CN109763493A - 一种高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，通过装载机、挖掘机和自卸车配合，将填料调运到拱座位置进行回填筑岛；根据实际地质情况在桩基上钻设若干注浆孔，在各所述注浆孔内注浆；根据桩基中心位置埋设钢护筒作为锁口，安装辅助设备，桩基开孔后，采用毫秒微差爆破设计，开挖过程同步安装钢护筒护臂，循环施工至设计深度，然后进行终孔验收。此高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法的开挖设备占地小，而且施工简单，同时本方法可以有效解决坚硬皮层问题，通过注浆，可以有效解决开挖桩基水头差问题以及达到孔底无水的效果，而且可以充分利用人工挖孔的成熟工艺，极大加快施工进度，安全高效、经济实用。

Description

一种高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法

技术领域

本发明涉及土建桩基开挖施工领域，特别是涉及一种高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法。

背景技术

近年来，我国各地正在大规模建设交通路网，而桥梁作为一种常见的跨越江河湖海的结构形式在每条交通路网上也会经常采用，拱桥作为跨越能力较大、耐久性好而且养护和维修费用少的桥梁，在各交通路网中使用越来越频繁。拱桥基础尺寸大，受力复杂，基础采用大直径桩基较多，桩基开挖施工采用回旋、旋挖、冲孔、人工挖孔等成孔方式。

回旋法，利用KTY4000全液压动力头钻机成孔，动力头驱动钻杆，钻杆带动钻头回转钻进，采用反循环的排渣方式，能在岩石平均单轴抗压强度≤120MPa的基岩中钻进，钻孔直径达4m，钻孔深度达130m。采用回旋法施工，需要满足KTY4000钻机长×宽×高尺寸为7.3m×8.6m×8.1m、总重达90吨的要求，而对于场地受限的河谷填石区域，采用此种方法，设备进场困难，作业面单一，施工周期长。

旋挖法，利用旋挖钻机成孔，首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。旋挖法施工，操作便利，工期较短，而对于岩质坚硬地层，旋挖钻无法使用。

冲孔法，利用冲击钻机把带钻刃的钻头提高，靠自由下落的冲击力来削切岩层，排出碎渣成孔。冲孔法施工，需要在施工场地面积较大且施工工期较长的情况下实施，而对于施工场地极为狭小采用此种方法将极大增加设备维修成本，冲孔速度慢，施工工期长。

人工挖孔法，通过人工挖掘渣土，使用简易吊机配合渣斗进行清渣，过程中采用护臂进行支护，循环开挖成孔。常规人工挖孔法只适用于无地下水或少量地下水的干燥环境，而对于河谷填石区域强透水地层、桩内与河区水力联系强的情况下采用此种方法将极大增加施工难度，无法保障孔内施工安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工简单、开挖速度快的高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，包括以下步骤：S10、通过装载机、挖掘机和自卸车配合，将填料调运到拱座位置进行回填筑岛；S20、根据实际地质情况在桩基上钻设若干注浆孔，在各所述注浆孔内注浆；S30、根据桩基中心位置埋设钢护筒作为锁口，安装辅助设备，桩基开孔后，采用毫秒微差爆破设计，开挖过程同步安装钢护筒护臂，循环施工至设计深度，然后进行终孔验收。

进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S20之前，在桩基上安装套管。

进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S20中，在桩基上钻设七个注浆孔，所述注浆孔包括六个沿桩基环向均匀布置的帷幕孔以及一个设在桩基中心的封底孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述帷幕孔距桩基边线5cm。

进一步作为本发明技术方案的改进，各所述注浆孔采用分序分段钻孔，钻孔与注浆配合作业，注浆顺序从帷幕孔到封底孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述注浆的材料为水泥-水玻璃双浆液。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述水泥-水玻璃双浆液的水玻璃渗量控制在12％-18％，注浆压力控制在1MPa-3MPa内。

进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S30中，将钢护筒护臂采用连续环焊焊接相连。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述辅助设备包括桅杆吊机、潜水泵、鼓风机、照明设备。

本发明的有益效果：此高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法的开挖设备占地小，而且施工简单，同时本方法可以有效解决坚硬皮层问题，通过注浆，可以有效解决开挖桩基水头差问题以及达到孔底无水的效果，而且可以充分利用人工挖孔的成熟工艺，极大加快施工进度，安全高效、经济实用。

具体实施方式

本发明为一种高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，包括以下步骤：S10通过装载机、挖掘机和自卸车配合，将填料调运到拱座位置进行回填筑岛；S20、根据实际地质情况在桩基上钻设若干注浆孔，在各所述注浆孔内注浆；S30、根据桩基中心位置埋设钢护筒作为锁口，安装辅助设备，桩基开孔后，采用毫秒微差爆破设计，开挖过程同步安装钢护筒护臂，然后循环施工至设计深度，最后进行终孔验收。此高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法的开挖设备占地小，而且施工简单，同时本方法可以有效解决坚硬皮层问题，通过注浆，可以有效解决开挖桩基水头差问题以及达到孔底无水的效果，而且可以充分利用人工挖孔的成熟工艺，极大加快施工进度，安全高效、经济实用。

作为本发明优选的实施方式，在步骤S20之前，在桩基上安装套管。钻孔前安装套管可以防止塌孔。在步骤S20中，在桩基上钻设七个注浆孔，所述注浆孔包括六个沿桩基环向均匀布置的帷幕孔以及一个设在桩基中心的封底孔。进一步地，所述帷幕孔距桩基边线5cm。各所述注浆孔采用分序分段钻孔，钻孔与注浆配合作业，注浆顺序从帷幕孔到封底孔。钻孔过程详细记录施工地区地下水分布、地层情况以及孔隙大小等，为注浆施工提供技术参考。第一段孔深12-14m，开孔孔径110-130mm，跟108mm钢管，采用钢管上加闷头连注浆管注浆；第一段注浆完成后，第二段复钻至25-28m，复钻孔径90mm，采用闷头连注浆管注浆；第二段注浆完成后，第三段复钻至设计桩底深度以下1.5m，复钻孔径90mm，采用下20mm注浆钢管至孔底的方式进行注浆。钻孔中实施探测结合，探测结合检查注浆效果，保证注浆后不留盲区，不留薄弱点。第一序孔作为探查孔使用，掌握注浆区域地下水分布、地层以及孔隙大小等，为后续孔施工提供依据和参考，同时，后续注浆钻孔还兼作前序孔注浆效果的检查孔使用。

作为本发明优选的实施方式，所述注浆的材料为水泥-水玻璃双浆液。根据前期实验室做的水泥-水玻璃双浆液配比试验，并针对本工程中地层的差异性，在上部松散砾石层以及碎石土中注浆时，考虑调低水泥-水玻璃双浆液的水玻璃渗量，渗量控制在12％左右，注浆压力控制在1-1.5MPa以内，在下部含水层注浆时，为保证注浆的有效性，减短胶凝时间，水玻璃渗量控制在12％-18％之间，注浆压力控制在1.5-3MPa。

作为本发明优选的实施方式，在步骤S30中，将钢护筒护臂采用连续环焊焊接相连。并安装桅杆吊机、潜水泵、鼓风机、照明设备等辅助设备。桩基开孔后，采用毫秒微差爆破设计，掏槽眼、辅助眼、周边眼配合，其中掏槽眼孔深2m，线装药密度为600g/m，填塞深度50cm，辅助眼和周边眼孔深1.8m，线装药密度为500g/m，填塞深度50cm,每天两循环，人工爆破开挖作业，平均每天进尺为1.6m，最大每天进尺可达2.2m。开挖过程同步安装钢护筒护臂，单格钢护筒高2m，上下两个钢护筒对接采用连续环焊焊缝焊接相连。钢护筒护臂与钢筋混凝土护臂相比，施工速度快，安全有效，确保桩内无水。如果桩内出现轻微渗水现象，可采用潜孔钻机或煤电钻机成孔后补充注浆，确保桩内基本无水可挖。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，其特征在于：包括以下步骤：

S10、通过装载机、挖掘机和自卸车配合，将填料调运到拱座位置进行回填筑岛；

S20、根据实际地质情况在桩基上钻设若干注浆孔，在各所述注浆孔内注浆；

S30、根据桩基中心位置埋设钢护筒作为锁口，安装辅助设备，桩基开孔后，采用毫秒微差爆破设计，开挖过程同步安装钢护筒护臂，循环施工至设计深度，然后进行终孔验收。

2.根据权利要求1所述的高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，其特征在于：在步骤S20之前，在桩基上安装套管。

3.根据权利要求1所述的高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，其特征在于：在步骤S20中，在桩基上钻设七个注浆孔，所述注浆孔包括六个沿桩基环向均匀布置的帷幕孔以及一个设在桩基中心的封底孔。

4.根据权利要求3所述的高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，其特征在于：所述帷幕孔距桩基边线5cm。

5.根据权利要求3所述的高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，其特征在于：各所述注浆孔采用分序分段钻孔，钻孔与注浆配合作业，注浆顺序从帷幕孔到封底孔。

6.根据权利要求1所述的高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，其特征在于：所述注浆的材料为水泥-水玻璃双浆液。

7.根据权利要求6所述的高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，其特征在于：所述水泥-水玻璃双浆液的水玻璃渗量控制在12％-18％，注浆压力控制在1MPa-3MPa内。

8.根据权利要求1所述的高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，其特征在于：在步骤S30中，将钢护筒护臂采用连续环焊焊接相连。

9.根据权利要求1所述的高原河谷填石区域大直径深孔桩人工开挖方法，其特征在于：所述辅助设备包括桅杆吊机、潜水泵、鼓风机、照明设备。