CN107143281B - 施工灌注桩的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种施工灌注桩的方法，涉及地下施工技术领域，本方法先通过安装有直径为d2的第一钻头的潜孔锤在标注好的圆形区域内钻进多个第一钻孔，在此基础上，更换直径为d3(d3大于d2)的第二钻头，再次在圆形区域内钻进多个第二钻孔，此时，多个第二钻孔和多个未被扩大的第一钻孔相互连通，形成指定直径的灌注桩钻孔。缓解了现有技术中的在硬质底层中大直径灌注桩施工进度缓慢以及集束式潜孔锤施工大直径灌注桩价格昂贵的技术问题。

Description

施工灌注桩的方法

技术领域

本发明涉及地下施工技术领域，具体而言，涉及一种施工灌注桩的方法。

背景技术

灌注桩施工通常使用钻机驱动钻头在底层钻孔，然后在孔中放钢筋笼、灌混凝土，混凝土凝固后成为灌注桩，但常规灌注桩在施工至硬质地层时，施工进度会非常慢，成孔质量不易确保，进入入岩层时主要采用冲击锤法、牙轮钻法、旋挖切割法。现状三种方法的缺点：冲击锤法：功效过慢，沉渣太厚不易清孔；牙轮钻法：牙轮钻头价格高、施工进度慢，旋挖法：需要大型旋挖，价格高、场地要求高，功效一般。

此外，对于一些小直径的灌注桩，还使用潜孔锤进行冲击打孔，潜孔锤具有在硬质岩层高效率打孔的功能。以气动潜孔锤为例，其是以压缩空气为动力的一种潜孔锤，它产生的冲击功和冲击频率可以直接传给钻头，然后再通过钻机和钻杆的回转驱动，形成对岩石的脉动破碎能力，同时利用冲击器排出的压缩空气，对钻头进行冷却并将破碎后的岩石颗粒排出孔外，从而实现了孔底冲击回转钻进的目的。

但是，目前的潜孔锤的规格最大直径也不超过300mm，面对需求直径为800mm等大直径的灌注桩，单个潜孔锤无法完成施工，虽然现有技术中有集束式(组合式)潜孔锤来施工大直径灌注桩，但其制造难度大，易出质量问题，制作成本较高，无法满足使用者的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工灌注桩的方法，以缓解现有技术中的在硬质底层中大直径灌注桩施工进度缓慢以及集束式潜孔锤施工大直径灌注桩价格昂贵的技术问题。

本发明提供一种施工灌注桩的方法，依次包括如下步骤：

S1：在需要施工灌注桩的表面标注出直径为d1的圆形区域，d1为需要成孔的最大直径；

S2：在所述圆形区域上固定有第一定位板，所述第一定位板上设有第一通孔，在潜孔锤上安装直径为d2的第一钻头，并通过所述第一定位板对所述第一通孔对应的位置进行套钻，使在所述圆形区域内形成多个相互独立的第一钻孔，其中，d2小于d1；

S3：拆除所述第一定位板，并在所述圆形区域上固定有第二定位板，所述第二定位板上设有第二通孔，在潜孔锤上安装直径为d3的第二钻头，并通过所述第二定位板对所述第二通孔对应的位置进行套钻，使在所述圆形区域内形成多个第二钻孔，其中，d3大于d2，d3小于d1；

S4：拆除所述第二定位板，当多个所述第二钻孔和第一钻孔相互连通，并共同形成直径为d1的钻孔时，代表施工完成。

进一步的；所述潜孔锤为气动潜孔锤。

进一步的；所述气动潜孔锤为反循环气动潜孔锤。

进一步的；在S2和S3步骤中，还包括用于施工湿孔的泡沫灌注装置，所述泡沫灌注装置与所述气动潜孔锤的送风管相连。

进一步的；所述第一钻头的直径d2为100－120mm，所述第二钻头的直径d3为240－260mm。

进一步的；所述第一钻头的直径d2为110mm，所述第二钻头的直径d3为250mm。

进一步的；所述第一钻孔的数量大于所述第二钻孔的数量；

当进行步骤S3时，所述第二通孔与所述第一钻孔同轴心设置。

进一步的；一个所述第一定位板上设有与所述第一钻孔数目相同的所述第一通孔，一个所述第二定位板上设有与所述第二钻孔数目相同的所述第二通孔。

进一步的；一个所述第一定位板上设有一个所述第一通孔，一个所述第二定位板上设有一个所述第二通孔。

进一步的；进行所述S2步骤前，在所述圆形区域内的指定位置标注出若干需要钻进所述第一钻孔的第一标记，所述第一定位板固定后，所述第一通孔对应所述第一标记；

进行所述S3步骤前，在所述圆形区域内的指定位置标注出若干需要钻进所述第二钻孔的第二标记，所述第二定位板固定后，所述第二通孔对应所述第二标记。

相对于现有技术，本发明提供的施工灌注桩的方法的有益效果如下：

本发明提供的施工灌注桩的方法，首先在硬质底层表面标注出需要施工指定直径为d1的圆形区域，随后在圆形区域内固定第一定位板，以方便潜孔锤通过第一通孔在指定位置进行钻孔，依照此方法在圆形区域内钻出的多个第一钻孔；随后，拆除第一定位板并固定设有第二通孔的第二定位板，再通过潜孔锤在指定位置钻出多个第二钻孔，虽然第二钻头的直径d3稍大于第一钻头的直径d2且小于指定直径d1，但由于第二钻孔是在第一钻孔的基础上进行的，相当于对第一钻孔的扩大，因此第二次钻孔仍然可以高效迅速地完成。易知，潜孔锤的钻孔直径要稍大于潜孔锤钻头的直径，通过对第一钻孔和第二钻孔在圆形区域的位置分布和数量的设置，使在二次钻孔后，多个第二钻孔以及剩余未被扩大的第一钻孔会在钻孔中相互连通，最终形成指定直径为d1的钻孔。其中，潜孔锤钻孔的同时既将破碎的岩石碎末从孔内返出，达到快速成孔，进而使整个过程施工速度快，费用低且成孔质量高，满足使用者的需求。

此外，需要不同指定直径d1的灌注桩可以通过调整第一钻孔和第二钻孔的位置分布和数量来实现；同样，还可以在进行二次钻孔后，仍不能形成指定直径的灌注桩的情况下，进行三次钻孔，使用灵活方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的施工灌注桩的方法中S2步骤时圆形区域内结构示意图；

图2为本发明实施例提供的施工灌注桩的方法中S3步骤时圆形区域内结构示意图；

图3为本发明实施例提供的施工灌注桩的方法中第一定位板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的施工灌注桩的方法中第二定位板的结构示意图。

图标：1－圆形区域；2－第一标记；3－第二标记；4－第一定位板；5－第二定位板；41－第一通孔；51－第二通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的施工灌注桩的方法中S2步骤时圆形区域内结构示意图；图2为本发明实施例提供的施工灌注桩的方法中S3步骤时圆形区域内结构示意图；图3为本发明实施例提供的施工灌注桩的方法中第一定位板的结构示意图；图4为本发明实施例提供的施工灌注桩的方法中第二定位板的结构示意图。

如图1－图4所示，本实施例提供一种施工灌注桩的方法，依次包括如下步骤：

S1：在需要施工灌注桩的表面标注出直径为d1的圆形区域1，d1为需要成孔的最大直径；

S2：在所述圆形区域1内固定有第一定位板4，所述第一定位板4上设有第一通孔41，在潜孔锤上安装直径为d2的第一钻头，并通过所述第一定位板4对所述第一通孔41对应的位置进行套钻，使在所述圆形区域1内形成多个相互独立的第一钻孔，其中，d2小于d1；

S3：拆除所述第一定位板4，并在所述圆形区域1内固定有第二定位板5，所述第二定位板5上设有第二通孔51，在潜孔锤上安装直径为d3的第二钻头，并通过所述第二定位板5对所述第二通孔51对应的位置进行套钻，使在所述圆形区域1内形成多个第二钻孔，其中，d3大于d2，d3小于d1；

S4：拆除所述第二定位板5，当多个所述第二钻孔和第一钻孔相互连通，并共同形成直径为d1的钻孔时，代表施工完成。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的施工灌注桩的方法，首先在硬质底层表面标注出需要施工指定直径为d1的圆形区域1，随后在圆形区域1内固定第一定位板4，以方便潜孔锤通过第一通孔41在指定位置进行钻孔，依照此方法在圆形区域1内钻出的多个第一钻孔；随后，拆除第一定位板4并固定设有第二通孔51的第二定位板5，再通过潜孔锤在指定位置钻出多个第二钻孔，虽然第二钻头的直径d3稍大于第一钻头的直径d2且小于指定直径d1，但由于第二钻孔是在第一钻孔的基础上进行的，相当于对第一钻孔的扩大，因此第二次钻孔仍然可以高效迅速地完成。易知，潜孔锤的钻孔直径要稍大于潜孔锤钻头的直径，通过对第一钻孔和第二钻孔在圆形区域1的位置分布和数量的设置，使在二次钻孔后，多个第二钻孔以及剩余未被扩大的第一钻孔会在钻孔中相互连通，最终形成指定直径为d1的钻孔。其中，潜孔锤钻孔的同时既将破碎的岩石碎末从孔内返出，达到快速成孔，进而使整个过程施工速度快，费用低且成孔质量高，满足使用者的需求。

此外，需要不同指定直径d1的灌注桩可以通过调整第一钻孔和第二钻孔的位置分布和数量来实现；同样，还可以在进行二次钻孔后，仍不能形成指定直径的灌注桩的情况下，进行三次钻孔，使用灵活方便。

具体地，下面以要求直径d1为800mm为例，对本实施例中施工灌注桩的方法进行详细描述：

本实施例采用气动潜孔锤进行一次钻孔和二次钻孔，气动潜孔锤结构简单，便于制造与维修；工作稳定可靠，防空打机构灵活；孔底岩屑排除效果好；深孔钻进用潜孔锤在高背压条件下有良好的工作基础；有良好的能量恢复作用，能耗较小；还有较高的钻进速度和使用寿命。

对于气动潜孔锤来说，供风量的大小影响钻头的工作效率以及上返风速，上返风速又影响潜孔锤的排渣屑能力，为了进一步提高钻孔速度，本实施例还可以在气动潜孔锤的基础上实施反循环钻进技术，此时，在供风量一定的情况下，反循环上返风速远大于正循环上返风速，进而使孔底排渣屑干净、彻底，并且有能力直接将钻出的柱状岩心反循环连续排至地表，实现连续取芯钻进。

进一步的，在钻孔过程中，当需要较深的钻孔时，容易遇到少量渗水的弱含水层，此时由于孔内有少量水存在，钻进产生的岩粉、岩屑与水混合后，呈粘稠的混凝状，聚积在钻具周围和粗径钻头上方的孔壁上，使排屑困难，甚至终止。这时，容易导致钻具回转，提动困难，空压机分压急剧升高。为了避免上述情况的发生，可以通过加大空气压力可以保证钻头的正常工作，但此时形成的残渣还需要泥浆循环装置置换出孔外，虽然也能快速成孔，但相对增加了工作负担。

本实施例通过采用泡沫灌注装置来施工湿孔，具体的，泡沫灌注装置为泡沫灌注泵，在S2和S3步骤中遇到上述问题时，泡沫灌注泵与气动潜孔锤的送风管相连，其将泡沫或水通过送风管源源不断输入孔内，然后送风并反复活动钻具，稀释并冲开泥领，进而方便钻屑的吹出，随后再继续钻进。

值得注意的，当钻孔达到指定深度时，应通过送分管强吹孔底几分钟，以排除孔底积存的岩屑；有泡沫灌注装置的情况下，可以同时注入泡沫液，以提高吹孔效果，提出主动钻杆后，再慢慢停气，不可猛然放气，以防孔底的水倒灌潜孔锤。

进一步的，由于国内外的常用潜孔锤的规格为直径100mm－300mm，且钻头的直径越大，其制造难度大，制作成本较高，也易出质量问题，因此，为了保证第一次钻孔和第二次钻孔的速度以及钻头的使用寿命，设置第一钻头的直径d2为100－120mm，第二钻头的直径d3为240－260mm。

优选的，本实施例通过实验对比，设置第一钻头的直径d2为110mm，第二钻头的直径d3为250mm。

具体的，当采用直径为110mm的第一钻头，在直径为800mm的圆形区域1内可以设置15个左右的第一钻孔，第一钻孔可以均匀的分布在圆形区域1内，优选的，设置第一钻孔在圆形区域1的边缘分布最密集，鉴于第一钻孔的直径要稍大于第一钻孔的直径，当启动潜孔锤根据第一通孔41进行钻孔时，圆形区域1边缘实际形成的第一钻孔容易相互连通，使最后形成的800mm钻孔的边缘更加平滑，成孔质量高。随后，再在第一钻孔的基础上进行二次钻孔，此时可以形成以一个第二钻孔为中心，五个第二钻孔环绕其设置的结构，此时，六个第二钻孔和其余未被扩大的第一钻孔能够相互连通，最终形成直径为800mm的钻孔。

此外，如图2所示，本实施例还设置第二通孔51与第一钻孔同轴心设置，进一步保证潜孔锤二次钻孔的稳定性。

进一步的，如图3和图4所示，本实施例设置一个第一定位板4上设有与第一钻孔数目相同的第一通孔41，一个第二定位板5上设有与第二钻孔数目相同的所述第二通孔51。

具体的，将第一定位板4/第二定位板5上第一通孔41/第二通孔51的数量和位置分布设置完毕，再将第一定位板4/第二定位板5固定在圆形区域1上，此时，在第一定位板4/第二定位板5位置不动的情况下，只需控制潜孔锤在每个第一通孔41/第二通孔51的校准下钻进多个第一钻孔/第二钻孔，减少了移动第一定位板4/第二定位板5的工序，提高了钻孔效率。

此时，每种尺寸的灌注桩对应一种第一定位板4/第二定位板5。

进一步的，本实施例还可以设置一个第一定位板4上设有一个第一通孔41，一个第二定位板5上设有一个第二通孔51，即需要钻进下一个第一钻孔/第二钻孔时，都需要移动第一定位板4/第二定位板5的位置。

具体的，进行S2步骤前，在圆形区域1内的指定位置标注出若干需要钻进第一钻孔的第一标记2，第一定位板4固定后，第一通孔41对应第一标记2，在一个第一标记2处完成钻孔后，再移动第一定位板4，使第一通孔41对应另一处第一标记2并进行钻孔。

同理，进行S3步骤前，在圆形区域1内的指定位置标注出若干需要钻进第二钻孔的第二标记3，第二定位板5固定后，第二通孔51对应第二标记3，在一个第二标记3处完成钻孔后，再移动第二定位板5，使第二通孔51对应另一处第二标记3并进行钻孔。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种施工灌注桩的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

S1：在需要施工灌注桩的表面标注出直径为d1的圆形区域(1)，d1为需要成孔的最大直径；

S2：在所述圆形区域(1)上固定有第一定位板(4)，所述第一定位板(4)上设有第一通孔(41)，在潜孔锤上安装直径为d2的第一钻头，并通过所述第一定位板(4)对所述第一通孔(41)对应的位置进行套钻，使在所述圆形区域(1)内形成多个相互独立的第一钻孔，其中，d2小于d1；

S3：拆除所述第一定位板(4)，并在所述圆形区域(1)上固定有第二定位板(5)，所述第二定位板(5)上设有第二通孔(51)，在潜孔锤上安装直径为d3的第二钻头，并通过所述第二定位板(5)对所述第二通孔(51)对应的位置进行套钻，使在所述圆形区域(1)内形成多个第二钻孔，其中，d3大于d2，d3小于d1；

S4：拆除所述第二定位板(5)，当多个所述第二钻孔和第一钻孔相互连通，并共同形成直径为d1的钻孔时，代表施工完成；

所述第二通孔与第一钻孔同轴心设置；

所述第一钻孔均匀分布在所述圆形区域(1)内，在所述圆形区域(1)的边缘分布最密集；所述第二钻孔在所述圆形区域(1)内形成以一个第二钻孔为中心，剩余的第二钻孔环绕其设置的结构。

2.根据权利要求1所述的施工灌注桩的方法，其特征在于，所述潜孔锤为气动潜孔锤。

3.根据权利要求2所述的施工灌注桩的方法，其特征在于，所述气动潜孔锤为反循环气动潜孔锤。

4.根据权利要求2所述的施工灌注桩的方法，其特征在于，在S2和S3步骤中，还包括用于施工湿孔的泡沫灌注装置，所述泡沫灌注装置与所述气动潜孔锤的送风管相连。

5.根据权利要求1所述的施工灌注桩的方法，其特征在于，所述第一钻头的直径d2为100－120mm，所述第二钻头的直径d3为240－260mm。

6.根据权利要求5所述的施工灌注桩的方法，其特征在于，所述第一钻头的直径d2为110mm，所述第二钻头的直径d3为250mm。

7.根据权利要求6所述的施工灌注桩的方法，其特征在于，所述第一钻孔的数量大于所述第二钻孔的数量；

当进行步骤S3时，所述第二通孔(51)与所述第一钻孔同轴心设置。

8.根据权利要求1所述的施工灌注桩的方法，其特征在于，一个所述第一定位板(4)上设有与所述第一钻孔数目相同的所述第一通孔(41)，一个所述第二定位板(5)上设有与所述第二钻孔数目相同的所述第二通孔(51)。

9.根据权利要求1所述的施工灌注桩的方法，其特征在于，一个所述第一定位板(4)上设有一个所述第一通孔(41)，一个所述第二定位板(5)上设有一个所述第二通孔(51)。

10.根据权利要求9所述的施工灌注桩的方法，其特征在于，进行S2步骤前，在所述圆形区域(1)内的指定位置标注出若干需要钻进所述第一钻孔的第一标记(2)，所述第一定位板(4)固定后，所述第一通孔(41)对应所述第一标记(2)；

进行S3步骤前，在所述圆形区域(1)内的指定位置标注出若干需要钻进所述第二钻孔的第二标记(3)，所述第二定位板(5)固定后，所述第二通孔(51)对应所述第二标记(3)。