CN111535307A - 一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法，属于市政桥梁工程建设技术领域。本发明结合礁灰岩的工程地质特性，先安装护筒导向架，钻除礁灰岩海床硬层，然后浇筑封底混凝土，安放护筒，采用特制的防斜钻头进行钻孔，能够提高钻孔的垂直度，避免成孔发生偏斜的情况，而且在钻进过程中采用筒钻与防斜钻头交替配合钻孔，解决了在施工过程中出现的护筒埋设困难、成孔垂直度差、塌孔、孔内液面漏失严重、清孔效果差等一系列施工难题，达到了良好的效果。

Description

一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法

技术领域

本发明涉及市政桥梁工程建设技术领域，尤其涉及一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法。

背景技术

近些年，跨江、跨河、跨海等大跨度桥梁工程的建设得到了飞速的发展，桥梁基础一般都是采用大直径超长桩，旋挖钻孔技术在大直径超长桩中的施工工艺已得到普遍应用。影响旋挖钻孔灌注桩成孔的因素是多方面的，主要有工程地质条件和设备自身性能等。礁灰岩地层是由造礁珊瑚的石灰质遗骸、甲壳动物遗骸及石灰质藻类胶结堆积形成起支撑作用的骨架礁石，礁石间隙中填充珊瑚砂或生物风化碎屑等，经过长时间“生长”固结而形成的一种明显区别于常规地层的工程地质组合体。礁灰岩因物质颗粒的孔隙和胶结程度不均匀，具有密度小、多孔隙、强度各向显著变异等工程地质特性，而且受珊瑚礁生长地域生态环境的变化影响，礁灰岩也具有不同的地域属性，同一礁岛区受珊瑚礁生长的沉积历史环境、沉积相带演变，珊瑚礁灰岩的结构性、粒度组成、胶结程度也具有明显的差异性。礁灰岩的特殊属性造成了在旋挖成孔过程中常常会遇到塌孔、孔斜等问题，成孔施工难度大，给工程质量带来隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法，该方法能够解决在礁灰岩地层中和恶劣海浪环境情况下钢护筒难以准确安放、成孔垂直度差、易塌孔、混凝土超方严重等一系列施工难题，且该施工方法可保证成桩质量，缩短施工周期，降低工程成本。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法，包括以下步骤：

(1)提供旋挖钻机、履带吊车、空压机、护筒和辅助设备；

(2)在待施工位置测放桩位，确定桩位中心；

(3)在所述桩位中心定位并固定护筒导向架；

(4)根据所述桩位中心就位旋挖钻机，调节旋挖钻机的钻杆垂直度，调整旋挖钻机的钻头中心与桩位中心在同一轴线上，偏差≤2cm，钻除礁灰岩海床硬层；

(5)在低平潮时间段，在钻除礁灰岩海床硬层所得的钻孔内安放导管，使导管距离孔底300～500mm，灌注封底混凝土；

(6)在所述封底混凝土上安放护筒；

(7)以护筒为基准，对礁灰岩地层进行钻孔，钻进过程中采用筒钻与防斜钻头交替配合；

(8)对钻孔所得成孔依次进行一次清孔和二次清孔后，进行混凝土灌注成桩；

所述防斜钻头包括导正器和截齿钻头，所述导正器为两端开口的筒体，所述导正器下部固定套设在所述截齿钻头上部，用于延长所述截齿钻头的钻筒长度，所述导正器侧壁开设有多个泄水孔，所述截齿钻头上部设置有钻头方口。

优选的，所述步骤(1)中，所述护筒的直径比桩径大200～400mm；

所述步骤(3)中，所述护筒导向架的中心与桩位的偏差不大于2cm；

在步骤(4)所述钻除礁灰岩海床硬层的过程中，采用锥形扩孔钻头进行扩孔，所述锥形扩孔钻头的直径比护筒的直径大300～400mm。

优选的，所述步骤(4)中，进行所述钻除礁灰岩海床硬层直至所得钻孔深度达到护筒所需施沉深度以下500mm。

优选的，所述步骤(5)中，灌注封底混凝土时，先灌注混凝土至导管埋入混凝土深度不少于1m，然后灌注混凝土至原海床标高。

优选的，所述步骤(6)中，在所述封底混凝土上安放护筒后，将护筒的顶口对中调整与护筒导向架牢固焊接。

优选的，所述步骤(7)中，对礁灰岩地层进行钻孔前，先采用清水钻除护筒内的封底混凝土，直至钻进至礁灰岩地层后，更换防斜钻头。

优选的，所述步骤(7)中，对礁灰岩地层进行钻孔的过程中，当钻进至易塌地层时，向孔内投入护壁材料进行孔隙充填。

优选的，所述步骤(7)中，钻孔的过程中，每次旋挖钻机移动复位后，进行钻头对中校核，每钻进10m检测成孔垂直度，直至所得成孔达到设计深度要求。

优选的，所述导正器顶部设置有收口倒角；所述收口倒角下端的所述导正器内壁上固定设置有上加固圆环；所述导正器下部内侧壁上固定连接有下加固圆环；靠近所述导正器下端内壁周向等角度焊接有多个钎头。

优选的，所述截齿钻头内部设置有卸料开关加长压杆，所述卸料开关加长压杆上端伸出所述导正器。

本发明提供了一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法，包括以下步骤：(1)提供旋挖钻机、履带吊车、空压机、护筒和辅助设备；(2)在待施工位置测放桩位，确定桩位中心；(3)在所述桩位中心定位并固定护筒导向架；(4)根据所述桩位中心就位旋挖钻机，调节旋挖钻机的钻杆垂直度，调整旋挖钻机的钻头中心与桩位中心在同一轴线上，偏差≤2cm，钻除礁灰岩海床硬层；(5)在低平潮时间段，在钻除礁灰岩海床硬层所得的钻孔内安放导管，使导管距离孔底300～500mm，灌注封底混凝土；(6)在所述封底混凝土上安放护筒；(7)以护筒为基准，对礁灰岩地层进行钻孔，钻进过程中采用筒钻与防斜钻头交替配合；(8)对钻孔所得成孔依次进行一次清孔和二次清孔后，进行混凝土灌注成桩；所述防斜钻头包括导正器和截齿钻头，所述导正器为两端开口的筒体，所述导正器下部固定套设在所述截齿钻头上部，用于延长所述截齿钻头的钻筒长度，所述导正器侧壁开设有多个泄水孔，所述截齿钻头上部设置有钻头方口。

本发明结合礁灰岩的工程地质特性，先安装护筒导向架，钻除礁灰岩海床硬层，然后浇筑封底混凝土，安放护筒，采用特制的防斜钻头进行钻孔，能够提高钻孔的垂直度(成孔的垂直度偏差为0.3～0.8％)，避免成孔发生偏斜的情况，而且在钻进过程中采用筒钻与防斜钻头交替配合钻孔，解决了在施工过程中出现的护筒埋设困难、成孔垂直度差、塌孔、孔内液面漏失严重、清孔效果差等一系列施工难题，达到了良好的效果。

附图说明

图1为本发明所述旋挖钻机用防斜钻头结构示意图，其中：1、卸料开关加长压杆；2、收口倒角；3、上加固圆环；4、上加劲板；5、导正器；6、下加劲板；7、泄水孔；8、钻头方口；9、下加固圆环；10、钎头；11、截齿钻头。

具体实施方式

本发明提供了一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法，包括以下步骤：

(1)提供旋挖钻机、履带吊车、空压机、护筒和辅助设备；

(2)在待施工位置测放桩位，确定桩位中心；

(3)在所述桩位中心定位并固定护筒导向架；

(4)根据所述桩位中心就位旋挖钻机，调节旋挖钻机的钻杆垂直度，调整旋挖钻机的钻头中心与桩位中心在同一轴线上，偏差≤2cm，钻除礁灰岩海床硬层；

(5)在低平潮时间段，在钻除礁灰岩海床硬层所得的钻孔内安放导管，使导管距离孔底300～500mm，灌注封底混凝土；

(6)在所述封底混凝土上安放护筒；

(7)以护筒为基准，对礁灰岩地层进行钻孔，钻进过程中采用筒钻与防斜钻头交替配合；

(8)对钻孔所得成孔依次进行一次清孔和二次清孔后，进行混凝土灌注成桩；

所述防斜钻头包括导正器和截齿钻头，所述导正器为两端开口的筒体，所述导正器下部固定套设在所述截齿钻头上部，用于延长所述截齿钻头的钻筒长度，所述导正器侧壁开设有多个泄水孔，所述截齿钻头上部设置有钻头方口。

在本发明中，若无特殊说明，所需设备均为本领域技术人员熟知的设备，所述设备的型号均为本领域熟知的型号。

本发明提供旋挖钻机、履带吊车、空压机、护筒和辅助设备。在本发明中，所述旋挖钻机优选配置有高强度机锁钻杆。在本发明的实施例中，所述旋挖钻机优选为TR360D旋挖钻机，所述空压机优选为BKDY-13.6/8空压机，所述履带吊车优选为QUY85履带吊。

本发明在待施工位置测放桩位，确定桩位中心。在本发明中，所述待施工位置优选为礁灰岩地层中或其他软硬不均、含有大倾角岩面等容易发生偏斜、塌孔的表面。本发明优选使用GPS或全站仪在钢平台上测放通过桩位中心且互相垂直的四角点，拉十字线确定桩位中心。

确定桩位中心后，本发明在所述桩位中心定位并固定护筒导向架。本发明优选使用工字钢双拼焊接制作护筒导向架，所述护筒导向架的竖向导向段长度不少于3.5m，竖向导向段与横向限位框优选由工字钢斜撑加固焊接。本发明通过履带吊车定位护筒导向架，使所述护筒导向架的中心与桩位的偏差不大于2cm，然后用钢板牢固焊接在钢平台上。

定位并固定护筒导向架后，本发明根据所述桩位中心就位旋挖钻机，调节旋挖钻机的钻杆垂直度，调整旋挖钻机的钻头中心与桩位中心在同一轴线上，偏差≤2cm，钻除礁灰岩海床硬层。在所述钻除礁灰岩海床硬层的过程中，本发明优选先使用直径800mm筒钻在桩位开定位前导孔，直至钻头接触海床后开始钻进并轻压慢转，当钻进至海床硬层3～5m后，更换锥形扩孔钻头进行扩孔钻进，所述锥形扩孔钻头的直径优选比护筒的直径大300～400mm，当锥形扩孔钻头的1/3进入地层后加快钻进速度，从而减小海浪对钻具的冲击。本发明对所述轻压慢转的过程以及钻进速度的改变过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的经验根据实际需求进行调整即可。在钻进过程中，本发明优选配合使用同径截齿钻头进行捞渣；本发明进行所述钻除礁灰岩海床硬层直至所得钻孔深度达到护筒所需施沉深度(或设计要求)以下500mm。

钻除礁灰岩海床硬层后，本发明在低平潮时间段，在钻除礁灰岩海床硬层所得的钻孔内安放导管，使导管距离孔底300～500mm，灌注封底混凝土。本发明对所述低平潮时间段没有特殊的限定，按照本领域熟知的经验判断即可。本发明优选先将导管夹具牢固焊接在钢平台上，然后根据潮汐情况，在低平潮时间段，在已钻除的海床硬层的钻孔内下放导管，使导管距离孔底300～500mm，灌注混凝土。在本发明中，所述灌注混凝土所用混凝土为低标号混凝土，本发明对所述低标号混凝土没有特殊的限定，能够实现封住护筒的混凝土均可，在本发明的实施例中，具体为C15或C20混凝土。在初次灌注混凝土时，本发明优选通过导管(大料斗辅助)灌注混凝土至导管埋入混凝土深度不少于1m，本发明对所述导管埋入混凝土的具体深度数值没有特殊的限定，保证导管能够埋入混凝土，确保水不会从导管返流即可。完成初次灌注混凝土后，本发明优选采用常规过程灌注混凝土至原海床标高。灌注完成后，将灌注所用的大料斗和导管拆除、洗净。本发明通过灌注封底混凝土封住护筒下部，使得护筒下部***被混凝土包裹。

浇筑封底混凝土后，本发明在所述封底混凝土上安放护筒。本发明优选根据桩径选择护筒。在本发明中，所述护筒优选为钢护筒，所述护筒的直径优选比桩径大200～400mm，本发明优选根据使用过程中的护筒结构强度，结合实际需要的护筒下设长度要求确定钢护筒的厚度和长度，确保所述钢护筒进入稳定地层后能够稳定即可；在本发明的实施例中，所述钢护筒尺寸具体为Φ1800×16mm。本发明优选根据涌浪周期及规律，采用履带吊车提前起吊、调垂护筒，利用涌浪后的平复时间快速下放护筒，将护筒安放至未初凝的封底混凝土内(安放位置能够保证护筒能固定在混凝土中，且满足混凝土对护筒的固定作用即可)，然后将护筒的顶口对中调整与护筒导向架牢固焊接，确保护筒的垂直度及平面误差满足设计及规范要求(护筒埋设平面位置偏差控制在5cm以内，垂直度偏差≤1％)。本发明对所述快速下放护筒的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。

在所述封底混凝土上安放护筒后，本发明以护筒为基准，对礁灰岩地层进行钻孔，钻进过程中采用筒钻与防斜钻头交替配合。

在本发明中，所述钻孔所用钻头优选为防斜钻头，所述防斜钻头的结构示意图如图1所示；所述防斜钻头包括导正器5和截齿钻头11，导正器5为两端开口的筒体，导正器5下部固定套设在截齿钻头11上部，用于延长截齿钻头11的钻筒长度，从而能够保证成孔的垂直度，避免成孔发生偏斜的情况；导正器5侧壁开设有多个泄水孔7，截齿钻头11上部设置有钻头方口8，泄水孔7用于***导正器5内的泥浆，泄水孔7的数量优选为四个，周向均匀分布在导正器5侧壁，每个泄水孔7的长优选为350mm、高优选为250mm；钻头方口8用于与旋挖钻机的钻杆连接，通过销轴***钻头方口8内，实现将钻杆与旋挖钻机用防斜钻头的连接，便于使用。

导正器5顶部设置有收口倒角2，这样设置，能够避免钻头上提时刮蹭孔壁。收口倒角2下端的导正器5内壁上固定设置有上加固圆环3，用于提高导正器5的结构强度。旋挖钻机用防斜钻头还包括上加劲板4，上加劲板4的数量为四块，上加劲板4侧端面焊接于导正器5内壁，且上加劲板4上端面焊接于上加固圆环3下表面，从而能够增强导正器5与上加固圆环3之间的连接强度，上加劲板4和上加固圆环3优选为厚度为20mm的钢板。靠近导正器5下端内壁周向等角度焊接有多个钎头10，用于防止导正器5磨损。截齿钻筒的钻筒高度优选为1.6m、直径优选为1.4m，钻筒底部加截齿后外径优选为1.5m。导正器5下部内侧壁上固定连接有下加固圆环9，用于提高导正器5的结构强度。旋挖钻机用防斜钻头还包括下加劲板6，下加劲板6的数量为四块，下加劲板6侧端面焊接于导正器5内侧壁下部，且下加劲板6上端面焊接于下加固圆环9下表面，用于加固导正器5内侧壁与下加固圆环9之间的焊接强度，下加劲板6下端与截齿钻头11上端焊接，下加劲板6和下加固圆环9均优选采用厚度为20mm的钢板。截齿钻头11内部设置有卸料开关加长压杆1，与现有技术中已经广泛应用的卸料开关压杆工作原理相同，通过按压卸料开关加长压杆1能够将卸料开关打开完成卸料，卸料开关加长压杆1上端伸出导正器5，卸料开关加长压杆1高出导正器5的高度为300mm，便于使用者按压。导正器5由直径为1.5m，高度为1.6m，壁厚为20mm的钢管制作。

在本发明中，所述防斜钻头的使用方法优选为：将旋挖钻机钻杆方头从防斜钻头的导正器5顶部穿过上加固圆环3，***截齿钻头11的钻头方口8内，然后将销***固定，实现钻杆和钻头的连接，安装过程中，安装人员可通过泄水孔7观察指导。使用本发明提供的钻头钻进时，应采用低转速钻进，每次钻进深度严禁超过截齿钻头11的钻斗高度。

在所述封底混凝土终凝前1h，护筒安放完成12h内，本发明优选先采用截齿钻头(直径优选为1.8m)进行清水钻进，钻除护筒内的封底混凝土，直至钻进至礁灰岩地层后，更换防斜钻头，将旋挖钻机的钻杆方头从防斜钻头的导正器顶部穿过上部加固圆环，***截齿钻头方口内，然后将销***固定，施工人员可通过泄水口观察指挥，继续进行钻进。本发明优选根据勘察报告或钻取的芯样钻渣观察钻进的过程，直至钻进至礁灰岩地层即可；本发明对钻进至礁灰岩地层的程度没有特殊的限定，按照本领域熟知的程度钻进至礁灰岩地层即可。在钻进过程中，本发明采用筒钻与防斜钻头交替配合钻孔；筒钻和防斜钻头均安装于旋挖钻机上，本发明优选根据实际钻进情况更换钻头。在本发明中，所述筒钻(直径优选为1.5m)用于环切原礁灰岩层，所述防斜钻头用于切削环内岩层，实现边钻进边扫孔。

本发明对整个过程的钻进速度没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程根据实际需求进行调整即可。

在所述钻孔过程中，当钻进至易塌地层时，孔内液面容易迅速流失，本发明优选向钻孔内投入护壁材料，进行孔隙充填，维持孔壁稳定性。在本发明中，所述护壁材料优选为袋装水泥或普通注浆料。投入护壁材料后，本发明优选先使用筒钻进行孔内搅拌不少于10min，使其混合均匀，再进行正常钻进。

在所述钻孔过程中，每次旋挖钻机移动复位后，本发明优选进行钻头对中校核，每钻进10m检测成孔垂直度，直至所得成孔达到设计深度要求。本发明优选利用检孔仪检测成孔垂直度，当垂直度偏差过大时，进行扫孔纠偏。

在钻孔过程中，本发明优选随时观察孔内液面情况，当液面在孔口附近时，及时向孔内补水，从而封住地下水，靠压力防止孔壁坍塌；同时，及时检查钻杆和钻具磨损情况，及时修补或更换。

钻孔完成后，本发明对钻孔所得成孔依次进行一次清孔和二次清孔后，进行混凝土灌注成桩。钻孔完成后(即成孔达到设计深度要求)，本发明优选将所得成孔静置不少于3h，然后将旋挖钻机(平底钻头)重新就位回成孔内掏出孔底沉渣，测量孔深后，下放导管，通过导管进行全断面一次清孔，清孔时间不少于1h，直至孔内沉渣满足设计要求，所得钻渣和孔内废浆存放至泥浆箱中，及时进行清运。

完成所述一次清孔后，进行混凝土灌注前，本发明优选利用履带吊起吊钢筋笼入孔对接安放。

安放钢筋笼后，本发明优选再次进行孔底沉渣厚度检测，若沉渣超标，利用空压机进行气举反循环工艺二次清孔，保证孔底沉渣厚度满足规范和设计要求后，进行混凝土灌注成桩。

本发明所述规范和设计要求指的是不同工程实际所需的规范和设计要求。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

某跨海大桥桩基工程，采用旋挖钻孔灌注桩，桩径1500mm，桩长27～50m。施工区域海域表层或人工填层下主要为硬质礁灰岩，厚度约2～6m，下部地层为砾砂混砾块层与礁灰岩层无规律分布，具有密度轻、多孔隙、强度各向变异显著等特点。海域区域需要先自施工平台上振设钢护筒至海床位置，再进行钻孔灌注桩施工。施工区除了受季风和少量台风影响形成局部风浪外，涌浪对海域影响也较大，冬春季涌浪相对较大，夏秋季涌浪相对较小，局部风浪一般周期在3～8s，涌浪周期在14～20s。

(1)设备准备：成孔设备采用TR360D旋挖钻机，清孔采用BKDY-13.6/8空压机气举反循环清渣工艺，QUY85履带吊一台，其它辅助设备。

(2)桩位测放：采用全站仪在钢平台上测放通过桩位中心且互相垂直的四角点，拉十字线确定桩位中心。

(3)制作直径为1.5m的防斜钻头，如图1所示。防斜钻头主要由导正器5、截齿钻头11组成。导正器5由钢管制作，距导正器5底口150mm处的管壁上均匀开4个泄水孔7，在导正器5底口筒壁上均匀镶嵌焊接若干钎头10，导正器5内部焊接钢板上部加固圆环3和上加劲板4，导正器5顶部做收口倒角2。将导正器5环套在截齿钻头11顶部，套入长度约150mm，通过下部加固圆环9和下加劲板6与截齿钻头11牢固焊接。卸料开关加长压杆1向上延长高出导正器5为300mm。

(4)制作钢护筒导向架：使用工字钢双拼焊接制作护筒导向架，导向架竖向导向段长度3.5m，横向限位框内侧边长1.86m，竖向导向段与横向限位框之间由工字钢斜撑加固焊接，就位偏差不大于2cm。

(5)固定钢护筒导向架：用履带吊起吊导向架，使其中心与桩位偏差不大于2cm，用钢板牢固焊接在钢平台上。

(6)钻除礁灰岩海床硬层：根据桩位中心就位旋挖钻机，调节钻杆垂直度，调整钻头中心与桩位中心在同一轴线上，偏差不得大于2cm。根据潮汐情况，在低平潮时段先使用直径800mm筒钻在桩位开定位前导孔，当钻头接触海床后开始钻进并轻压慢转，当钻进至海床硬层3.5m后，更换直径2.0m锥形扩孔钻头进行扩孔钻进，并配合使用直径2.0m截齿钻头钻进捞渣，当锥形扩孔钻头的1/3进入地层后加快钻进速度，直至钻至前导孔同一深度。

(7)浇筑封底混凝土：先将导管夹具牢固焊接在钢平台上，选择低平潮时间段在已钻除的海床硬层钻孔内下放导管，导管距离孔底300～500mm，灌注C15混凝土；初次灌注混凝土时保证导管埋入混凝土深度不少于1m，直至灌注至原海床标高，灌注完成后及时将大料斗和导管拆除、洗净。

(8)安放护筒：钢护筒尺寸为Φ1800×16mm，观察涌浪周期及规律，提前起吊、调垂护筒，利用涌浪后的平复时间快速下放护筒，将其下放入未初凝的封底混凝土内，护筒下放后，将护筒顶口对中调整与导向架牢固焊接，护筒垂直度偏差不超过1％，护筒中心与桩位偏差不得超过2cm。

(9)钻除护筒内封底混凝土：在护筒下放完成12h内使用直径为1.8m的截齿钻头对护筒内封底混凝土进行全断面破除(钻头转速控制为6～8r/min)。

(10)礁灰岩段的成孔钻进：进入礁灰岩地层后，更换直径为1.5m的防斜钻头，配合使用直径1.5m的筒钻进行清水钻进，钻进速度控制在1～2m/h。当进入易塌孔的含砾砂混砾块层时，及时向孔内投入水泥浆，并使用筒钻进行孔内搅拌，同时缓慢钻进。

在钻进过程中，每钻进10m利用检孔仪进行一次检孔，发现钻孔倾斜，及时进行扫孔纠偏。

(11)一次清孔：当钻至设计孔深后，提钻并将钻孔静置3h，再利用旋挖钻机平底钻头对孔底的沉渣进行回钻清除，极细的礁灰岩粉采用置换孔内浆液的方式进行一次清孔。

(12)钢筋笼下放：利用履带吊起吊制作好的钢筋笼入孔对接安放。

(13)二次清孔：钢筋笼安放完毕后，及时下放经试压合格的导管进行气举反循环二次清孔，通过取样沉淀物清孔来判断清孔效果，清孔时间一般为1～3h，测量孔底沉渣满足设计要求后，所得钻渣和孔内废浆存放至泥浆箱中，及时进行清运，进行混凝土灌注成桩。

采用常规方法，对本实施例施工方法制成的钻孔灌注桩成孔垂直度进行检测，结果表明其成孔垂直度偏差为0.5％，满足规范和设计要求(不大于1％)。

由以上实施例可知，本发明提供了一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法，该方法解决了在施工过程中出现的护筒埋设困难、成孔垂直度差、塌孔、孔内液面漏失严重、清孔效果差等一系列施工难题，达到了良好的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种礁灰岩地层中的旋挖钻孔灌注桩成孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供旋挖钻机、履带吊车、空压机、护筒和辅助设备；

(2)在待施工位置测放桩位，确定桩位中心；

(3)在所述桩位中心定位并固定护筒导向架；

(4)根据所述桩位中心就位旋挖钻机，调节旋挖钻机的钻杆垂直度，调整旋挖钻机的钻头中心与桩位中心在同一轴线上，偏差≤2cm，钻除礁灰岩海床硬层；

(5)在低平潮时间段，在钻除礁灰岩海床硬层所得的钻孔内安放导管，使导管距离孔底300～500mm，灌注封底混凝土；

(6)在所述封底混凝土上安放护筒；

(7)以护筒为基准，对礁灰岩地层进行钻孔，钻进过程中采用筒钻与防斜钻头交替配合；

(8)对钻孔所得成孔依次进行一次清孔和二次清孔后，进行混凝土灌注成桩；

所述防斜钻头包括导正器和截齿钻头，所述导正器为两端开口的筒体，所述导正器下部固定套设在所述截齿钻头上部，用于延长所述截齿钻头的钻筒长度，所述导正器侧壁开设有多个泄水孔，所述截齿钻头上部设置有钻头方口。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述护筒的直径比桩径大200～400mm；

所述步骤(3)中，所述护筒导向架的中心与桩位的偏差不大于2cm；

在步骤(4)所述钻除礁灰岩海床硬层的过程中，采用锥形扩孔钻头进行扩孔，所述锥形扩孔钻头的直径比护筒的直径大300～400mm。

3.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(4)中，进行所述钻除礁灰岩海床硬层直至所得钻孔深度达到护筒所需施沉深度以下500mm。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(5)中，灌注封底混凝土时，先灌注混凝土至导管埋入混凝土深度不少于1m，然后灌注混凝土至原海床标高。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(6)中，在所述封底混凝土上安放护筒后，将护筒的顶口对中调整与护筒导向架牢固焊接。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(7)中，对礁灰岩地层进行钻孔前，先采用清水钻除护筒内的封底混凝土，直至钻进至礁灰岩地层后，更换防斜钻头。

7.根据权利要求1或6所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(7)中，对礁灰岩地层进行钻孔的过程中，当钻进至易塌地层时，向孔内投入护壁材料进行孔隙充填。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(7)中，钻孔的过程中，每次旋挖钻机移动复位后，进行钻头对中校核，每钻进10m检测成孔垂直度，直至所得成孔达到设计深度要求。

9.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述导正器顶部设置有收口倒角；所述收口倒角下端的所述导正器内壁上固定设置有上加固圆环；所述导正器下部内侧壁上固定连接有下加固圆环；靠近所述导正器下端内壁周向等角度焊接有多个钎头。

10.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述截齿钻头内部设置有卸料开关加长压杆，所述卸料开关加长压杆上端伸出所述导正器。

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