权利要求1所述的大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，其特征在于，所述施工步骤
3)
中，多个所述岩芯孔依序环绕状排布，形成闭环咬合状布置
。6.
如权利要求1所述的大直径旋挖灌注桩硬岩牙轮环切与阵列取芯施工方法，其特征在于，所述施工步骤
3)
中，当所述环切段被取芯筒钻多次钻进取芯后，所述环切段的中心形成有中心岩柱，所述中心岩柱形成在多个岩芯孔之间；利用特定筒钻对所述中心岩柱钻进取芯，将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈增镛，雷斌，李欣霖，童心，雷帆，操松，史进平，张羽，周元奇，马晓鹏，张昌欢，陈强，张明民，林雄，程玉平，余洪成，
申请(专利权)人：深圳市工勘建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：