CN105649012B - 上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法 - Google Patents

上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，包括步骤：一、测量放线：对所施工钻孔桩的桩位进行测量放线；所施工钻孔桩为在上软下硬地层中施工成型的钻孔灌注桩；二、钢护筒埋设：在所施工钻孔桩所处位置的软土地层中埋设钢护筒；三、桩孔成孔施工，过程如下：301、上部桩孔段成孔施工；302、下部桩孔段成孔施工：由上至下分多个孔段对下部桩孔段进行成孔施工；对任一个孔段进行成孔施工时，包括步骤：钻孔取芯和二次套钻；四、钢筋骨架下放；五、混凝土灌注施工；六、钢护筒拆除；七、钻孔桩成型。本发明方法简单、设计合理、施工简便且桩孔成孔难度低、使用效果好，能简便、快速完成上软下硬地层钻孔桩施工过程。

Description

上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法
技术领域
本发明属于桩基施工技术领域，尤其是涉及一种上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法。
背景技术
地铁车站围护结构采用钻孔灌注桩(以下简称钻孔桩)时，在淤泥、填石、硬岩(微风化花岗岩)突起等不良地层中的成孔难度大。并且，由于钻孔桩在施工中属于隐蔽工程，质量控制难度高。尤其是在上部为淤泥层或砂层等软土地层且下部为硬岩的地层(以下简称上软下硬地层)施工钻孔桩时，成孔难度非常大。常规的钻孔桩桩孔成孔方法主要有以下几种：冲锤式冲击钻进、潜孔锤冲击钻进和牙轮旋挖钻进成孔，上述桩孔成孔方法施工时主要存在以下几方面缺陷：第一、需要大量机械设备、现场机械多且用电量大：由于冲击钻采用电为动力来源，多台设备同时工作，用电损耗极大，且附近变压器荷载几近饱和，无法满足现场需求，若租用发电机，则耗费巨大；同时由于震动较大，复杂地质条件下易造成塌孔，造成反复回填冲进，造成材料浪费；第二、施工时间长、施工工期不易保证：冲击钻施工效率低下，无法满足工期需求，工期较紧；第三、成孔难度大，易坍塌、缩径，尤其是基岩突起成孔过程，耗费时间长，机械磨损大，工效低下，且不易保证成孔质量。
上软下硬地层采用普通冲击钻成孔时，一根入岩深度约15m的钻孔桩成桩时间达20天左右，施工工期长，且易造成钻头损坏、桩位扩孔严重、偏位等现象，因而在淤泥质地层等软土地层的成孔质量也得不到保证。采用空气潜孔锤配合冲击钻施工时，先由潜孔锤将硬岩击碎，然后用冲击钻进行泥浆循环将渣清除，再进行潜孔锤施工，如此反复，一根桩成桩时间15天左右，且施工过程中易造成塌孔，塌孔后则用砂和粘土混合填至坍塌孔段以上1m处，捣实后重新钻进，费工废料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其方法步骤简单、设计合理、施工简便且桩孔成孔难度低、使用效果好，能简便、快速完成上软下硬地层钻孔桩施工过程。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、测量放线：对所施工钻孔桩的桩位进行测量放线；
所施工钻孔桩为在上软下硬地层中施工成型的钻孔灌注桩，所施工钻孔桩呈竖直向布设且其桩长为25m～30m，所施工钻孔桩的桩身直径D1＝Φ1200mm～Φ1800mm；所述上软下硬地层的上部为软土地层且其下部为硬岩地层，所施工钻孔桩的桩身下部进入硬岩地层的深度不小于10m；
步骤二、钢护筒埋设：根据步骤一中的测量放线结果，在所施工钻孔桩所处位置的所述软土地层中埋设钢护筒；所述钢护筒的底部支撑于硬岩地层上且其上端露出地面，所述钢护筒呈竖直向布设；
步骤三、桩孔成孔施工：采用旋挖钻机对所施工钻孔桩的桩孔进行成孔施工；所述桩孔分为位于所述软土地层中的上部桩孔段和位于硬岩地层中的下部桩孔段，所述下部桩孔段位于所述上部桩孔段的正下方；对所述桩孔进行成孔施工时，过程如下：
步骤301、上部桩孔段成孔施工：采用旋挖钻机且通过第一截齿筒钻，对所述上部桩孔段进行成孔施工；
步骤302、下部桩孔段成孔施工：由上至下分多个孔段对所述下部桩孔段进行成孔施工，多个所述孔段的成孔施工方法均相同，多个所述孔段的长度均为0.8m～1.2m；对任一个所述孔段进行成孔施工时，包括以下步骤：
步骤3021、钻孔取芯：采用所述旋挖钻机且通过第一牙轮筒钻或第一组装式钻头，对当前所施工孔段进行首次钻孔；钻孔完成后，采用所述旋挖钻机且通过取芯钻头取出所钻钻孔中的岩芯，获得施工成型的内部钻孔；
所述内部钻孔与所述上部桩孔段呈同轴布设且其孔径为D2，其中
所述第一组装式钻头由第一筒钻和多个沿圆周方向焊接固定在第一筒钻底部的第一牙轮钻头组成，多个所述第一牙轮钻头的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设；
步骤3022、二次套钻：采用旋挖钻机且通过第二牙轮筒钻或第二组装式钻头，对当前所施工孔段进行二次钻孔，并获得外侧钻孔；钻孔完成后，采用所述旋挖钻机且通过第二截齿筒钻取出所钻钻孔中的岩块，完成当前所施工孔段的成孔施工过程；
所述外侧钻孔的孔径为D1且其与内部钻孔呈同轴布设；
所述第二牙轮筒钻的直径大于步骤301中所述第一牙轮筒钻的直径；
所述第二组装式钻头的结构与步骤301中所述第一组装式钻头的结构相同；所述第二组装式钻头由第二筒钻和多个沿圆周方向焊接固定在所述第二筒钻底部的第二牙轮钻头组成，多个所述第二牙轮钻头的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设；所述第二筒钻的直径大于所述第一筒钻的直径；
步骤303、下一孔段成孔施工：按照步骤301至步骤302中所述的方法，对所述下部桩孔段的下一个孔段进行成孔施工；
步骤304、多次重复步骤303，直至完成所述下部桩孔段中所有孔段的成孔施工过程，获得施工成型的所述桩孔；
步骤四、钢筋骨架下放：采用吊装设备，将所施工钻孔桩的钢筋骨架下放至所述桩孔内；
步骤五、混凝土灌注施工：对所施工钻孔桩进行混凝土灌注施工；
步骤六、钢护筒拆除：步骤五中混凝土灌注施工完成后且所灌注混凝土初凝之前，拔出步骤二中所述钢护筒；
步骤七、钻孔桩成型：待步骤五中所灌注混凝土终凝后，获得施工成型的所述钻孔桩。
上述上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征是：步骤二中进行钢护筒埋设时，采用所述旋挖钻机且通过所述旋挖钻机自带的护筒驱动器，将所述钢护筒埋设在所述软土地层中。
上述上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征是：步骤301中所述第一截齿筒钻和步骤3022中所述第二截齿筒钻的钻孔直径均为D1，步骤3021中所述第一牙轮筒钻和所述第一组装式钻头的钻孔直径均为D2，步骤3022中所述第二牙轮筒钻和所述第二组装式钻头的钻孔直径均为D1。
上述上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征是：步骤3021中所述取芯钻头包括第三筒钻和布设在第三筒钻内的螺旋夹取机构，所述螺旋夹取机构为由一个长条形钢板弯曲而成的螺旋板，所述长条形钢板的宽度由上至下逐渐缩小且其外侧壁固定在第三筒钻的内侧壁上；所述螺旋夹取机构的外径与第三筒钻的内径一致且其内径由上至下逐渐增大。
上述上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征是：所述螺旋板的螺旋方向为左旋；步骤3021中进行钻孔取芯时，所述第一牙轮筒钻和所述第一组装式钻头的旋转方向均为顺时针旋转；
步骤3021中钻孔完成后，获得环形钻孔；
采用所述旋挖钻机且通过取芯钻头取出所钻钻孔中的岩芯时，过程如下：
步骤A1、取芯钻头下放：采用所述旋转钻机带动所述取芯钻头顺时针旋转，并将所述取芯钻头下放至所述环形钻孔内；
步骤A2、岩芯根部断裂：采用所述旋转钻机带动所述取芯钻头逆时针旋转，直至所述取芯钻头的螺旋夹取机构紧固卡装在岩芯外侧并使岩芯根部断裂；
步骤A3、岩芯向上提升：采用所述旋转钻机带动所述取芯钻头逆时针旋转，并带动所述取芯钻头与岩芯同步向上提升，直至将岩芯从所述上部桩孔段内提出。
上述上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征是：所述长条形钢板的宽度为7cm～10cm且其厚度为3cm～5cm。
上述上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征是：所述螺旋板为等距螺旋；所述取芯钻头还包括多个沿圆周方向焊接固定在第三筒钻底部的第三牙轮钻头，多个所述第三牙轮钻头的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设。
上述上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征是：步骤3021中所述的
上述上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征是：步骤三中多个所述孔段的长度均相同，每个所述孔段的长度均为1m；步骤3021中所述第一牙轮筒钻、所述第一组装式钻头和所述取芯钻头的高度均为1m～1.2m，步骤3022中所述第二牙轮筒钻和所述第二组装式钻头的高度均为1m～1.2m。
上述上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征是：步骤五中混凝土灌注施工时，采用插入至所述桩孔内的导管进行灌注，所述导管底部插入至所灌注混凝土内的深度不大于10m；所灌注混凝土的坍落度为180cm～220cm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、方法步骤简单、设计合理且投入施工成本较低，能有效减少人工费、材料费、机械费、间接费等各项投入成本。
2、所使用机械设备较少，用电量少。
3、施工进度快且施工工期能得到保证。
4、针对上软下硬地层，先采用加长钢护筒对上部软土地层进行钻孔，能有效防止塌孔和缩颈。在硬岩地层钻孔施工中，采用牙轮钻头和截齿钻头(二者均为钛合金钻头)，并与筒钻相配合，能有效加快钻孔掘进速率，减少对地层的扰动时间。
5、所采用的取芯钻头结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、使用效果好，只需在筒钻内部设置螺旋板即可，该螺旋板内形成一个上小下大的锥形夹持腔，采用该螺旋板能有效解决深孔快速取芯问题，有效降低取芯难度。
6、所采用的硬岩地层桩孔成型方法简单、设计合理且成孔速度快、成孔难度低、成孔质量高，采用“钻孔取芯”与二次套钻相结合提高工效，先采用小直径钻头进行“钻孔取芯”处理，再采用大直径钻头配合截齿钻头取出碎石，能加快桩孔成型施工进度。
7、使用效果好且实用价值高，能有效防止在施工过程中由于地质条件变化而导致成桩质量难以保证的情况，同时保证施工进度及成本控制，具有提高施工效率、满足钻孔桩施工质量要求、节约投入成本等优点。采用本发明大大缩短了钻孔桩施工时间，保证了施工质量。在施工效益上，单从投入上来讲，比传统的冲击钻施工投入大，但为后续工作争取到了时间，避免挤压土方开挖等工序的时间，为完成施工节点要求提供了条件。因而，本发明施工方法简单，操作简便，针对不同地质条件地层的钻孔桩成桩效率显著提高，并且满足了施工质量要求，能有效防止塌孔、缩颈、断桩等质量问题，推广性强，同时有显著的经济效益。本发明能充分发挥旋挖钻机的优势，软土地层采用长钢护筒，硬岩采用钻孔取芯与二次套钻相结合的施工方法，一根桩成桩施工可缩短至5天，同时能有效防止钻进过程中造成塌孔，大大增加了施工效率，节约了工期，并且由于对地质扰动小、效率高，成桩质量得到有效保证，缓解了后期土方开挖及主体结构施工压力，同时也为以后类似工程提供借鉴作用，具有广阔的应用前景。另外，本发明所用钻头结构简单、耐用，钻具磨损小，钻进效率高，能有效解决旋挖钻机在硬岩中的钻进成孔难题。
8、适用面广，不仅适用于地铁车站围护结构钻孔施工过程，并能能适用于各类复杂地质条件下的旋挖钻机桩基施工。
综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理、施工简便且桩孔成孔难度低、使用效果好，能简便、快速完成上软下硬地层钻孔桩施工过程。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的方法流程框图。
图1-1为本发明桩孔成孔施工的方法流程框图。
图2为本发明内部钻孔与外侧钻孔的平面布置位置示意图。
图3为本发明内部钻孔的立面结构示意图。
图4为本发明施工成型外侧钻孔的立面结构示意图。
图5为本发明第一组装式钻头的结构示意图。
图6为本发明取芯钻头的外部结构示意图。
图7为本发明取芯钻头内部螺旋夹取机构的结构示意图。
图8为本发明第一牙轮钻头的结构示意图。
附图标记说明:
1—硬岩地层； 2—岩芯； 3—内部钻孔；
4—外侧钻孔； 5-1—第一筒钻； 5-2—第一牙轮钻头；
6-1—第三筒钻； 6-2—螺旋夹取机构； 6-3—第三牙轮钻头。
具体实施方式
如图1所示的一种上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，包括以下步骤：
步骤一、测量放线：对所施工钻孔桩的桩位进行测量放线；
所施工钻孔桩为在上软下硬地层中施工成型的钻孔灌注桩，所施工钻孔桩呈竖直向布设且其桩长为25m～30m，所施工钻孔桩的桩身直径D1＝Φ1200mm～Φ1800mm；所述上软下硬地层的上部为软土地层且其下部为硬岩地层1，所施工钻孔桩的桩身下部进入硬岩地层1的深度不小于10m；
步骤二、钢护筒埋设：根据步骤一中的测量放线结果，在所施工钻孔桩所处位置的所述软土地层中埋设钢护筒；所述钢护筒的底部支撑于硬岩地层1上且其上端露出地面，所述钢护筒呈竖直向布设；
步骤三、桩孔成孔施工：采用旋挖钻机对所施工钻孔桩的桩孔进行成孔施工；所述桩孔分为位于所述软土地层中的上部桩孔段和位于硬岩地层1中的下部桩孔段，所述下部桩孔段位于所述上部桩孔段的正下方；对所述桩孔进行成孔施工时，过程如下：
步骤301、上部桩孔段成孔施工：采用旋挖钻机且通过第一截齿筒钻，对所述上部桩孔段进行成孔施工；
步骤302、下部桩孔段成孔施工：由上至下分多个孔段对所述下部桩孔段进行成孔施工，多个所述孔段的成孔施工方法均相同，多个所述孔段的长度均为0.8m～1.2m；对任一个所述孔段进行成孔施工时，包括以下步骤：
步骤3021、钻孔取芯：采用所述旋挖钻机且通过第一牙轮筒钻或第一组装式钻头，对当前所施工孔段进行首次钻孔；钻孔完成后，采用所述旋挖钻机且通过取芯钻头取出所钻钻孔中的岩芯2，获得施工成型的内部钻孔3，详见图2和图3；
所述内部钻孔3与所述上部桩孔段呈同轴布设且其孔径为D2，其中
如图5所示，所述第一组装式钻头由第一筒钻5-1和多个沿圆周方向焊接固定在第一筒钻5-1底部的第一牙轮钻头5-2组成，多个所述第一牙轮钻头5-2的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设；
步骤3022、二次套钻：采用旋挖钻机且通过第二牙轮筒钻或第二组装式钻头，对当前所施工孔段进行二次钻孔，并获得外侧钻孔4，详见图2和图4；钻孔完成后，采用所述旋挖钻机且通过第二截齿筒钻取出所钻钻孔中的岩块，完成当前所施工孔段的成孔施工过程；
所述外侧钻孔4的孔径为D1且其与内部钻孔3呈同轴布设；
所述第二牙轮筒钻的直径大于步骤301中所述第一牙轮筒钻的直径；
所述第二组装式钻头的结构与步骤301中所述第一组装式钻头的结构相同；所述第二组装式钻头由第二筒钻和多个沿圆周方向焊接固定在所述第二筒钻底部的第二牙轮钻头组成，多个所述第二牙轮钻头的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设；所述第二筒钻的直径大于所述第一筒钻的直径；
步骤303、下一孔段成孔施工：按照步骤301至步骤302中所述的方法，对所述下部桩孔段的下一个孔段进行成孔施工；
步骤304、多次重复步骤303，直至完成所述下部桩孔段中所有孔段的成孔施工过程，获得施工成型的所述桩孔；
步骤四、钢筋骨架下放：采用吊装设备，将所施工钻孔桩的钢筋骨架下放至所述桩孔内；
步骤五、混凝土灌注施工：对所施工钻孔桩进行混凝土灌注施工；
步骤六、钢护筒拆除：步骤五中混凝土灌注施工完成后且所灌注混凝土初凝之前，拔出步骤二中所述钢护筒；
步骤七、钻孔桩成型：待步骤五中所灌注混凝土终凝后，获得施工成型的所述钻孔桩。
本实施例中，步骤3021中所述的
实际施工时，可根据具体需要，对D2的取值大小进行相应调整。
本实施例中，所施工钻孔桩的桩身直径D1＝Φ1500mm。
并且，步骤3021中所述的D2＝Φ1000mm。
本实施例中，步骤二中进行钢护筒埋设时，采用所述旋挖钻机且通过所述旋挖钻机自带的护筒驱动器，将所述钢护筒埋设在所述软土地层中。
本实施例中，所述钢护筒由多个钢护筒节段从下至上拼接而成，相邻两个所述钢护筒节段之间以焊接或栓接方式进行固定连接。
实际施工时，步骤一中所述软土地层的层厚为9m～13m。
本实施例中，所述软土地层的平均层厚为11m且其为淤泥层，局部存在砂层，由于淤泥、砂的流塑性较强，传统的泥浆护壁法无法保证旋挖钻机的成孔质量，埋设所述钢护筒(即长钢护筒)穿过此类地层，能有效减少钻孔过程对地层的扰动，防止塌孔、扩孔等现象发生，提高施工效率，保证成桩质量。
本实施例中，步骤三中所述旋挖钻机为三一重工旋挖钻机且其型号为SR280R或SR360。
实际使用时，所述旋挖钻机也可以采用意大利土力旋挖钻机、德国宝峨旋挖钻机等其它类型的旋挖钻机。
根据本领域公知常识，所述旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，主要适用于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中已得到广泛应用。
常见的旋挖钻机用钻头(以下简称旋挖钻头)有螺旋钻头、旋挖斗、筒式取芯钻头、扩底钻头、冲击钻头、冲抓锥钻头和液压抓斗。目前，常见的筒式取芯钻头有以下两种：截齿筒钻和牙轮筒钻，其中截齿筒钻适用于中硬基岩和卵砾石，牙轮筒钻适用于坚硬基岩和大漂石。并且，截齿筒钻和牙轮筒钻均包括带取芯装置和不带取芯装置两种类型。
步骤3021中所述第一牙轮筒钻和步骤3022中所述第二牙轮筒钻均为旋挖钻机使用的常规牙轮筒钻，为市场上能直接购买的成品钻头，但投入成本较高。
实际使用时，当步骤3021中采用所述第一牙轮筒钻且所述第一牙轮筒钻带取芯装置时，则步骤3021中所述取芯钻头为所述第一牙轮筒钻；当步骤3021中采用所述第一组装式钻头或采用所述第一牙轮筒钻且所述第一牙轮筒钻不带取芯装置时，需采用另外配置的所述取芯钻头进行取芯。
本实施例中，为节省成本，步骤3021中所述第一牙轮筒钻为所述第一组装式钻头，且步骤3022中所述第二牙轮筒钻为所述第二组装式钻头。
所述第一组装式钻头和所述第二组装式钻头均为在施工现场自制的钻头且二者的结构相同。其中，所述第一组装式钻头和所述第二组装式钻头均由常规筒钻(即筒状环形钻头)和直接购买的牙轮钻头焊接而成，加工制作简便且投入成本较低，能满足实际钻孔需求。
本实施例中，步骤301中所述第一截齿筒钻和步骤3022中所述第二截齿筒钻的钻孔直径均为D1，步骤3021中所述第一牙轮筒钻和所述第一组装式钻头的钻孔直径均为D2，步骤3022中所述第二牙轮筒钻和所述第二组装式钻头的钻孔直径均为D1。
如图6、图7所示，本实施例中，步骤3021中所述取芯钻头包括第三筒钻6-1和布设在第三筒钻6-1内的螺旋夹取机构6-2，所述螺旋夹取机构为由一个长条形钢板弯曲而成的螺旋板，所述长条形钢板的宽度由上至下逐渐缩小且其外侧壁固定在第三筒钻6-1的内侧壁上；所述螺旋夹取机构6-2的外径与第三筒钻6-1的内径一致且其内径由上至下逐渐增大。
本实施例中，所述螺旋板的螺旋方向为左旋；步骤3021中进行钻孔取芯时，所述第一牙轮筒钻和所述第一组装式钻头的旋转方向均为顺时针旋转；
步骤3021中钻孔完成后，获得环形钻孔；
采用所述旋挖钻机且通过取芯钻头取出所钻钻孔中的岩芯2时，过程如下：
步骤A1、取芯钻头下放：采用所述旋转钻机带动所述取芯钻头顺时针旋转，并将所述取芯钻头下放至所述环形钻孔内；
步骤A2、岩芯根部断裂：采用所述旋转钻机带动所述取芯钻头逆时针旋转，直至所述取芯钻头的螺旋夹取机构6-2紧固卡装在岩芯2外侧并使岩芯2根部断裂；
步骤A3、岩芯向上提升：采用所述旋转钻机带动所述取芯钻头逆时针旋转，并带动所述取芯钻头与岩芯2同步向上提升，直至将岩芯2从所述上部桩孔段内提出。
所述螺旋板的螺旋方向为螺旋升角的旋向，向右为右旋螺旋，向左为左旋螺旋。步骤A2中，螺旋夹取机构6-2紧固卡装在岩芯2外侧后，在所述旋转钻机带动所述取芯钻头逆时针旋转过程中，所述取芯钻头提供足够大的扭矩，使岩芯2根部断裂。
所述螺旋板的结构与螺旋弹簧基本相同，因而所述螺旋板的内径和外径参照螺旋弹簧的外径和内径进行确定。所述螺旋板的外径与第三筒钻6-1的内径相同。由于所述长条形钢板的宽度由上至下逐渐缩小，因而所述螺旋板的内部为一个直径由上至下逐渐增大的圆锥形空腔。所述长条形钢板与其所布设位置处第三筒钻6-1的内侧壁呈垂直布设且其外侧壁焊接固定在第三筒钻6-1的内侧壁上。
本实施例中，所述长条形钢板的宽度为7cm～10cm且其厚度为3cm～5cm。因而，所述长条形钢板的上端宽度为10cm且其底端宽度为7cm。
本实施例中，所述螺旋板为等距螺旋。
同时，所述取芯钻头还包括多个沿圆周方向焊接固定在第三筒钻6-1底部的第三牙轮钻头6-3，多个所述第三牙轮钻头6-3的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设。这样，能确保步骤A1中取芯钻头下放过程顺利。
由于所述螺旋板的内部为一个直径由上至下逐渐增大的圆锥形空腔，步骤A1中取芯钻头下放完成后，所述取芯钻头卡装在岩芯2外侧且上端高度高于岩芯2的上端高度。本实施例中，所述第三筒钻6-1的直径与第一筒钻5-1的直径相同。
因而，所述取芯钻头的结构简单、设计合理且加工制作简便，由常规筒钻和直接购买的牙轮钻头焊接而成，并且在筒钻的内侧壁上布设螺旋板即可。
本实施例中，所述第一牙轮钻头5-2、所述第二牙轮钻头和第三牙轮钻头6-3的结构均相同且其均焊接固定在常规筒钻的下切口上。实际施工过程中，如磨损严重则切割下来进行更换。
如图8所示，所述第一牙轮钻头5-2均两个直接购买的常规牙轮钻头背向焊接而成，即两个常规牙轮钻头一正一反布设。
本实施例中，步骤三中多个所述孔段的长度均相同，每个所述孔段的长度均为1m。
并且，步骤3021中所述第一牙轮筒钻、所述第一组装式钻头和所述取芯钻头的高度均为1m～1.2m，步骤3022中所述第二牙轮筒钻和所述第二组装式钻头的高度均为1m～1.2m。
本实施例中，步骤3021中所述第一牙轮筒钻、所述第一组装式钻头和所述取芯钻头的高度均为1.2m，步骤3022中所述第二牙轮筒钻和所述第二组装式钻头的高度均为1.2m。
本实施例中，步骤301中所述第一截齿筒钻和步骤3022中所述第二截齿筒钻均为旋挖钻机使用的常规截齿筒钻，为市场上能直接购买的成品钻头。所述第一截齿筒钻和所述第二截齿筒钻均带有取芯装置。
实时施工过程中，步骤3022进行二次套钻时，所述第二牙轮筒钻和第二组装式钻头的旋转方向均为顺时针旋转。
本实施例中，步骤二中所述钢护筒的内径比所施工钻孔桩的桩身直径大15cm～25cm。
并且，所述钢护筒的上端露出地面的高度为40cm～60cm。
本实施例中，步骤五中混凝土灌注施工时，采用插入至所述桩孔内的导管进行灌注，所述导管底部插入至所灌注混凝土内的深度不大于10m；所灌注混凝土的坍落度为180cm～220cm。这样，混凝土的和易性好，能有效防止所述钢筋骨架(也称为钢筋笼)上浮。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、测量放线：对所施工钻孔桩的桩位进行测量放线；
所施工钻孔桩为在上软下硬地层中施工成型的钻孔灌注桩，所施工钻孔桩呈竖直向布设且其桩长为25m～30m，所施工钻孔桩的桩身直径D1＝Φ1200mm～Φ1800mm；所述上软下硬地层的上部为软土地层且其下部为硬岩地层(1)，所施工钻孔桩的桩身下部进入硬岩地层(1)的深度不小于10m；
步骤二、钢护筒埋设：根据步骤一中的测量放线结果，在所施工钻孔桩所处位置的所述软土地层中埋设钢护筒；所述钢护筒的底部支撑于硬岩地层(1)上且其上端露出地面，所述钢护筒呈竖直向布设；
步骤三、桩孔成孔施工：采用旋挖钻机对所施工钻孔桩的桩孔进行成孔施工；所述桩孔分为位于所述软土地层中的上部桩孔段和位于硬岩地层(1)中的下部桩孔段，所述下部桩孔段位于所述上部桩孔段的正下方；对所述桩孔进行成孔施工时，过程如下：
步骤301、上部桩孔段成孔施工：采用旋挖钻机且通过第一截齿筒钻，对所述上部桩孔段进行成孔施工；
步骤302、下部桩孔段成孔施工：由上至下分多个孔段对所述下部桩孔段进行成孔施工，多个所述孔段的成孔施工方法均相同，多个所述孔段的长度均为0.8m～1.2m；对任一个所述孔段进行成孔施工时，包括以下步骤：
步骤3021、钻孔取芯：采用所述旋挖钻机且通过第一组装式钻头，对当前所施工孔段进行首次钻孔；钻孔完成后，采用所述旋挖钻机且通过取芯钻头取出所钻钻孔中的岩芯(2)，获得施工成型的内部钻孔(3)；
所述内部钻孔(3)与所述上部桩孔段呈同轴布设且其孔径为D2，其中
所述第一组装式钻头由第一筒钻(5-1)和多个沿圆周方向焊接固定在第一筒钻(5-1)底部的第一牙轮钻头(5-2)组成，多个所述第一牙轮钻头(5-2)的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设；
步骤3021中所述取芯钻头包括第三筒钻(6-1)和布设在第三筒钻(6-1)内的螺旋夹取机构(6-2)，所述螺旋夹取机构为由一个长条形钢板弯曲而成的螺旋板，所述长条形钢板的宽度由上至下逐渐缩小且其外侧壁固定在第三筒钻(6-1)的内侧壁上；所述螺旋夹取机构(6-2)的外径与第三筒钻(6-1)的内径一致且其内径由上至下逐渐增大；
所述螺旋板的螺旋方向为左旋；步骤3021中进行钻孔取芯时，所述第一组装式钻头的旋转方向为顺时针旋转；
步骤3021中钻孔完成后，获得环形钻孔；
采用所述旋挖钻机且通过取芯钻头取出所钻钻孔中的岩芯(2)时，过程如下：
步骤A1、取芯钻头下放：采用所述旋挖钻机带动所述取芯钻头顺时针旋转，并将所述取芯钻头下放至所述环形钻孔内；
步骤A2、岩芯根部断裂：采用所述旋挖钻机带动所述取芯钻头逆时针旋转，直至所述取芯钻头的螺旋夹取机构(6-2)紧固卡装在岩芯(2)外侧并使岩芯(2)根部断裂；
步骤A3、岩芯向上提升：采用所述旋挖钻机带动所述取芯钻头逆时针旋转，并带动所述取芯钻头与岩芯(2)同步向上提升，直至将岩芯(2)从所述上部桩孔段内提出；
步骤3022、二次套钻：采用旋挖钻机且通过第二组装式钻头，对当前所施工孔段进行二次钻孔，并获得外侧钻孔(4)；钻孔完成后，采用所述旋挖钻机且通过第二截齿筒钻取出所钻钻孔中的岩块，完成当前所施工孔段的成孔施工过程；
所述外侧钻孔(4)的孔径为D1且其与内部钻孔(3)呈同轴布设；
所述第二组装式钻头的结构与步骤3021中所述第一组装式钻头的结构相同；所述第二组装式钻头由第二筒钻和多个沿圆周方向焊接固定在所述第二筒钻底部的第二牙轮钻头组成，多个所述第二牙轮钻头的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设；所述第二筒钻的直径大于所述第一筒钻的直径；
步骤303、下一孔段成孔施工：按照步骤3021至步骤3022中所述的方法，对所述下部桩孔段的下一个孔段进行成孔施工；
步骤304、多次重复步骤303，直至完成所述下部桩孔段中所有孔段的成孔施工过程，获得施工成型的所述桩孔；
步骤四、钢筋骨架下放：采用吊装设备，将所施工钻孔桩的钢筋骨架下放至所述桩孔内；
步骤五、混凝土灌注施工：对所施工钻孔桩进行混凝土灌注施工；
步骤六、钢护筒拆除：步骤五中混凝土灌注施工完成后且所灌注混凝土初凝之前，拔出步骤二中所述钢护筒；
步骤七、钻孔桩成型：待步骤五中所灌注混凝土终凝后，获得施工成型的所述钻孔桩。
2.按照权利要求1所述的上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征在于：步骤二中进行钢护筒埋设时，采用所述旋挖钻机且通过所述旋挖钻机自带的护筒驱动器，将所述钢护筒埋设在所述软土地层中。
3.按照权利要求1所述的上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征在于：所述长条形钢板的宽度为7cm～10cm且其厚度为3cm～5cm。
4.按照权利要求1所述的上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征在于：所述螺旋板为等距螺旋；所述取芯钻头还包括多个沿圆周方向焊接固定在第三筒钻(6-1)底部的第三牙轮钻头(6-3)，多个所述第三牙轮钻头(6-3)的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设。
5.按照权利要求1或2所述的上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征在于：步骤3021中所述的
6.按照权利要求1或2所述的上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征在于：步骤三中多个所述孔段的长度均相同，每个所述孔段的长度均为1m；步骤3021中所述第一组装式钻头和所述取芯钻头的高度均为1m～1.2m，步骤3022中所述第二组装式钻头的高度为1m～1.2m。
7.按照权利要求1或2所述的上软下硬地层地铁车站围护结构钻孔桩施工方法，其特征在于：步骤五中混凝土灌注施工时，采用插入至所述桩孔内的导管进行灌注，所述导管底部插入至所灌注混凝土内的深度不大于10m；所灌注混凝土的坍落度为180cm～220cm。
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