CN104047543A - 一种在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，本发明通过采用多次取芯的方法，使用不同直径的钻头，对高强度岩石地层进行多次取芯，最终完成钻孔桩嵌入岩石部分钻孔的施工，有效的克服了现有技术施工效率低下，震动干扰大的问题，同时提高了成孔质量，减少了施工风险等，本发明具有施工速度快，环境影响小，经济效益高的特点，适合大范围的推广和应用。

Description

一种在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法
【技术领域】
本发明涉及一种大直径钻孔桩成孔的施工方法，具体涉及一种在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法。
【背景技术】
已知的，国内对于岩层中大直径钻孔桩成孔的施工主要有以下几种方法：
1、采用冲锤冲击钻进，其日均钻效0.5m/d；
2、利用潜孔钻将岩层打成“蜂窝煤”状，而后用冲锤冲孔或用普通旋挖钻机施钻。
在实际施工过程中，上述两种施工方法均存在施工进度慢的问题，同时如果在城市繁华地区施工，上述施工方法还存在对环境影响大的问题等。
【发明内容】
为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，本发明通过分多次在高强度岩石地层上钻孔，有效的克服了现有技术施工效率低下，震动干扰大的问题，同时提高了成孔质量，减少了施工风险等。
为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，所述方法包括如下步骤：
第一步、首先通过钻机采用泥浆护壁对高强度岩石地层以上的软土钻孔；
第二步、接上步，软土钻孔完成后更换钻头，采用小直径压轮钻头对高强度岩石地层的入岩部分进行第一次取芯；
第三步、接上步，采用中等直径压轮钻头对入岩部分进行二次取芯；
第四步、接上步，采用与桩径尺寸相等的压轮钻头最终将剩余部分岩体钻出即可。
所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，所述第一步中钻机的扭矩为300～500KN.m，提升能力为1200～2000KN。
所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，所述第一步中泥浆护壁中的泥浆采用水、膨润土和外加剂制备。
所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，所述泥浆采用水、膨润土和外加剂的配合比为1:0.075：0.0008。
所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，所述泥浆的粘度为20～24s，比重为1.03～1.08，PH值为8～10，含砂率≤5%，胶体率为98%～100%，失水量≤15ml/30min，泥皮厚度﹤1.5mm/30min。
所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，所述钻机在钻进开始后需连续不断地作业，钻进过程中，采用减压钻进方法，以保证成孔的垂直度，并根据钻进情况和钻头所处地层不断调整钻进速度。
采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
本发明所述的一种在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，本发明通过采用多次取芯的方法，使用不同直径的钻头，多次取芯，最终完成钻孔桩嵌入岩石部分钻孔的施工，有效的克服了现有技术施工效率低下，震动干扰大的问题，同时提高了成孔质量，减少了施工风险等，本发明具有施工速度快，环境影响小，经济效益高的特点，适合大范围的推广和应用。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
本发明所述的一种在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，所述方法包括如下步骤：
第一步、首先通过钻机采用泥浆护壁对高强度岩石地层以上的软土钻孔，其中所述钻机的扭矩为300～500KN.m，提升能力为1200～2000KN；在施工过程中，为了防止在钻孔时上方孔壁地层失稳，必须在钻孔过程中加强泥浆管理，其中泥浆护壁中的泥浆采用水、膨润土和外加剂制备，其水、膨润土和外加剂的配合比为1:0.075：0.0008，泥浆的粘度为20～24s，比重为1.03～1.08，PH值为8～10，含砂率≤5%，胶体率为98%～100%，失水量≤15ml/30min，泥皮厚度﹤1.5mm/30min；
第二步、接上步，软土钻孔完成后更换钻头，采用小直径压轮钻头对高强度岩石地层的入岩部分进行第一次取芯；
第三步、接上步，采用中等直径压轮钻头对入岩部分进行二次取芯；
第四步、接上步，采用与桩径尺寸相等的压轮钻头最终将剩余部分岩体钻出即可。
本发明在实际施工过程中，可以根据实际情况具体调整扩孔的次数，如根据钻头的情况，地质的情况和钻机的情况等进行调整。
本发明钻孔的控制要点为：钻机就位时要将其底座转盘调整水平，转盘中心和护筒中心在同一铅垂线上，钻进开始后需连续不断地作业，钻进过程中，采用减压钻进方法，以保证成孔的垂直度，并根据钻进情况和钻头所处地层以调整钻进速度，在松软地层中可适当加快钻进速度，在细粉砂层地质、土层易扰动和孔壁易坍塌施工时，要控制进尺，轻压慢进，在坚硬地层中进尺应平衡、缓慢，防止断钻和掉钻等。
本发明的具体实施为：深圳地铁11号线车公庙枢纽工程钻孔灌注桩具有以下几个难点：数量多（221根），成孔深（最大深度达50m），且入岩深度大（3～6m），工期紧（3.5个月），另外由于工程所处范围岩层强度大，特别是微风化岩层单轴抗压强度均达120MPa以上，面对这种在高强度岩层中钻孔施工，传统成孔方法均无法凑效，经过现场反复试验，采用先自中间取出直径1.2m岩芯，而后钻出1.5m岩芯，最后钻出2.0m孔桩成孔的方法，综合钻进速度为0.8～1.6m/d，大大超过传统钻进方法。
本发明的钻孔作业注意事项如下：
钻进岩层中进尺应平衡、缓慢、防止断钻、掉钻，成孔完成一根钻孔桩时应对钻头进行检查微型盾构滚刀损坏情况，并及时更换，防止钻头磨损不均引起偏孔及卡钻等。
本发明取得的有益效果为：
1、可解决在坚硬岩层中直径超过1.5m的大直径钻孔桩的成孔问题；
2、施工速度快，环境影响小，经济效益高，与传统工艺相比，成孔速度可提高一倍以上；
3、机械化程度高，施工风险小等。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (6)

1.一种在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：
第一步、首先通过钻机采用泥浆护壁对高强度岩石地层以上的软土钻孔；
第二步、接上步，软土钻孔完成后更换钻头，采用小直径压轮钻头对高强度岩石地层的入岩部分进行第一次取芯；
第三步、接上步，采用中等直径压轮钻头对入岩部分进行二次取芯；
第四步、接上步，采用与桩径尺寸相等的压轮钻头最终将剩余部分岩体钻出即可。
2.根据权利要求1所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，其特征是：所述第一步中钻机的扭矩为300～500KN.m，提升能力为1200～2000KN。
3.根据权利要求1所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，其特征是：所述第一步中泥浆护壁中的泥浆采用水、膨润土和外加剂制备。
4.根据权利要求3所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，其特征是：所述泥浆采用水、膨润土和外加剂的配合比为1:0.075：0.0008。
5.根据权利要求3所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，其特征是：所述泥浆的粘度为20～24s，比重为1.03～1.08，PH值为8～10，含砂率≤5%，胶体率为98%～100%，失水量≤15ml/30min，泥皮厚度﹤1.5mm/30min。
6.根据权利要求1所述的在高强度岩石地层中大直径钻孔桩成孔的施工方法，其特征是：所述钻机在钻进开始后需连续不断地作业，钻进过程中，采用减压钻进方法，以保证成孔的垂直度，并根据钻进情况和钻头所处地层不断调整钻进速度。
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