本發(fā)明涉及一種回旋鉆機入巖成孔的施工方法。

背景技術：

在灌注樁成孔施工中，回旋鉆機因其鉆進速度快、成孔垂直度好、孔徑均勻、既經(jīng)濟又操作簡便成為施工的首選設備，但普通回旋鉆機鉆孔施工只適用于地基土層為砂土、粉土、黏性土、人工填土或含有少量砂礫石的三類土質(zhì)，如果出現(xiàn)四類土質(zhì)或碎石、砂礫石、巖石等情況，只能更換沖擊鉆機的方法來繼續(xù)進行樁基鉆孔的施工，但沖擊鉆機的成孔時間是回旋鉆機的2倍、費用是回旋鉆機的3倍左右。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種回旋鉆機入巖成孔的施工方法。本發(fā)明可以在不更換鉆機的情況下，通過改造更換鉆頭鉆進四類土質(zhì)，大大提高生產(chǎn)效率、節(jié)約資金、保證進度、縮短工期。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種回旋鉆機入巖成孔的施工方法，包括：

(a)制備鉆孔用泥漿；

優(yōu)選地，造孔泥漿性技術指標控制在比重1.10-1.13g/cm3、粘度20-26s、含砂量＜8％；樁身混凝土灌注充盈系數(shù)不應小于1.0，宜大于1.1。

(b)樁孔定位及埋設護筒：采用經(jīng)緯儀，以軸線控制點作測站，極坐標法進行樁位放樣，通過機械開挖，埋設鋼護筒固定孔位。

優(yōu)選進一步以軸線交會法復核樁位中心，埋設時嚴格控制護筒中心偏差<2±0.5cm，優(yōu)選＜2cm，垂直度＜0.5±0.2％，優(yōu)選＜約0.5％，護筒高出地面30cm±5cm，優(yōu)選約30cm，同時用水準儀測出孔口護筒頂標高，作為確定造孔深度和樁頂標高的依據(jù)，護筒應堅實不漏水，內(nèi)徑比樁徑大20-40cm左右。

(c)成孔施工：包括選擇回旋鉆機就位，在樁孔定位處，樁機軟土鉆孔用普通三葉鉆頭成孔施工，當樁機鉆進至鉆桿出現(xiàn)明顯抖動時，結合地質(zhì)勘查報告，確認是否已進入風化巖界面和鉆進強風化巖界面的孔深數(shù)據(jù)，確認鉆進深度到達強風化巖層后更換滾刀鉆頭，繼續(xù)鉆進(優(yōu)選在此過程中不間斷記錄數(shù)據(jù)及巖樣采集工作，并留樣審定)，當鉆進速度明顯降低時，現(xiàn)場確認是否鉆進至強風化巖及中風化巖界面；

(d)終孔驗收：當鉆孔深度達到設計持力層巖面深度時，在護筒出漿口或撈渣采集巖樣進行鑒定，使終孔深度達到設計要求；

(e)一次清孔：終孔驗收合格后立即進行一次清孔，向孔內(nèi)注入泥漿，進行孔內(nèi)循環(huán)換漿，同時慢速掃鉆以擾動孔底沉渣，加快清孔速度，最后復測孔深，確認沉渣小于設計要求后起鉆。

(f)鋼筋籠及導管吊放：在鉆孔處吊放鋼筋籠和導管；

(g)二次清孔：為確?？椎壮猎_到設計要求(≤50mm)，采取氣舉反循環(huán)法，結合高壓空氣沖洗孔底，進行二次清孔；

(h)混凝土灌注。

優(yōu)選地，混凝土澆筑在二次清孔后30min內(nèi)進行，導管距孔底距離為30-50cm,灌注第一罐混凝土時，灌注量應能滿足把導管埋入混凝土內(nèi)1.5m以上，第一罐混凝土灌注不得提拔導管，混凝土灌注應連續(xù)進行。灌注過程中必須有專人測量計算孔內(nèi)混凝土面深度和導管在混凝土內(nèi)的埋入深度，并做好記錄，及時調(diào)整導管埋入深度，導管埋入混凝土深度為2～6m，嚴禁導管提出混凝土面。控制最后一罐混凝土的灌注量，成樁應高出設計樁頂標高500mm以上，且鑿除浮漿后必須保證樁頂混凝土達到強度設計值。

優(yōu)選地，步驟(c)中使用的滾刀鉆頭包括空芯鉆軸、在圓心處與空芯鉆軸連接(例如焊接)的圓形底板(厚度15-40mm，優(yōu)選20-30mm)、圍繞空芯鉆軸連接于圓形底板外周的圓筒、從圓形底板的底部穿入空芯鉆軸內(nèi)部的鋼管、在圓形底板的底部外圈和里圈設置的多個鋼刀頭(優(yōu)選鎢鋼刀頭)，其中圓筒與空芯鉆軸用加強鋼板固定，鋼管位于圓形底板底部的管口與空芯鉆軸內(nèi)部連通。

進一步地，鋼刀頭沿著外圈的圓周均等地設置4個、沿著里圈的圓周均等地設置3個以及中心設置一個，且刀頭交錯布置。

進一步地，在圓筒外圍焊接用于保證孔徑大小并可減小鉆頭與孔壁的摩擦力的條形鋼板。優(yōu)選條形鋼板沿著圓筒外圍均等地分布三個或四個。

進一步地，鋼管長度為40-60cm，彎成135度。

進一步地，圓形底板的外周設置泥漿導流槽。

進一步地，沿著圓筒的周圍均等地分布三個或四個加強鋼板與空芯鉆軸固定。

本發(fā)明的優(yōu)點

本發(fā)明可以在不更換鉆機的情況下，通過改造更換鉆頭鉆進四類土質(zhì)，大大提高生產(chǎn)效率、節(jié)約資金、保證進度、縮短工期。

附圖說明

圖1是滾刀鉆頭結構示意圖。

圖2是鋼刀頭在圓形底板的分布示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖進一步說明本發(fā)明，然而，應該理解的是，以下的說明僅為示例性的，不構成對本發(fā)明的任何限制。

本發(fā)明涉及一種回旋鉆機入巖成孔的施工方法，包括：

(a)制備鉆孔用泥漿；

優(yōu)選地，造孔泥漿性技術指標控制在比重1.10-1.13g/cm3、粘度20-26s、含砂量＜8％；樁身混凝土灌注充盈系數(shù)不應小于1.0，宜大于1.1。

(b)樁孔定位及埋設護筒：采用經(jīng)緯儀，以軸線控制點作測站，極坐標法進行樁位放樣，通過機械開挖，埋設鋼護筒固定孔位。

優(yōu)選進一步以軸線交會法復核樁位中心，埋設時嚴格控制護筒中心偏差<2±0.5cm，優(yōu)選＜2cm，垂直度＜0.5±0.2％，優(yōu)選＜約0.5％，護筒高出地面30cm±5cm，優(yōu)選約30cm，同時用水準儀測出孔口護筒頂標高，作為確定造孔深度和樁頂標高的依據(jù)，護筒應堅實不漏水，內(nèi)徑比樁徑大20-40cm左右。

(c)成孔施工：包括選擇回旋鉆機就位，在樁孔定位處，樁機軟土鉆孔用普通三葉鉆頭成孔施工，當樁機鉆進至鉆桿出現(xiàn)明顯抖動時，結合地質(zhì)勘查報告，確認是否已進入風化巖界面和鉆進強風化巖界面的孔深數(shù)據(jù)，確認鉆進深度到達強風化巖層后更換滾刀鉆頭，繼續(xù)鉆進(優(yōu)選在此過程中不間斷記錄數(shù)據(jù)及巖樣采集工作，并留樣審定)，當鉆進速度明顯降低時，現(xiàn)場確認是否鉆進至強風化巖及中風化巖界面；

(d)終孔驗收：當鉆孔深度達到設計持力層巖面深度時，在護筒出漿口或撈渣采集巖樣進行鑒定，使終孔深度達到設計要求；

(e)一次清孔：終孔驗收合格后立即進行一次清孔，向孔內(nèi)注入泥漿，進行孔內(nèi)循環(huán)換漿，同時慢速掃鉆以擾動孔底沉渣，加快清孔速度，最后復測孔深，確認沉渣小于設計要求后起鉆。

(f)鋼筋籠及導管吊放：在鉆孔處吊放鋼筋籠和導管；

鋼筋籠制作時應滿足設計要求，為確保鋼筋籠保護層符合設計要求，采用混凝土預制空心圓盤套入鋼筋籠，沿籠周圍布置；

鋼筋籠安放好后立即下導管，采用ф250mm螺紋式導管，導管使用前應檢查其密封性，第1節(jié)導管下到孔底后，再提升30-50cm。

(g)二次清孔：為確?？椎壮猎_到設計要求(≤50mm)，采取本領域已知的氣舉反循環(huán)法，結合高壓空氣沖洗孔底，進行二次清孔；

(h)混凝土灌注。

優(yōu)選地，混凝土澆筑在二次清孔后30min內(nèi)進行，導管距孔底距離為30-50cm,灌注第一罐混凝土時，灌注量應能滿足把導管埋入混凝土內(nèi)1.5m以上，第一罐混凝土灌注不得提拔導管，混凝土灌注應連續(xù)進行。灌注過程中必須有專人測量計算孔內(nèi)混凝土面深度和導管在混凝土內(nèi)的埋入深度，并做好記錄，及時調(diào)整導管埋入深度，導管埋入混凝土深度為2～6m，嚴禁導管提出混凝土面?？刂谱詈笠还藁炷恋墓嘧⒘?，成樁應高出設計樁頂標高500mm以上，且鑿除浮漿后必須保證樁頂混凝土達到強度設計值。

如圖1、圖2所示，步驟(c)中使用的滾刀鉆頭包括空芯鉆軸1、在圓心處與空芯鉆軸連接(例如焊接)的圓形底板5(厚度15-40mm，優(yōu)選20-30mm)、圍繞空芯鉆軸連接于圓形底板外周的圓筒3、從圓形底板的底部穿入空芯鉆軸內(nèi)部的鋼管7、在圓形底板的底部外圈和里圈設置的多個鋼刀頭6(優(yōu)選鎢鋼刀頭，更優(yōu)選特級滾刀鎢鋼刀頭)，其中圓筒3與空芯鉆軸1用加強鋼板2固定，鋼管7位于圓形底板底部的管口與空芯鉆軸1內(nèi)部連通。

進一步地，鋼刀頭6沿著外圈的圓周均等地設置4個、沿著里圈的圓周均等地設置3個以及中心設置一個，且刀頭交錯布置。

進一步地，在圓筒外圍焊接用于保證孔徑大小并可減小鉆頭與孔壁的摩擦力的條形鋼板4。

進一步地，鋼管長度為40-60cm，彎成135度。

進一步地，圓形底板的外周設置泥漿導流槽8。

該滾刀鉆頭可以如下制備：首先切割一塊比樁孔直徑小60mm的鋼板做為底板，找準圓心把空芯鉆軸與底板垂直焊牢，在底板上開孔把dn80鋼管穿出10cm與鋼板焊牢，鋼管另一端與空芯鉆軸焊接連通，以保證泥漿從此處流出循環(huán)，再用鋼板加工一個與底板直徑相同的圓筒，焊接到底板上，圓筒與空芯鉆軸用三道加強鋼板焊接固定，再在圓筒外圍焊上三道40mm寬的條形鋼板，以保證孔徑大小并可以減小鉆頭與孔壁的摩擦力，最后在底板的下面焊上鎢鋼刀頭優(yōu)選特級鎢鋼刀頭，外圈焊4個、里圈焊3個、中心焊1個，刀頭交錯布置，以便更好更快的磨掉巖石，增進鉆進速度。

技術特征：

技術總結

本發(fā)明涉及一種回旋鉆機入巖成孔的施工方法，包括：(A)制備鉆孔用泥漿；(B)樁孔定位及埋設護筒；(C)成孔施工：包括選擇回旋鉆機就位，在樁孔定位處，樁機軟土鉆孔用普通三葉鉆頭成孔施工，鉆進深度到達強風化巖層后更換滾刀鉆頭，繼續(xù)鉆進至強風化巖及中風化巖界面；D)終孔驗收：當鉆孔深度達到設計持力層巖面深度時，在護筒出漿口或撈渣采集巖樣進行鑒定，使終孔深度達到設計要求；(E)一次清孔：(F)鋼筋籠及導管吊放：在鉆孔處吊放鋼筋籠和導管；(G)二次清孔；(H)混凝土灌注。

技術研發(fā)人員：程子石;張國瑞

受保護的技術使用者：新地能源工程技術有限公司

技術研發(fā)日：2017.08.18

技術公布日：2017.12.08