一种钻孔桩施工方法

【专利摘要】本发明公开了一种钻孔桩施工方法，钻孔桩施工过程中遇到钙质胶结岩层时，根据地质勘查图显示的不同的钙质胶结岩层厚度，选用不同的钻头，当钙质胶结岩层厚度在0.5m以内时，则采用带截齿钻头的旋挖斗钻进取土成孔；当钙质胶结岩层厚度在0.5m?1.0m之间时，若需进行岩层取芯，则采用带截齿钻头的无底桶钻钻进；若不需进行岩层取芯，则采用螺旋钻头钻进；当若钙质胶结岩层厚度大于1m时，则采用螺旋钻头钻进将钙质胶结岩分离破碎，然后再利用旋挖斗将破碎后的渣土取出。本发明的施工方法根据不同的钙质胶结岩层厚，合理选用不同的钻头，达到了快速成孔的目的，既保证了施工效率又保证了施工质量。

【专利说明】

_种钻孔桩施工方法

技术领域

[0001 ]本发明涉及粧基施工技术领域，具体为一种钻孔粧施工方法。

【背景技术】

[0002] 钻孔灌注粧是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土 中形成粧孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的粧，依照成孔方法不同，灌注粧又 可分为沉管灌注粧、钻孔灌注粧和挖孔灌注粧等几类。钻孔灌注粧是按成粧方法分类而定 义的一种粧型。通常施工步骤如下：平整场地4泥浆制备-埋设护筒4铺设工作平台4安 装钻机并定位4钻进成孔4清孔并检查成孔质量4下放钢筋笼4灌注水下混凝土4拔出 护筒4检查质量。

[0003] 针对不同的地质地段，会有不同的施工要求及具体操作方法，如发明专利:一种适 用于倾斜坚硬岩石地段钻孔粧施工方法（申请号：2.2)，该方法采用间隔施工 的方法，由旋挖钻机和地质钻联合施工，采用地质钻先施工应力释放孔，再通过旋挖钻机施 工钻孔粧的方法，对岩石应力起到释放的作用，同时施工完成的应力释放孔对旋挖钻机施 工起到导向作用，避免了旋挖钻机施工时出现偏孔现象。

[0004] 旋挖钻机因具有施工速度快、成孔质量好、环境污染小、操作灵活方便、安全性能 高及适用性强等优势，替代了传统的冲击和回旋钻机成孔设备，已成为钻孔灌注粧施工的 主要成孔设备。旋挖钻机适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围广，但需要根据不 同的地质条件，更换相应钻头，以达到高速、高质的成孔要求。

[0005] 但是如遇到钙质胶结岩层等地质特征时，用上述施工方法，不能保证成孔质量，且 施工时间较长。钙质胶结岩层一般出现在碳酸盐岩地区，其胶结的岩石硬度比泥质胶结的 岩石大，但比硅质胶结岩层的硬度低。针对不同的岩层厚度，采用统一的施工方法，更无法 保证尚速尚质成孔。

【发明内容】

[0006] 针对上述问题，本发明的目的提供一种适用于钙质胶结岩层，并可快速成孔的钻 孔粧施工方法，技术方案如下：

[0007] -种钻孔粧施工方法，钻孔粧施工过程中遇到钙质胶结岩层时旋挖灌注桩施工工艺，根据地质勘查图 显示的不同的钙质胶结岩层厚度旋挖灌注桩施工工艺，选用不同的钻头，具体为：

[0008] 当钙质胶结岩层厚度在0.5m以内时，则采用带截齿钻头的旋挖斗钻进取土成孔； [0009]当钙质胶结岩层厚度在0.5m-l. 0m之间时，若需进行岩层取芯，则采用带截齿钻头 的无底桶钻钻进;若不需进行岩层取芯，则采用螺旋钻头钻进；

[0010] 当若钙质胶结岩层厚度大于lm时，则采用螺旋钻头钻进将钙质胶结岩分离破碎， 然后再利用旋挖斗将破碎后的渣土取出。

[0011] 进一步的，所述钻孔粧施工过程中，若遇到冲击土层，则在泥浆护壁的条件下直接 采用旋挖斗钻进取土成孔。

[0012]更进一步的，所述泥浆的选料及重量配合比为:膨润土 10份、纯碱0.5份、羧甲基纤 维素0.08份、聚丙烯酰胺0.05份、水100份。

[0013] 更进一步的，所述钻孔粧施工之前需先测量放样，然后对应粧位中心埋设护筒，护 筒内径比钻孔的孔径大20cm，护筒中心与设计粧位中心的偏差小于20mm。

[0014] 更进一步的，所述钻孔粧终孔后，将预制的钢筋笼吊装入钻孔，牢固定位后，将钢 管穿入吊环中，将钢筋笼吊住，保持下部悬空，然后混凝土灌注施工。

[0015] 更进一步的，所述混凝土灌注施工分两次进行，第一次灌注时导管埋入砼lm以上， 第二次灌注时导管埋入砼4-6m。

[0016] 本发明的有益效果是:本发明的施工方法根据不同的钙质胶结岩层厚，合理选用 不同的钻头，达到了快速成孔的目的;根据钻速制备的合适配合比的泥浆，能够有效保证孔 壁的稳定性，防止孔壁坍塌，既保证了施工效率又保证了施工质量。

【附图说明】

[0017] 图1为带截齿钻头的旋挖斗结构示意图。

[0018]图2为带截齿钻头的无底桶钻结构示意图。

[0019] 图3为螺旋钻头结构示意图。

【具体实施方式】

[0020] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。整体的施工步骤如下：

[0021] 施工准备：

[0022]在三通一平的基础上，钻孔的准备工作主要有粧位测量及放样、制作和埋设护筒、 泥浆备料调制及准备钻孔机具等。钻孔粧施工前先探明每根粧粧位处有否地下障碍物及市 政管线，对影响粧基施工的雨污水管道必须挖除后方可施工。

[0023] 护筒埋设：

[0024]护筒内径比孔径大20cm，高度一般为3.5m，特殊地质条件需要增加护筒埋深。护筒 顶高出地面〇.3m。埋设应准确、水平、垂直、稳固，护筒的四周应回填粘土并夯实。钻机导杆 中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。护筒中心与设计粧位中心的偏差不 得大于20mm，钢护筒垂直度偏差不允许大于0.5%，保证钻机沿着粧位垂直方向顺利工作。 [0025]泥浆的制备及循环净化：

[0026]因钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水等作用，为此泥浆是保证孔壁 稳定的重要因素。根据旋挖钻钻速快的特点泥浆原材料采用优质膨润土造浆。

[0027] 主要材料选择如下：

[0028]膨润土:选用优质的膨润土。

[0029]水:用新鲜洁净的淡水。

[0030]分散剂:选用工业用纯碱。

[0031] 絮凝剂:选用聚丙烯酰胺。其功能为对膨润土护胶，同时提高抗剪切稀释能力。

[0032] 重量配合比为:膨润土 10份、纯碱0.5份、羧甲基纤维素(CMC)0.08份、聚丙烯酰胺 0.05份、水100份，此配合比适用于漏失地层。具体实施例见表1。

[0033] 表1泥浆配合比表

[0035] 泥浆处理剂使用前宜配成一定浓度的水溶液，以提高其效果。施工过程中随时检 测清孔后灌注砼时泥浆的各项性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用，避免发生施工事故。 泥楽的性能指标见表2。

[0036] 表2泥浆性能指标表

[0037]

[0038] 新制膨润土浆需存放12小时，经充分溶胀后方能使用。新制膨润土泥浆性能现场 检测指标见表3。

[0039] 表3新制膨润土泥浆性能现场检测指标表

[0041] 钻孔施工：

[0042] 旋挖钻机通过自行履带就位，就位后，钻头中心点对准粧位中心，同时调整钻桅是 否垂直，然后钻进，其工作循环为:对孔-落钻-钻进-提钻-反转解锁-提升钻机回转卸 土-再对孔。每次钻孔时在深度表上对零，以检查钻进情况。每一循环检查钢丝绳是否在滚 筒槽内（通过后视窗检查），检查钢丝绳是否有毛刺、断股现象，如有及时更换。

[0043] 在普通粘土、粉土、粉砂、卵石等冲击土层时，可在合理泥浆护壁的条件下直接利 用旋挖斗取土钻进成孔，成孔速度快。当遇到钙质胶结岩时，根据地质勘查图显示的不同的 钙质胶结岩层厚，合理选用不同的钻头，以达到快速成孔的目的。

[0044] 当钙质胶结层厚度在0.5m以内时，可采用带截齿钻头的旋挖斗低速钻进取土成 孔。带截齿钻头的旋挖斗结构示意图如图1所示。

[0045] 当钙质胶结层厚度在0.5m_1.0m之间时，可采用带截齿钻头的无底桶钻钻进，钻进 速度快，同时也可进行岩层取芯，用于数据研究。无研究需求时也可直接采用螺旋钻头钻进 施工。带截齿钻头的无底桶钻结构示意图如图2所示。

[0046] 当钙质胶结层厚度大于lm时，由于岩层较厚，需要更换螺旋钻头，利用螺旋钻头进 行钻进，将钙质胶结岩进行分离破碎，然后再利用旋挖斗将破碎后的渣土取出。

[0047]螺旋钻头结构示意图如图3所示，螺旋钻头清渣容易，回转阻力小，适合钻进卵砂 石层及胶结性好的粘土层。当钙质胶结层厚度较大时，旋挖斗直接钻进效率较低，用螺旋钻 头先对岩层分离破碎，再用旋挖斗取渣，可有效提高钻进效率。

[0048]钻孔粧成孔采用悬浮力强、比重较小的高性能泥浆，机械排浆和清孔，减小孔底沉 渣厚度和孔壁泥皮厚度。

[0049] 吊装钢筋笼：

[0050] 钻孔灌注粧在成孔过程中及终孔后，先进行孔径和孔型检测，再进行孔深和孔底 沉渣检测。

[0051 ]然后把预制好的钢筋笼用25t吊车吊放。起吊时，须用双吊点，吊点位置要恰当，一 般设在加强箍筋处。采用大钩和小钩相互进行钢筋笼吊装，小钩吊下部、大钩吊上部。吊直 后将钢筋笼对准孔位缓慢下放，不得摇晃碰撞孔壁或强行入孔。

[0052]钢筋笼入孔后，要牢固定位，保证钢筋笼的方向，并将钢管穿入吊环中，将钢筋笼 吊住，保证笼顶标高符合规范要求，防止在灌注水下砼过程中下沉或上浮。入孔定位标高应 准备，允许误差为±5cm，并使其下部悬空;钢筋笼上口应和粧中心对中并固定，允许误差为 ±3cm〇

[0053] 灌注混凝土：

[0054]灌注前应先测量混凝土的坍落度和泥浆比重，要求的坍落度为160mm~220mm，泥 浆比重为1.1~1.2,还应取混凝土做成试块，养护后按照国家标准进行强度测定。

[0055]灌注混凝土施工顺序:安设导管-使隔水栓与导管内水面紧贴-灌注首批混凝土 -连续灌注直至粧顶。

[0056]粧身混凝土灌注在二次清孔完成并检验沉渣厚度和泥浆比重符合规定后的半个 小时内进行，并连续灌注直至粧完成。

[0057] 初灌量应使导管一次埋入砼1.0m以上，正常灌注时保证导管埋入砼4~6m。

[0058]根据规范及设计要求，为保证粧基质量，粧基粧顶混凝土至少高出设计粧顶一定 高度。

【主权项】

1. 一种钻孔粧施工方法，其特征在于，钻孔粧施工过程中遇到钙质胶结岩层时，根据地 质勘查图显示的不同的钙质胶结岩层厚度，选用不同的钻头，具体为： 当钙质胶结岩层厚度在0.5m以内时，则采用带截齿钻头的旋挖斗钻进取土成孔； 当钙质胶结岩层厚度在〇. 5m-l. Om之间时，若需进行岩层取芯，则采用带截齿钻头的无 底桶钻钻进;若不需进行岩层取芯，则采用螺旋钻头钻进； 当若钙质胶结岩层厚度大于Im时，则采用螺旋钻头钻进将钙质胶结岩分离破碎，然后 再利用旋挖斗将破碎后的渣土取出。2. 根据权利要求1所述的钻孔粧施工方法，其特征在于，所述钻孔粧施工过程中，若遇 到冲击土层，则在泥浆护壁的条件下直接采用旋挖斗钻进取土成孔。3. 根据权利要求2所述的钻孔粧施工方法，其特征在于，所述泥浆的选料及重量配合比 为:膨润土 10份、纯碱0.5份、羧甲基纤维素0.08份、聚丙烯酰胺0.05份、水100份。4. 根据权利要求1所述的钻孔粧施工方法，其特征在于，所述钻孔粧施工之前需先测量 放样，然后对应粧位中心埋设护筒，护筒内径比钻孔的孔径大20cm，护筒中心与设计粧位中 心的偏差小于20mm。5. 根据权利要求1所述的钻孔粧施工方法，其特征在于，所述钻孔粧终孔后，将预制的 钢筋笼吊装入钻孔，牢固定位后，将钢管穿入吊环中，将钢筋笼吊住，保持下部悬空，然后混 凝土灌注施工。6. 根据权利要求5所述的钻孔粧施工方法，其特征在于，所述混凝土灌注施工分两次进 行，第一次灌注时导管埋入砼Im以上，第二次灌注时导管埋入砼4-6m。

【文档编号】E02D5/

【公开日】2016年9月7日

【申请日】2016年6月2日

【发明人】左峰, 钟德辉, 沈福生, 丁凯, 曾煜, 刘中华

【申请人】中国水利水电第五工程局有限公司

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