CN112377094B - 一种桩基施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桩基施工方法，该方法包括：确定桩基中心位置，在所述中心位置钻进超前孔；将冲击波发生装置放入所述超前孔内；启动所述冲击波发生装置，对所述超前孔周围的岩壁进行冲击波振动，使所述岩壁产生裂隙；采用桩机对所述岩壁钻进，以形成基孔。能够简化施工工法，提升施工效率，降低岩石破碎成本。

Description

一种桩基施工方法
技术领域
本发明涉及桩机施工技术领域，具体而言，涉及一种桩基施工方法。
背景技术
通常情况下，桩机入岩钻进必须具备大的加压能力和大的动力头功率(大扭矩和高转速)。岩石在大加压力作用下，可实现岩石节理的贯通和裂纹形成，内聚力消失从而只克服摩擦力就能从岩体上分离，并且可实现小岩体在压力作用下被挤压向自由面，裂纹扩展到自由面，小岩体被剪断从岩体上分离，以将完整的岩石被变为碎块和碎屑，实现所需的钻进作业。
现有技术中，通常采用旋挖钻机、电液桩机、冲击震动锤等设备进行钻进，入岩钻进效率低。在实际操作中，在软岩和中硬岩层中用带硬质合金切削具的回转钻头钻进；在中硬及部分以上岩层中铣齿牙轮钻头钻进；在硬岩中采用金刚石钻头或者钢粒钻头钻进；在硬脆岩层中采用液动(气动)孔内冲击器钻或者镶齿钻进。
采用上述方式，针对不同的岩层需要采用不同类型的设备，工法比较繁琐，工作效率低下，岩石破碎成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种桩基施工方法，能够简化施工工法，提升施工效率，降低岩石破碎成本。
本发明的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种桩基施工方法，该方法包括：确定桩基中心位置，在所述中心位置钻进超前孔；将冲击波发生装置放入所述超前孔内；启动所述冲击波发生装置，对所述超前孔周围的岩壁进行冲击波振动，使所述岩壁产生裂隙；采用桩机对所述岩壁钻进，以形成基孔。
可选地，所述采用桩机对所述岩壁钻进，以形成基孔之后，所述方法还包括：向所述基孔内设置钢筋笼，并进行混凝土灌注成桩。
可选地，所述在所述中心位置钻进超前孔，包括：采用小孔钻进设备对桩基中心位置进行钻进。
可选地，所述将冲击波发生装置放入所述超前孔内，包括：将冲击波发生装置设置在所述超前孔内的不同高度。
可选地，所述对所述超前孔周围的岩壁进行冲击波振动，包括：对所述超前孔周围的岩壁进行单次或多次冲击波振动作业。
可选地，所述桩机包括旋挖钻机、电液桩机或冲击震动锤的任意一种。
可选地，所述启动所述冲击波发生装置，包括：调节冲击波发生装置的功率，以控制冲击波的振动范围。
可选地，所述使所述岩壁产生裂隙之后，所述方法包括：使所述裂隙扩散到所述桩基的设置直径；停止振动作业，并取出所述冲击波发生装置。
可选地，所述采用桩机对所述岩壁钻进，以形成基孔，包括：所述桩机钻进的中心线与所述超前孔的中心一致。
可选地，所述向所述基孔内设置钢筋笼之前，所述方法包括：对基孔进行清孔作业。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的桩基施工方法，该施工方法通过确定桩基中心位置，在所述中心位置钻进超前孔；将冲击波发生装置放入所述超前孔内；启动所述冲击波发生装置，对所述超前孔周围的岩壁进行冲击波振动，使所述岩壁产生裂隙；采用桩机对所述岩壁钻进，以形成基孔等步骤。通过冲击波发生装置，对岩石地层进行振动破碎，降低岩石地层力学性质，工法简单有效，可适应不同口径、不同硬度的岩石地层，能够降低岩石破碎成本，有利于减少钻头的磨损，降低钻头更换次数，进而提升施工效率，并降低施工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的桩基施工方法的流程示意图之一；
图2为本发明实施例提供的超前孔的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的冲击波发生装置放入超前孔的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的桩机钻进的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的桩基施工方法的流程示意图之二。
图标：10－超前孔；20－冲击波发生装置；30－桩机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。
请参照图1，本实施例提供一种桩基施工方法，该方法包括：
S100、确定桩基中心位置，在该中心位置钻进超前孔10。
具体的，如图2所示，确定桩基中心位置时，需要先对桩基进行定位，对桩基进行定位可采用全站仪进行，并对定位好的桩基采用标记物对桩基中心部位需开孔位置进行标记，同时绘出桩基边沿轮廓线，以便于后续定位钻孔。桩基中心位置确定后，在中心位置钻超前孔10时，可采用潜孔钻机的钻杆中心对准已定位好的开孔位置后，调平钻机，保证钻机的平整和导向架的垂直，并确保钻机在施工中不发生倾斜、移动和松动。这样一来，能够保证超前孔10的竖直，并保证最终建成的目标桩基能够设置在预设位置。
S200、将冲击波发生装置20放入超前孔10内。
具体的，如图3所示，冲击波发生装置20为岩石的破碎提供所需的能量，将冲击波发生装置20放入超前孔10内，可以对超前孔10周壁的岩石提供更充足的冲击波，有利于提升能量的利用率。
S300、启动冲击波发生装置20，对超前孔10周围的岩壁进行冲击波振动，使岩壁产生裂隙。
具体的，在冲击波发生装置20放入超前孔10内的合适位置后，可以进行后续的冲击波振动操作。此时，启动冲击波发生装置20后，超前孔10周围的岩壁收到冲击波发生装置20发出的冲击波，从而使岩层力学性质下降，并使岩壁产生裂隙，为后续桩机30钻进提供了较好的基础条件。
另外，冲击波发生装置20具有一定的辐射范围，为了保证冲击波发生装置20对不同高度岩层均进行有效的振动，可使冲击波发生装置20在超前孔10的不同高度处启动。
S400、采用桩机30对岩壁钻进，以形成基孔。
具体的，如图4所示，当采用冲击波发生装置20对超前孔10周围的岩壁进行冲击波振动之后，使得超前孔10周围的岩壁力学性质下降。此时，采用桩机30对岩壁钻进时，能够提升钻进速率，并减小对桩机30的损耗，降低了施工成本。
本发明实施例提供的桩基施工方法，该施工方法通过确定桩基中心位置，在所述中心位置钻进超前孔10；将冲击波发生装置20放入所述超前孔10内；启动所述冲击波发生装置20，对所述超前孔10周围的岩壁进行冲击波振动，使所述岩壁产生裂隙；采用桩机30对所述岩壁钻进，以形成基孔等步骤。通过冲击波发生装置20，对岩石地层进行振动破碎，降低岩石地层力学性质，工法简单有效，可适应不同口径、不同硬度的岩石地层，能够降低岩石破碎成本，有利于减少钻头的磨损，降低钻头更换次数，进而提升施工效率，并降低施工成本。
可选地，采用桩机30对所述岩壁钻进，以形成基孔之后，该方法还包括：向基孔内设置钢筋笼，并进行混凝土灌注成桩。
具体的，钢筋笼制作可采用钢筋笼滚焊机直接成型。该法集主筋定位、盘圆调直、箍筋缠绕及二氧化碳保护焊、整体成型于一体，数控操作。钢筋笼的主筋通过人工穿过固定旋转盘相应模板圆孔至移动旋转盘的相应孔中进行固定，把箍筋端头先焊接在一根主筋上，然后通过固定旋转盘及移动旋转盘移动把箍筋缠绕在主筋上(移动盘是一边旋转一边后移)，同时进行焊接，从而形成产品钢筋笼。
将钢筋笼置入基孔时，可采用汽车吊放入孔内，另外，在钢筋笼吊装前应将钢筋笼上粘附的泥土和油渍清除干净。吊装时分节入孔，第一节入孔后，使用工字钢或型钢做支撑固定住第一节钢筋笼。之后吊装第二节钢筋笼，主筋对准后，采用焊接连接，使两节钢筋笼搭接完成后保证钢筋中心线形成一条直线。
灌注混凝土时，需保证混凝土顺利通过导管送至孔底，并保持混凝土灌注的持续均衡，边灌注边振捣反插边起拔导管，以保证桩身密实，无断桩、缩径、夹泥和蜂窝结构。这样一来，使得桩身即具有一定的结构强度，又具有一定的延展性，有利于提升桩身的性能。
可选地，在中心位置钻进超前孔10，包括：采用小孔钻进设备对桩基中心位置进行钻进。
具体的，在钻进超前孔10时，可以先根据冲击波发生装置20确定要钻进的超前孔10的直径，因为此时无需较大孔径就可以使冲击波发生装置20置入超前孔10内。因此，可以采用小孔钻进设备，方便对中心孔的定位，以及对超前孔10的钻进。
可选地，将冲击波发生装置20放入超前孔10内，包括：将冲击波发生装置20设置在超前孔10内的不同高度。
具体的，由于冲击波发生装置20具有一定的辐射范围，在采用冲击波发生装置20进行碎岩时，不同高度的岩壁可能不在冲击波振动范围之内。此时，则需要调整冲击波发生装置20在超前孔10内的高度，以使不同高度的岩壁均受到冲击波的振动作用，有利于后续桩机30钻进基孔时的顺利进行。
可选地，对超前孔10周围的岩壁进行冲击波振动，包括：对超前孔10周围的岩壁进行单次或多次冲击波振动作业。
具体的，在对超前孔10周围的岩壁进行冲击振动是，根据冲击波发生装置20的功率以及预期的振动效果，可设置单次振动作业或多次振动作用，使其满足预期效果，以保证桩机30对振动破碎后的岩壁进行顺利的钻进，以形成所需的基孔。
可选地，桩机30包括旋挖钻机、电液桩机30或冲击震动锤的任意一种。具体可根据实际需要进行灵活设置，只要能够满足成型所需的基孔即可。
可选地，启动冲击波发生装置20，包括：调节冲击波发生装置20的功率，以控制冲击波的振动范围。
具体的，冲击波发生装置20的振动范围与功率具有正相关的关系，当需要钻进不同孔径的基孔时，可对应调整冲击波发生装置20的不同频率。此时，在通过冲击波发生装置20对超前孔10周围的岩壁进行振动破碎时，可以控制岩壁的破碎范围。在通过桩机30钻进时，可使得振动破碎的孔径与钻进的孔径吻合，有利于提升钻进速率和钻进的效果。
如图5所示，使岩壁产生裂隙之后，该方法包括：
S500、使裂隙扩散到桩基的设置直径。
S600、停止振动作业，并取出冲击波发生装置20。
具体的，采用冲击波振动装置振动时，根据冲击波振动的时间和功率，使得超前孔10周围的岩壁受振动产生裂隙并破碎，在施工时，需要保证裂隙扩散到桩机30的设置直径，以保证后续钻进基孔的质量。当满足振动要求之后，停止振动作业，并取出冲击波发生装置20，以方便后续桩机30的设置及钻进。
可选地，采用桩机30对岩壁钻进，以形成基孔，包括：桩机30钻进的中心线与超前孔10的中心一致。
这样一来，在进行基孔的钻进时，可以保证基孔与定位的位置相吻合，避免出现偏差，有利于保证基孔的质量。
可选地，向基孔内设置钢筋笼之前，该方法包括：对基孔进行清孔作业。
具体的，在钻进基孔或下方钢筋笼的过程中，可能由于基孔的孔口填土层不稳定塌落孔内；提升钻具太快，形成孔内向上的抽吸作用；钻具提放刮碰孔壁等各种原因，使基孔底部具有沉渣。在清孔时，可采用旋挖钻斗捞取钻孔底沉渣，同时依靠泥浆起到保护孔壁稳定和悬浮沉渣的作用，使孔内泥浆中的粗颗或钻渣在较长时间内处于悬浮状态，在钢筋笼、灌注导管安装后，孔底保持少沉渣或无沉渣。以此来保证浇筑混凝土形成桩身的稳定性。本申请实施例的桩基施工方法，相较于传统的机械方式，钻进效率大幅度提高，且工作成本大幅度降低。可适应不同岩层的破碎，通过控制冲击波发生装置20的功率能量可以调节冲击波的影响范围，以实现不同直径、不同地层的基孔钻机工作，为后续的桩身成型提供了稳定的基础，同事，降低了施工的复杂性，提高了施工效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种桩基施工方法，其特征在于，所述方法包括：
确定桩基中心位置，在所述中心位置钻进超前孔；
将冲击波发生装置放入所述超前孔内；
启动所述冲击波发生装置，对所述超前孔周围的岩壁进行冲击波振动，使所述岩壁产生裂隙；
停止振动作业，并取出所述冲击波发生装置；
采用桩机对所述岩壁钻进，以形成基孔，其中，
所述裂隙的扩散区域孔径和所述基孔的孔径吻合。
2.根据权利要求1所述的桩基施工方法，其特征在于，所述采用桩机对所述岩壁钻进，以形成基孔之后，所述方法还包括：
向所述基孔内设置钢筋笼，并进行混凝土灌注成桩。
3.根据权利要求1所述的桩基施工方法，其特征在于，所述在所述中心位置钻进超前孔，包括：
采用小孔钻进设备对桩基中心位置进行钻进。
4.根据权利要求1所述的桩基施工方法，其特征在于，所述将冲击波发生装置放入所述超前孔内，包括：
将冲击波发生装置设置在所述超前孔内的不同高度。
5.根据权利要求1所述的桩基施工方法，其特征在于，所述对所述超前孔周围的岩壁进行冲击波振动，包括：
对所述超前孔周围的岩壁进行单次或多次冲击波振动作业。
6.根据权利要求1所述的桩基施工方法，其特征在于，所述桩机包括旋挖钻机、电液桩机或冲击震动锤的任意一种。
7.根据权利要求1所述的桩基施工方法，其特征在于，所述启动所述冲击波发生装置，包括：调节冲击波发生装置的功率，以控制冲击波的振动范围。
8.根据权利要求1所述的桩基施工方法，其特征在于，所述采用桩机对所述岩壁钻进，以形成基孔，包括：
所述桩机钻进的中心线与所述超前孔的中心一致。
9.根据权利要求2所述的桩基施工方法，其特征在于，所述向所述基孔内设置钢筋笼之前，所述方法包括：
对基孔进行清孔作业。
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