CN106168024A - 特殊地层旋挖桩成孔施工方法 - Google Patents

Abstract

一种特殊地层旋挖桩成孔施工方法，使用旋挖钻机用于砂层、粘土层、碎卵石层、硬质岩石、淤泥的地层，其特征在于包括以下步骤：a定位放线，b埋设护筒，c制备泥浆，d旋挖钻机就位，e钻孔和f成孔验收及进行后续下放钢筋笼灌注混凝土常规灌注桩施工工序。本发明的特殊地层旋挖桩成孔施工方法具有施工步骤设计合理、操作简单，能实现旋挖钻机在砂层、粘土层、碎卵石层、硬质岩石、淤泥五种特殊地层的有效钻进，提高了施工效率，可不需对特殊地层进行特殊处理，不需配置特殊设备，节省了项目成本和有效避免了塌孔等质量问题，保证成孔了质量的优点。

Description

特殊地层旋挖桩成孔施工方法

技术领域

本发明涉及一种桩成孔施工方法，具体地说，是一种旋挖钻机在砂层、粘土层、碎卵石层、硬质岩石、淤泥的特殊地层旋挖桩成孔施工方法。

背景技术

旋挖成孔灌注桩是最近新发展起来的一种成孔方式，由于其地层适用性广，施工效率高，机械化程度高而得到迅速推广。我国幅员辽阔，地层复杂多样。旋挖机在一般的粘土层、粉土层、强风化岩石层中效率很高，施工难度较低，但如果遇到了流塑性强的淤泥、砂层、易打滑的粘土层、硬质岩石层时旋挖施工也会遇到很多困难。

因此已知的旋挖成孔工艺在特殊地层施工中存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种合理选型和改进设备，以及有效过程控制的特殊地层旋挖桩成孔施工方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种特殊地层旋挖桩成孔施工方法，使用旋挖钻机用于砂层、粘土层、碎卵石层、硬质岩石、淤泥的地层，其特征在于包括以下步骤：

a、定位放线，采用全站仪确定放样桩点的位置，将旋挖钻机钻头对准桩位中心，桩位偏差不超过10mm；

b、埋设护筒，护筒应使用粘土埋设、并分层对称夯填；

c、制备泥浆，对粘结性好的岩土层，采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁；对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定的，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内注入护壁泥浆进行护壁；

d、旋挖钻机就位；

e、钻孔，成孔前必须检查旋挖钻机钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况,及时更换磨损超标的钻头；按试成孔确定的参数进行施工，并加强成孔的垂直度控制；

f、成孔验收及进行后续工序，即进行下放钢筋笼灌注混凝土常规灌注桩施工工序。

本发明的特殊地层旋挖桩成孔施工方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的方法，其中所述步骤b中，埋设护筒是针对淤泥地层、砂层、碎卵石的易塌孔地层，需加强导向作用或需维持表层土稳定的地层，护筒的长度根据地层情况而定，或者使用全护筒。

前述的方法，其中所述步骤c中，制备泥浆应地层需求进行配制，应具有良好的流变性能和稳定性能，应通过实验确定其各项技术指标。

前述的方法，其中所述步骤d中，旋挖钻机选用根据钻进所需的扭矩和加压力而定，一般淤泥层、砂层、粘土层地层选用中小型号的旋挖钻机，碎卵石层、硬质岩石层选用较大型号的旋挖钻机。

前述的方法，其中所述步骤d中，旋挖钻机钻杆根据地层的钻进难度选用，一般淤泥层、砂层、粘土层选用摩阻钻杆；碎卵石层、硬质岩石层选用机锁钻杆。

前述的方法，其中所述步骤d中，旋挖钻机钻斗根据钻进地层土质的不同而选用，淤泥地层一般选用土层双底捞砂斗和水孔的直螺旋钻斗；砂层一般选用密封性较好、流水间隙大、扁齿密的钻斗，以利于收聚砂土，提高钻进效率；粘土层选用中心锥结构细小，内部设有流水侧壁开豁口设挖齿的钻斗，以减少因打滑原因不易进尺，利于粘土贯入；碎卵石层选用双层嵌岩筒钻，筒钻的层间隙的大小应该与碎石的粒径相对应，一般情况下，筒钻的层间隙等于1.5倍的碎石粒径；硬质岩石层选用嵌岩筒钻或牙轮筒钻进行钻进。

前述的方法，其中所述步骤e中，钻孔钻进砂层时尽量减慢放钻、提钻及钻进速度，尽量避免更换和更改钻头，保证钻头大小的一致性，同时宜设置沉淀池，降低泥浆含砂率。

前述的方法，其中所述步骤e中，钻孔钻进粘土层每次钻进深度不要太大，一般为钻斗高度的一半；每次钻进完成后，应尽量避免扰动下层粘土，防止打滑；出现缩颈、吸钻情况时，宜多次空转扫孔。

前述的方法，其中所述步骤e中，钻孔钻进碎卵石层时，直接用快速加压的筒式钻头一次成孔，也能先用筒式钻头成孔，筒体直径小于孔径150～400mm，然后再用大钻头扫孔。

前述的方法，其中所述步骤e中，钻孔钻进硬质岩石层时，应优先考虑取芯钻进，钻进大直径桩孔时，钻机效率不足或者钻杆扭矩超过额定扭矩时，分两次套钻或者多次套钻。

前述的方法，其中所述步骤e中，钻孔钻进淤泥层时，先扩大成孔，辅助下设护筒，减少筒偏位较大，护筒倾斜问题，当需下长护筒时，用吊车配震动锤进行；严禁单次钻进深度过大，避免引起吸钻或埋钻现象。

前述的方法，其中所述步骤f中，后续工序施工按常规旋挖灌注桩工艺进行。

采用上述技术方案后，本发明的特殊地层旋挖桩成孔施工方法具有以下优点：

1、施工步骤设计合理、操作简单；

2、能实现旋挖钻机在砂层、粘土层、碎卵石层、硬质岩石、淤泥五种特殊地层的有效钻进，提高了施工效率；

3、可不需对特殊地层进行特殊处理，不需配置特殊设备，节省了项目成本；

4、有效避免了塌孔等质量问题，保证成孔了质量。

附图说明

图1为本发明实施例的特殊地层旋挖桩成孔示意图。

图中：1旋挖钻机，2钻杆，3钻斗，4护筒，5钻孔，6特殊地层。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

实施例1

现请参阅图1，图1为本发明实施例的特殊地层旋挖桩成孔示意图。

本发明的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，使用旋挖钻机用于砂层、粘土层、碎卵石层、硬质岩石、淤泥的地层，其特征在于包括以下步骤：

a、定位放线，采用全站仪确定放样桩点的位置，将旋挖钻机钻头对准桩位中心，桩位偏差不超过10mm；

b、埋设护筒，护筒应使用粘土埋设、并分层对称夯填；埋设护筒是针对淤泥地层、砂层、碎卵石的易塌孔地层，需加强导向作用或需维持表层土稳定的地层，护筒的长度根据地层情况而定，或者使用全护筒。

c、制备泥浆，对粘结性好的岩土层，采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁；对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定的，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内注入护壁泥浆进行护壁；制备泥浆应地层需求进行配制，应具有良好的流变性能和稳定性能，应通过实验确定其各项技术指标。

d、旋挖钻机就位，旋挖钻机选用根据钻进所需的扭矩和加压力而定，一般淤泥层、砂层、粘土层地层选用中小型号的旋挖钻机，碎卵石层、硬质岩石层选用较大型号的旋挖钻机。旋挖钻机钻杆根据地层的钻进难度选用，一般淤泥层、砂层、粘土层选用摩阻钻杆；碎卵石层、硬质岩石层选用机锁钻杆。旋挖钻机钻斗根据钻进地层土质的不同而选用，淤泥地层一般选用土层双底捞砂斗和水孔的直螺旋钻斗；砂层一般选用密封性较好、流水间隙大、扁齿密的钻斗，以利于收聚砂土，提高钻进效率；粘土层选用中心锥结构细小，内部设有流水侧壁开豁口设挖齿的钻斗，以减少因打滑原因不易进尺，利于粘土贯入；碎卵石层选用双层嵌岩筒钻，筒钻的层间隙的大小应该与碎石的粒径相对应，一般情况下，筒钻的层间隙等于1.5倍的碎石粒径；硬质岩石层选用嵌岩筒钻或牙轮筒钻进行钻进。

e、钻孔，成孔前必须检查旋挖钻机钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况,及时更换磨损超标的钻头；按试成孔确定的参数进行施工，并加强成孔的垂直度控制；钻孔钻进砂层时尽量减慢放钻、提钻及钻进速度，尽量避免更换和更改钻头，保证钻头大小的一致性，同时宜设置沉淀池，降低泥浆含砂率。钻孔钻进粘土层每次钻进深度不要太大，一般为钻斗高度的一半；每次钻进完成后，应尽量避免扰动下层粘土，防止打滑；出现缩颈、吸钻情况时，宜多次空转扫孔。钻孔钻进碎卵石层时，可直接用快速加压的筒式钻头一次成孔，也能先用筒式钻头成孔，筒体直径小于孔径150～400mm，然后再用大钻头扫孔。钻孔钻进硬质岩石层时，应优先考虑取芯钻进，钻进大直径桩孔时，钻机效率不足或者钻杆扭矩超过额定扭矩时，分两次套钻或者多次套钻。钻孔钻进淤泥层时，先扩大成孔，辅助下设护筒，减少筒偏位较大，护筒倾斜问题，当需下长护筒时，用吊车配震动锤进行；严禁单次钻进深度过大，避免引起吸钻或埋钻现象。

f、成孔验收及进行后续工序，后续工序施工按常规旋挖灌注桩工艺进行，即进行下放钢筋笼灌注混凝土常规灌注桩施工工序。

本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，能实现旋挖钻机在砂层、粘土层、碎卵石层、硬质岩石、淤泥五种特殊地层的有效钻进，施工效率高；可不需对特殊地层进行特殊处理，不需配置特殊设备，节省项目成本；且能有效避免了塌孔等质量问题，保证成孔了质量。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (12)

1.一种特殊地层旋挖桩成孔施工方法，使用旋挖钻机用于砂层、粘土层、碎卵石层、硬质岩石、淤泥的地层，其特征在于包括以下步骤：

a、定位放线，采用全站仪确定放样桩点的位置，将旋挖钻机钻头对准桩位中心，桩位偏差不超过10mm；

b、埋设护筒，护筒应使用粘土埋设、并分层对称夯填；

c、制备泥浆，对粘结性好的岩土层，采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁；对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定的，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内注入护壁泥浆进行护壁；

d、旋挖钻机就位；

e、钻孔，成孔前必须检查旋挖钻机钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况,及时更换磨损超标的钻头；按试成孔确定的参数进行施工，并加强成孔的垂直度控制；

f、成孔验收及进行后续工序，即进行下放钢筋笼灌注混凝土常规灌注桩施工工序。

2.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤b中，埋设护筒是针对淤泥地层、砂层、碎卵石的易塌孔地层，需加强导向作用或需维持表层土稳定的地层，护筒的长度根据地层情况而定，或者使用全护筒。

3.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤c中，制备泥浆应地层需求进行配制，应具有良好的流变性能和稳定性能，应通过实验确定其各项技术指标。

4.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤d中，旋挖钻机选用根据钻进所需的扭矩和加压力而定，一般淤泥层、砂层、粘土层地层选用中小型号的旋挖钻机，碎卵石层、硬质岩石层选用较大型号的旋挖钻机。

5.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤d中，旋挖钻机钻杆根据地层的钻进难度选用，一般淤泥层、砂层、粘土层选用摩阻钻杆；碎卵石层、硬质岩石层选用机锁钻杆。

6.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤d中，旋挖钻机钻斗根据钻进地层土质的不同而选用，淤泥地层一般选用土层双底捞砂斗和水孔的直螺旋钻斗；砂层一般选用密封性较好、流水间隙大、扁齿密的钻斗，以利于收聚砂土，提高钻进效率；粘土层选用中心锥结构细小，内部设有流水侧壁开豁口设挖齿的钻斗，以减少因打滑原因不易进尺，利于粘土贯入；碎卵石层选用双层嵌岩筒钻，筒钻的层间隙的大小应该与碎石的粒径相对应，一般情况下，筒钻的层间隙等于1.5倍的碎石粒径；硬质岩石层选用嵌岩筒钻或牙轮筒钻进行钻进。

7.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤e中，钻孔钻进砂层时尽量减慢放钻、提钻及钻进速度，尽量避免更换和更改钻头，保证钻头大小的一致性，同时宜设置沉淀池，降低泥浆含砂率。

8.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤e中，钻孔钻进粘土层每次钻进深度不要太大，一般为钻斗高度的一半；每次钻进完成后，应尽量避免扰动下层粘土，防止打滑；出现缩颈、吸钻情况时，宜多次空转扫孔。

9.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤e中，钻孔钻进碎卵石层时，直接用快速加压的筒式钻头一次成孔，也能先用筒式钻头成孔，筒体直径小于孔径150～400mm，然后再用大钻头扫孔。

10.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤e中，钻孔钻进硬质岩石层时，应优先考虑取芯钻进，钻进大直径桩孔时，钻机效率不足或者钻杆扭矩超过额定扭矩时，分两次套钻或者多次套钻。

11.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤e中，钻孔钻进淤泥层时，先扩大成孔，辅助下设护筒，减少筒偏位较大，护筒倾斜问题，当需下长护筒时，用吊车配震动锤进行；严禁单次钻进深度过大，避免引起吸钻或埋钻现象。

12.如权利要求1所述的特殊地层旋挖桩成孔施工方法，其特征在于，所述步骤f中，后续工序施工按常规旋挖灌注桩工艺进行。