CN104963332A - 一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，钻机安装就位，调整钻杆、钻头方位、角度与设计参数一致；准备就绪后，开始钻孔；采用正循环方法，用循环水冷却钻头、除渣；每钻0.25～0.5m同步跟进压入护壁钢套管，护壁钢套管离孔底不超过0.5m；每钻进1～2m，校核钻杆角度一次；达到设计深度后，取出钻杆、钻具；向护壁钢套管内注入细石混凝土或水泥砂浆；混凝土或水泥砂浆凝固后，即形成一种用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩。本发明能最大限度避免路基土体扰动，防止因整治工程施工而引起的路基附加变形；可在既有高速铁路行车条件下施工，不影响既有线的正常运营；适用于既有高速铁路出现路基变形的病害整治。

Description

一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法

技术领域

本发明涉及既有高速铁路路基病害加固技术领域，具体涉及一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法。

背景技术

目前，我国投入运营的高速铁路有近万公里，受自然环境的影响，路基病害发生，其中以路基变形病害居多。目前普通铁路的路基病害多采用加固桩、注浆等方式进行整治。加固桩有灌注桩和预制桩两种方式：灌注桩需预先成孔，在通过设置钢筋笼、灌注混凝土制作而成，在施工过程中，不可避免的造成路基土体产生一定程度的下沉变形；预制桩需通过静压或锤击方式贯入地基中，沉桩过程中的挤土效应会导致路基土体产生一定程度的隆起和侧向变形。注浆加固是通过压力注浆方式将水泥砂浆、化学浆液等材料注入到病害地基中，以改善地基土体的力学特性，注浆压力过小时会导致地基处理效果不佳，注浆压力过大时又会导致路基土体产生一定程度的隆起变形，较难达到预期的治理效果。高速铁路的沉降控制标准极其严格，要求路基工后沉降不得超过15mm，相当于零沉降的控制要求，因此普通铁路路基病害治理措施并不能直接应用于高速铁路路基病害治理。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能最大限度避免路基土体的扰动，防止因整治工程施工而引起的路基附加变形；可在既有高速铁路行车条件下进行施工，不影响既有线的正常运营；适用于既有高速铁路出现路基变形病害整治的回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法。

本发明目的的实现方式为，一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，具体步骤如下：

1)在工作平台将钻机安装就位，调整钻杆、钻头方位、角度与设计参数一致；准备就绪后，开始钻孔；

2)采用正循环方法，用循环水冷却钻头、除渣；

3)随着钻机的钻进，每钻进0.25～0.5m，同步跟进压入护壁钢套管，套管离孔底距离不超过0.5m；

4)每钻进1～2m，校核钻杆角度一次；

5)钻孔达到设计深度后，取出钻杆、钻具；

6)通过注浆管，向护壁钢套管内注入细石混凝土或水泥砂浆；

7)混凝土或水泥砂浆凝固达到设计强度后，即形成一种用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩。

由于本发明同步跟进钢套管进行护壁，可以最大限度的避免对路基土体的扰动，可在线路行车条件进行施工，提高了施工效率，又有利于提高微型桩的成桩质量；可基本消除成桩引孔过程中因护壁不及时可能产生塌孔的风险，有效规避了因施工微型引起路基产生新的变形的风险。

本发明适用于既有高速铁路路基变形病害的整治,尤其适合于变形以毫米级控制的无砟轨道路基病害治理；地基发生沉降变形过大时，可对地基土体的补强加固，尤其适合于变形以毫米级控制的无砟轨道路基；路基抗滑稳定性不足时，可提高路基边坡的抗滑力，尤其是对陡坡路基地段；还可用于城市基坑支护。

本发明采用常规的XY-100型液压工程钻机以及常用的护壁钢套管，施工技术易于推广。

附图说明

图1为用回转钻机钻杆、岩芯管和钻头钻孔示意图，

图2为同步跟进压入护壁钢套管示意图，

图3为从注浆管注入细石混凝土或水泥砂浆，

图4为钢套管内布设钢筋示意图，

图5为向中间布设钢筋的钢套管内从注浆管注入细石混凝土或水泥砂浆示意图，

图6为内有钢筋的既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩结构示意图，

图7、8为采用压力注浆管进行压力注浆形式图，

图9为本发明用于病害路堤治理图，

图10为本发明用于病害路堑治理图，

图11为本发明用于基坑工程图。

具体实施方式

下面参照附图详述本发明：

本发明的具体步骤如下：

1)在工作平台将钻机安装就位，钻机采用回转钻机。调整钻杆、钻头方位、角度与设计参数一致；准备就绪后，用回转钻机钻杆、岩芯管和钻头8开始钻孔(见图1)；

2)在钻机附近设置水池，水池需采用水泥砂浆抹面或其它有效的防渗措施，以避免循环水下渗对地基土体造成影响。采用正循环方法，用循环水冷却钻头、除渣；每次进尺0.8～1.2m，采用岩芯管将土芯、岩芯带出钻孔。

3)随着钻机的钻进，每钻进0.25～0.5m，同步跟进压入护壁钢套管1(见图2)，套管离孔底距离不超过0.5m；

4)每钻进1～2m，校核钻杆角度一次；

5)钻孔继续钻进，每次进尺0.8～1.2m。

6)钻孔达到设计深度后，取出钻杆、钻具；

7)向护壁钢套管内，从注浆管3注入细石混凝土或水泥砂浆4(见图3)；注浆过程中，注浆管保证位于浆液上表面以下1～2m位置。边注浆边提升注浆管，直至浆液达到地面位置。注浆管可以是普通的软质PVC管。为加快凝固速度，细石混凝土或水泥砂浆可添加适当的速凝剂。

混凝土或水泥砂浆凝固达到设计强度后，即形成一种用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩。用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩9的直径为8～15cm。

为提高加固效果，用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩9常需成排设置；施工完毕后，可采用钢筋网喷砼方式将既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩连接在一起形成整体。为提高加固效果，钢筋网通过焊接方式与护壁钢套管相连，或通过井字形混凝土梁将各微型桩连成整体，在提高整体性能的同时，框架梁方格内部还可以客土植草，达到绿化和环保的目的。

本发明可采用常规回转钻机，所需施工空间下，在路堤边坡或路堑边坡上稍微修整即可施工。

参照图4、5、6，为提高加固效果，钢套管3中间部位置入2～3根φ25～32焊接在一起的钢筋2，钢筋网通过焊接方式与钢筋相连。钢筋可为螺纹钢筋。向中间布设钢筋的钢套管2内从注浆管注入细石混凝土或水泥砂浆，形成如图6所示的内有钢筋的用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩。

参照图7、8，当地基发生沉降变形过大时，还可采用压力注浆管5进行压力注浆，以对地基土体的补强加固，在步骤2)采用护壁钢套管1进行护壁，每钻进0.25～0.5m，护壁钢套管同步跟进一次；每钻进1～2m，校核钻角度一次。在护壁钢套管上方预钻多个直径2～3cm的圆形孔7，每1m长的护壁钢套管预钻3～4个圆形孔，以备后续对周围土体由压力注浆管5注浆，以进行压力注浆补强加固。

压力注浆管5为圆形的细钢管，钢管直径3～5cm。压力注浆管与护壁钢套管之间用橡胶止浆塞6密封，橡胶止浆塞为圆环形的橡胶塞，为增强润滑性，橡胶止浆塞与压力注浆管、护壁钢套管间可涂抹一定的润滑油脂。

通过压力注浆管向套管内注入水泥砂浆，为加快凝固速度，在水泥砂浆可添加所需量的速凝剂，压力注浆管注浆压力0.2～0.5MPa。在注浆过程中，需在附近路基设置观测点，以地表不发生大于1mm的隆起为控制标准，注浆过程中需通过现场试验确定注浆压力。边注浆边提升压力注浆管，直至浆液达到地面位置。水泥砂浆凝固达到设计强度后，即形成用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩。

为节约成本，可在钻孔完成后回收护壁钢套管。

参照图9，本发明可用于病害路堤10治理。

当路堤边坡稳定性不足时，尤其是陡坡路基地段基底抗滑稳定性不足时，可采用本发明在坡脚部位进行加固。通过设置竖直和倾斜的用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩9，可增加路堤边坡的抗滑力，提高边坡稳定性。

参照图10，本发明可用于病害路堑11治理。

当路堑边坡稳定性不足时，可采用本发明进行加固。通过设置竖直和倾斜的用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩9，可增加路堑边坡的抗滑力，提高边坡稳定性。

参照图11，本发明可用于基坑工程。

在城市基坑工程中，临近高层建筑物或对变形要求严格的建筑物13开挖基坑12时，对基坑支挡有着严格的要求。由于用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩9在施工过程中对周围岩土介质扰动小，故可在基坑开挖前采用本既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩9进行预加固，并采用挂网喷砼或井字形混凝土梁将微型桩连接在一起形成整体，之后再进行基坑开挖。

Claims (8)

1.一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，其特征在于：具体步骤如下：

1)在工作平台将钻机安装就位，调整钻杆、钻头方位、角度与设计参数一致；准备就绪后，开始钻孔；

2)采用正循环方法，用循环水冷却钻头、除渣；

3)随着钻机的钻进，每钻进0.25～0.5m，同步跟进压入护壁钢套管，套管离孔底距离不超过0.5m；

4)每钻进1～2m，校核钻杆角度一次；

5)钻孔达到设计深度后，取出钻杆、钻具；

6)通过注浆管，向护壁钢套管内注入细石混凝土或水泥砂浆；

7)混凝土或水泥砂浆凝固达到设计强度后，即形成一种用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩。

2.根据权利要求1所述的一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，其特征在于：用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩(9)的直径为8～15cm。

3.根据权利要求1所述的一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，其特征在于：步骤2)中每次进尺0.8～1.2m，采用岩芯管将土芯、岩芯带出钻孔。

4.根据权利要求1所述的一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，其特征在于：步骤6)的注浆过程中，注浆管位于浆液上表面以下1～2m；边注浆边提升注浆管，直至浆液达到地面位置。

5.根据权利要求1所述的一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，其特征在于：步骤6)采用压力注浆管(5)进行压力注浆，在护壁钢套管上方预钻多个直径2～3cm的圆形孔(7)，每1m长的护壁钢套管预钻3～4个圆形孔，所注水泥砂浆中添加所需量的速凝剂。

6.根据权利要求1所述的一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，其特征在于：压力注浆管(5)为圆形的细钢管，钢管直径3～5cm。

7.根据权利要求1所述的一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，其特征 在于：用于既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩(9)常需成排设置；施工完毕后，采用钢筋网喷砼方式将既有高速铁路路基加固的跟管钻进微型桩连接在一起形成整体；钢筋网通过焊接方式与护壁钢套管相连，或通过井字形混凝土梁将各微型桩连成整体。

8.根据权利要求1或7所述的一种回转钻机跟管钻进微型桩的施工方法，其特征在于：钢套管(3)中间部位置入2～3根φ25～32焊接在一起的钢筋(2)，钢筋网通过焊接方式与钢筋相连。