CN106192995A - 一种有关挖孔桩机械成孔的作业装置及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及桩的现场浇混凝土或类似混凝土桩技术领域，具体是一种有关挖孔桩机械成孔的作业装置及其施工方法，中心作业平台由上钢板、下钢板、护板及槽形钢组成，在相互平行的上钢板与下钢板之间夹有槽形钢，螺杆贯穿上钢板、下钢板及槽型钢并进行固定，从而构成中心作业平台，中心作业平台呈方形，中心作业平台的四边分别接有绕边轴向旋转的护板。该挖孔桩机械成孔的施工方法为：点位放样→锁口施工→旋挖钻机钻进成孔→成孔后护壁混凝土施工→钢筋绑扎及焊接→声测管加工及安装→桩芯混凝土灌注。本发明可在不增加费用的前提下，降低人员劳动力强度。通过旋挖钻机并采用圆形钻头，提高了作业效率，降低施工成本，同时保证施工人员安全。

Description

一种有关挖孔桩机械成孔的作业装置及其施工方法
[技术领域]
本发明涉及桩的现场浇混凝土或类似混凝土桩技术领域，具体是一种有关挖孔桩机械成孔的作业装置及其施工方法。
[背景技术]
随着国家大力发展铁路与公路，人工挖孔桩因其施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础均较低，从而得到广泛的应用。
人工挖孔桩基本采用小型卷扬机垂直运输，上下空间较小，孔口附近作业多，危及井下作业人员的生命安全。由于挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质量显得尤为重要。现有的人工挖孔桩施工费用较大，普遍应用于各种复杂地质情况，但由于施工人员为完成工程量，往往忽视了护壁质量，从而带来很大的安全风险。挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣，施工人员长期在灰尘浓度很大的有限空间内严重威胁人员健康，甚至带来严重的职业病。随着机械化程度的不断提升和人工施工成本进一步加大，寻找一种更加便捷，更加安全的施工方法显得尤为重要。
[发明内容]
本发明主要解决人工挖孔桩人员劳动强度大，作业危险性高，通过旋挖钻机成孔提高作业效率来降低施工成本，达到一定的经济效益，提供一种结构新颖、安全可靠的有关挖孔桩机械成孔的作业装置，包括中心作业平台及护板，所述的中心作业平台由上钢板、下钢板、护板及槽形钢组成，在相互平行的上钢板与下钢板之间夹有槽形钢，螺杆贯穿上钢板、下钢板及槽型钢并进行固定，从而构成中心作业平台，所述的中心作业平台呈方形，中心作业平台的四边分别接有绕边轴向旋转的护板。所述的作业装置上设有旋挖钻机，旋挖钻机采用不同直径的圆钻头，圆钻头中心与桩位中心重合；所述的中心作业平台四角分别设有吊环，钢丝绳穿过吊环将中心作业平台固定于卷扬机下方。
本发明还包括一种有关挖孔桩机械成孔的施工方法，包括挖孔桩、卷扬机、旋挖钻机，所述的旋挖钻机的钻头为圆形钻头，该挖孔桩机械成孔的施工方法为：
a.点位放样；
b.锁口施工；
c.旋挖钻机钻进成孔；
d.成孔后护壁混凝土施工；
e.钢筋绑扎及焊接；
f.声测管加工及安装；
g.桩芯混凝土灌注。
在点位放样时，利用全站仪精确确定挖孔桩四角以及不同圆对应的圆心，并做好护桩，确保能够恢复桩位。
在锁口施工时，锁口高度高于原地面高度20cm以上，并采用混凝土浇筑，锁口的横截面直径大于挖孔桩的横截面直径。
所述的旋挖钻机钻进成孔具体方法为：利用护桩恢复桩位中心，钻机就位好，确保钻头中心对准桩位中心进行钻孔；钻孔过程中，钻杆保持垂直；开始钻进时采用低速钻进，速度为8～10r/min，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20％，根据不同的岩体选择不同的钻头材质，先施工小直径钻头，再施工大直径钻头。
机械成孔后，根据岩体情况及设计要求确定是否需要施工护壁混凝土，若桩体后期出露地面则需施工护壁混凝土，以保证后期开挖后保证表面平整，护壁混凝土施工的作业平台为折叠式结构。
在钢筋绑扎及焊接时，钢筋笼应在孔外制作，利用汽车吊整体吊装入孔，若钢筋笼太长，无法一次吊装，可在孔内绑扎成型。
根据设计要求，制作及安装声测管，设置于钢筋骨架内侧，所述的声测管伸出桩顶设计标高10cm以上，声测管的下端口封闭，上端口采用木塞封闭，管内无异物。
混凝土采用串筒灌注，串筒直径为30cm，每节长度在1.5m以内，上下节采用吊耳挂接，且串筒底部与孔内底部或混凝土高度不大于2m，随着混凝土浇筑，逐段取下串筒，每层混凝土灌注高度不超过50cm，分层捣实直至桩顶。
本发明可在不增加费用的前提下，降低人员劳动力强度，保证人员的健康以及人身安全。解决了现有技术中通过人工挖孔桩人员劳动强度大，作业危险性高的缺陷。通过旋挖钻机并采用圆形钻头，提高了作业效率，降低施工成本，同时保证施工人员安全。
[附图说明]
图1是本发明的圆形钻头代替矩形钻头挖孔桩示意图；
图2是本发明的圆形钻头代替矩形钻头挖孔桩另一示意图；
图3为本发明的作业平台设计图；
图4为本发明的作业平台立面图；
如图所示，图中：1.第一圆形钻头 2.第二圆形钻头 3.第三圆形钻头 4.第四圆形钻头 5.槽钢 6.钢板 7.模板 8.支撑体系 9.吊环 10.钢丝绳 11.钢管 12.螺纹钢13.卷扬机 R.半径。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中的旋挖钻机一般采用圆形钻头，通过采用不同直径的圆钻头组合代替矩形，从而代替人工成孔，适用于石质地段。其施工步骤如下：
1.点位放样
利用全站仪精确确定挖孔桩四角以及不同圆对应的圆心，并做好护桩，确保能够恢复桩位。
2.锁口施工
为保证桩在整个施工过程中的安全，必须按照设计要求进行锁口的施工，锁口宜高处原地面20cm以上，采用混凝土浇筑。锁口尺寸应大于挖孔桩尺寸，以不影响旋挖钻机钻孔为宜。
3.旋挖钻机钻进成孔
利用护桩恢复桩位中心，钻机就位好，由专人负责指挥旋挖钻机，确保钻头中心对准桩位中心进行钻孔。钻孔过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直。开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20％，以保证孔位不产生偏差。应根据不同的岩体选择不同的钻头。宜先施工小直径钻头，再施工大直径钻头。本发明以2m*2.25m桩径为例，采用四个直径为1.5m钻头成孔，如图1～图2所示。
4.成孔后护壁混凝土施工
机械成孔后，根据岩体情况及设计要求确定是否需要施工护壁混凝土，若桩体后期出露地面则需施工护壁混凝土，以保证后期开挖后保证表面平整。护壁混凝土施工作业平台折叠设计，保证护壁施工时作业人员的安全，如图3～图4所示。
5.钢筋绑扎及焊接
钢筋笼应在孔外制作，利用汽车吊整体吊装入孔，若钢筋笼太长，无法一次吊装，可在孔内绑扎成型。
6.声测管加工及安装
根据设计要求，制作及安装声测管，设置于钢筋骨架内侧，伸出桩顶设计标高10cm以上，下端封闭，上端采用木塞封闭，管内无异物。
7.桩芯混凝土灌注
混凝土采用串筒灌注，串筒直径为30cm，每节长度在1.5m以内，上下节采用吊耳挂接，且串筒底部与孔内底部或混凝土高度不大于2m。随着混凝土浇筑，逐段取下串筒。每层混凝土灌注高度不超过50cm，分层捣实直至桩顶。

Claims (10)

1.一种有关挖孔桩机械成孔的作业装置，包括中心作业平台及护板，其特征在于所述的中心作业平台由上钢板、下钢板、护板及槽形钢组成，在相互平行的上钢板与下钢板之间夹有槽形钢，螺杆贯穿上钢板、下钢板及槽型钢并进行固定，从而构成中心作业平台，所述的中心作业平台呈方形，中心作业平台的四边分别接有绕边轴向旋转的护板。
2.如权利要求1所述的一种有关挖孔桩机械成孔的作业装置，其特征在于所述的作业装置上设有旋挖钻机，旋挖钻机采用不同直径的圆钻头，圆钻头中心与桩位中心重合；所述的中心作业平台四角分别设有吊环，钢丝绳穿过吊环将中心作业平台固定于卷扬机下方。
3.一种有关挖孔桩机械成孔的作业装置的施工方法，包括挖孔桩、卷扬机、旋挖钻机，其特征在于所述的旋挖钻机的钻头为圆形钻头，该挖孔桩机械成孔的施工方法为：
a.点位放样；
b.锁口施工；
c.旋挖钻机钻进成孔；
d.成孔后护壁混凝土施工；
e.钢筋绑扎及焊接；
f.声测管加工及安装；
g.桩芯混凝土灌注。
4.如权利要求3所述的一种有关挖孔桩机械成孔的施工方法，其特征在于在点位放样时，利用全站仪精确确定挖孔桩四角以及不同圆对应的圆心，并做好护桩，确保能够恢复桩位。
5.如权利要求3所述的一种有关挖孔桩机械成孔的施工方法，其特征在于在锁口施工时，锁口高度高于原地面高度20cm以上，并采用混凝土浇筑，锁口的横截面直径大于挖孔桩的横截面直径。
6.如权利要求3所述的一种有关挖孔桩机械成孔的施工方法，其特征在于所述的旋挖钻机钻进成孔具体方法为：利用护桩恢复桩位中心，钻机就位好，确保钻头中心对准桩位中心进行钻孔；钻孔过程中，钻杆保持垂直；开始钻进时采用8～10r/min的速度钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20％，根据不同的岩体选择不同的钻头材质，先施工小直径钻头，再施工大直径钻头。
7.如权利要求3所述的一种有关挖孔桩机械成孔的施工方法，其特征在于机械成孔后，根据岩体情况及设计要求确定是否需要施工护壁混凝土，若桩体后期出露地面则需施工护壁混凝土，以保证后期开挖后保证表面平整，护壁混凝土施工的作业平台为折叠式结构。
8.如权利要求3所述的一种有关挖孔桩机械成孔的施工方法，其特征在于在钢筋绑扎及焊接时，钢筋笼应在孔外制作，利用汽车吊整体吊装入孔，若钢筋笼太长，无法一次吊装，则在孔内绑扎成型。
9.如权利要求3所述的一种有关挖孔桩机械成孔的施工方法，其特征在于根据设计要求，制作及安装声测管，设置于钢筋骨架内侧，所述的声测管伸出桩顶设计标高10cm以上，声测管的下端口封闭，上端口采用木塞封闭，管内无异物。
10.如权利要求3所述的一种有关挖孔桩机械成孔的施工方法，其特征在于混凝土采用串筒灌注，串筒直径为30cm，每节长度在1.5m以内，上下节采用吊耳挂接，且串筒底部与孔内底部或混凝土高度不大于2m，随着混凝土浇筑，逐段取下串筒，每层混凝土灌注高度不超过50cm，分层捣实直至桩顶。
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