[发明专利]一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工方法

摘要

本发明公开了一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行厚覆盖层条件下部分入岩钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：施工工艺包括测量放样、护筒埋设、泥浆制备、旋挖钻机就位及对中、旋挖钻机钻进、冲击钻机钻进、成孔、清孔、安装钢筋笼、下导管、二清、浇筑水下混凝土；本方法在保障成孔质量、安全的前提下，很好地解决了超厚覆盖层条件下部分入岩大直径超长桩的适用机械选用问题、施工进度问题，经济效益和社会效益明显；实施后各项指标均满足设计及规范要求。

主权项

1.一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行超厚覆盖层条件下部分入岩钻孔灌注桩施工方法，其特征在于在覆盖层内使用旋挖钻机成孔，在岩层内采用冲击钻机成孔；施工工艺流程如下；（1）测量放样：由测量人员测放桩位，施工前，桩位偏差控制在2cm内；测量队对桩位放样后，及时交接给现场技术员，由现场技术员安排设置护桩，护桩采用木桩，并钉钉子；护桩要求固定好，用水泥砂浆围护，护桩桩位偏差控制2cm以内；（2）护筒埋设：在钻孔前，应埋设护筒，起定位、保护孔口等作用；护筒顶端高出地面30cm，护筒底端埋置深度对于粘性土不小于1.5m；在护筒顶部开设1个溢水口；护筒外应用土夯实；将护桩点引至钢护筒上并作好标记以方便检查；护筒中心与桩位中心偏差控制在2cm以内；（3）泥浆制备：旋挖钻机泥浆指标控制；用膨润土制作PHP泥浆，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，随钻进用泵将泥浆池中配制好的泥浆补充到孔中，浆面保持在护筒顶面0.5m左右；泥浆制备时：对于泥浆的指标，其比重一般应控制在1.05~1.20之间，粘度控制在17~20s，对于补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量；冲击钻机泥浆指标控制，当使用冲击钻机时，由于进入岩层，调整泥浆指标其比重一般应控制在1.20~1.40之间，粘度控制在22~30s，补浆的速度要放缓，确保冲击钻形成的碎石能通过泥浆自动循环出来，同时要勤捞渣；（4）旋挖钻机就位及对中：将TR400旋挖钻机移动到桩位处，调整桅杆角度，使钻机诡杆垂直于地面，操作卷扬机，钻头中心对准桩中心钻进到2. 5m左右，钻头加上扩孔器进行护孔，扩孔直径比护筒外径大5~10cm，深到1.5m，将护筒放正用钻杆(钻头)将护筒压入孔内，再用四个控制桩拉上十字线调整护筒，使十字线交叉点位于护筒中心，然后护筒外空隙用土填实，使护筒牢固，再将十字线引到护筒上，用锯条在护筒上锯一小口，放上扎丝，这样即使四角桩因施工不慎位移，也不影响十字线中心，便于钢筋笼吊装时与桩位中心对正；同时，为减少相邻孔串孔风险，确保成孔安全，须采取隔孔施工的顺序安排；经综合考虑，拟配备8台回旋钻，分4个批次成孔；钻孔顺序安排原则是：相邻孔位不同时钻进；同一台钻机尽可能隔孔依次钻进；钻机移位幅度不大；成孔顺序安排如下：（5）旋挖钻机钻进：开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差；钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min；钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度；当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐；钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土；不同的土层应采取不同的钻进参数；对于在流塑、软塑、松软的砂性土及淤泥质土中钻进，应采取轻钻压、慢转速(15~40n/min)，慢进尺速度，钻进后提钻慢转速均匀下放扫孔1~2次；对于在可塑、硬塑的土层中钻进，可适当加压，用中、高转速(40~80n/min)钻进，钻过后，应提钻用中转速，轻钻压均匀扫孔1~2次，以利工效和孔体的完整；对于钻僵石、碎石、小块石等障碍时，应用慢转速、轻钻压通过，钻过后提钻反复扫孔数次，然后，把钻圈停止转动的情况下，上下反复多次试探，直至上下畅通无阻为止；泥岩和强风化岩层，当钻具携带散装岩石碎屑，钻机进尺缓慢时，说明已经人岩层，这时要提高泥浆比重，降低钻进速度，加足压力，以便直接传至钻头，实现有效碎岩；（6）冲击钻机钻进：当旋挖钻机进尺缓慢时(进尺少于50cm/h)且钻进显示的为中、弱风化岩时更换冲击钻机钻进，具体钻进时应根据岩层的变化，采用不同的速度和冲程；①冲击钻机进行正常冲击，冲程以2~4m为宜，最大不能超过6m，在斜面开孔钻进、停钻投泥重新开钻、遇到局部砂层或抛石重钻等特殊处理情况时应采用2m以下的中低冲程；②起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁或因提速过快而造成负压引起坍孔；在钻进过程中，必须勤松绳，每次少松绳，防止打空锤；勤清碴，使钻头冲击新鲜地层；③在换用钻头时，对钻头尺寸必须严格控制，换用冲击钻机时冲击钻头尺寸的控制，应考虑以下岩层范围内钻进对钻头必要的磨损；（7）成孔、清空：当钻至离桩底设计标高约2~3m时，技术人员要及时验孔，孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准；钻进至设计孔深时，为了尽可能的将孔底沉渣清理干净；本工程采用换浆法二次清孔（气举反循环清孔）；即钻进结束后，钻头提高孔底20cm左右，以中速压入比重为1.05‑1.2较纯泥浆把钻孔悬浮钻渣较多的泥浆换出，经测定孔底沉渣不大于30cm，孔内泥浆密度达到1.03~1.1、含砂率小于2%，一次清孔结束，提钻安放钢筋笼和导管，在导管安装完毕后重测沉淀层厚度，若孔底沉渣大于30cm即进行第二次清孔，待排出孔的泥浆密度达到1.03~1.1、含砂率小于2% ，孔底沉渣不大于30cm，即符合要求，清孔结束后应在30min内进行首批混凝土灌注，以防止悬浮物再次沉淀，确保孔底沉渣厚度符合设计要求。