CN112796307A - 一种旋挖钻机方桩工法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工程施工技术领域，具体为一种旋挖钻机方桩工法，该旋挖钻机方桩工法的具体步骤如下：S1：场地平整：预先对施工位置土地平整并压实；S2：测量放线：在平整的场地上测量数据并对场地放线，标出需要施工钻挖位置；S3：井口砼护壁：在需要施工钻挖位置通过混凝土浇筑护壁；S4：钻机就位：钻机移动至护壁处，钻机就位前，压实地面，确保钻机的平稳，在钻进过程中不会因沉陷产生倾斜或位移；S5：钻机调垂：为确保桩基成孔后的垂直度。旋挖钻机方桩施工替换人工挖孔有利于减少劳务人员井下作业，降低项目安全生产风险，从源头上阻止人身意外伤害的发生。为国家基础设施建设提速增效贡献力量。
Description
技术领域
本发明涉及工程施工技术领域，具体为一种旋挖钻机方桩工法。
背景技术
随着我国社会经济的不断发展，以及人民生活水平的不断提高，国家的基础设施建设投资目前更多地向中西部特别是云贵高原、攀西高原、青藏高原等高山险地区域倾斜。国家拟建或在建的多条高速(如四川沿江高速、乐西高速等)或高铁(如川藏铁路等)等基建项目地处多条地震带上，且山高路险，极易发生山体崩塌、泥石流等地质灾害，其临边支护要求较高，施工图设计也加入了更多的方形支护抗滑桩的设计元素。
方形支护桩设计孔径较大，目前大都采用人工挖孔的形式成桩，极少数采用的机械式成孔，因相关机具及技术的局限，其施工质量和效率普遍不理想。
人工挖孔也有如下几大弊端：1.危险系数高，安全防护成本高；2.护壁材料损耗量大；3.施工效率严重低下，工效成本虚高；4.人工挖孔施工综合成本太高(含人工挖孔费、电费、护壁材料费、护壁模板费，安全措施费、人工效率低造成的工效成本等)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋挖钻机方桩工法，以解决上述背景技术中提出的.危险系数高，安全防护成本高；护壁材料损耗量大；施工效率严重低下，工效成本虚高；人工挖孔施工综合成本太高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种旋挖钻机方桩工法，该旋挖钻机方桩工法的具体步骤如下：
S1：场地平整：预先对施工位置土地平整并压实；
S2：测量放线：在平整的场地上测量数据并对场地放线，标出需要施工钻挖位置；
S3：井口砼护壁：在需要施工钻挖位置通过混凝土浇筑护壁；
S4：钻机就位：钻机移动至护壁处，钻机就位前，压实地面，确保钻机的平稳，在钻进过程中不会因沉陷产生倾斜或位移；
S5：钻机调垂：为确保桩基成孔后的垂直度，根据钻机自带的水平仪调整好钻机钻杆的垂直度，使得钻机钻杆与护壁中心位置对应；
S6：引孔钻进：护壁内设置引孔，基于引孔进行钻进形成方桩钻孔；
S7：复孔钻进：在钻进引孔的基础上，继续钻进复孔，在引孔钻进和复孔钻进后形成预成孔；
S8：方孔钻进：根据上述通过钻机的引孔钻进和复孔钻进达到预成孔后，进行方孔钻进，利用钻机的动能，经过动能传动部件机构转换，将横向旋转动能转换成纵向旋转动能，再通过方桩钻头执行部件机构进行掘进修边处理；
S9：圆钻清孔：在步骤S8之后，进行孔底沉渣清理，先用φ800mm清孔钻清理四个角点沉渣，再用φ2000mm清孔钻清理整个孔底，从一端到另一端反复平扫孔底，直至基本将孔底沉渣清除干净；
S10：方钻清孔：用方形清孔钻头进行孔底沉渣清理，方形清孔的原理是利用活动连杆结合双活页夹渣板，在清孔器强大自重力作用下，慢速提拉中心活动连杆，双活页夹渣板自行闭合将孔底沉渣全部刮至孔底中心处并形成倒三角的夹渣空间，然后用旋挖钻机钻杆提拉方桩清孔器，此步骤可重复多次完成对孔底沉渣的清理，直至完全清除孔底沉渣；
S11：测量沉渣：方钻清孔完毕后利用沉渣盘测量孔底沉渣，合格后方可进行下一步工序；若不合格将进行二次或多次清孔，也可利用圆形清孔钻头反复清孔；
S12：钢筋笼制安：钢筋笼在专用加工厂区按设计要求备料、初加工；在施工现场进行绑扎及焊接成型；
S13：砼浇注：砼灌注采用水下砼灌注法，方桩设计横断面较大，采用两组导管同时进行施工，其工艺流程：
吊车就位、测量孔深、核算导管长度、下设导管、灌注砼；
导管长度根据实测孔深确定，施工中导管下端距孔底按200mm～400mm控制孔底出料间隙；
初灌要求：初灌量是砼灌注的关键指标，初灌后应保证导管埋置深度不少于2.0m；
砼灌注：砼强度按设计要求采用水下砼，配合比由拌和站提供并严格执行。每次砼灌注后应及时测量砼面上升高度，计算导管埋深，并及时拆卸导管，导管埋置深度不宜大于8.0m；每次拆卸导管后，导管埋置深度不得少于3.0m；
当确认砼灌至桩顶时，应仔细探测砼面标高，确认合格后，方可提升导管；
砼灌注过程中应组织好人力、物力，连续灌注，不得中间停顿，水下灌注砼应在最短时间内完成；
控制最后一次浇筑量，桩顶不得偏低，混凝土上层存在一层与混凝土接触的浮浆层需要凿除，为此混凝土高度需超浇500mm，将设计标高以上的部分用人工或人工配合风镐剔凿，灌注过程中由灌注记录员做好灌注记录。
优选的，所述步骤S6中的引孔钻进根据地质构造的不同分为以下2种方式钻进：
A.引孔钻进方式1，四角引孔法：地勘报告揭示地层构造较稳定，不易塌孔的桩基，采用φ800mm采用φ1000mm圆形截齿捞砂钻头在该桩基4个角开梅花状引孔，每个引孔应钻至设计孔底标高；
B.引孔钻进方式2，单孔引孔法：地勘报告揭示地层构造不稳定，容易塌孔的桩基，采用φ1500mm圆形截齿捞砂钻或φ1800mm钻头，为防止桩孔偏位，根据地形地貌及场地条件在该桩基偏离钻机远端方向开引孔，并钻进至设计孔底标高。
优选的，复孔钻进也有以下两种成孔方式：
A.复孔钻进方式1，四角引孔法：地质较稳定的梅花状引孔桩基，旋挖钻机采用φ2000mm圆形截齿捞砂钻在方桩中心钻进，直至钻进到设计桩底标高达到预成孔；
B.复孔钻进方式2，单孔引孔法：地勘报告揭示地层构造不稳定，容易塌孔单引孔的桩基，采用φ1500mm或φ1800mm圆形截齿捞砂钻在方桩靠旋挖钻机近端钻进，直至钻进到设计桩底标高达到预成孔；
因单孔引孔法桩基地质构造较不稳定，在钻进过程中若遇塌孔较为严重时，应合理并及时采取泥浆护壁或深基方桩钢护筒护壁的方式跟进施工。
优选的，所述步骤S12中钢筋笼制安的施工要点：
钢筋笼直径配筋规格按设计要求；钢筋笼保护层厚度50mm；焊接时不能使主筋断面受损；制作堆放场地应保持平整、清洁，上覆下垫、防雨防水；
钢筋吊装：
钢筋笼经验收合格后方可进行吊装安放，检查内容为：笼长、笼径应符合要求；钢筋笼笼顶吊装骨架焊接是否满足安全吊装施工，支护桩纵筋锚入冠梁的长度是否符合设计要求，
方桩钢筋笼吊装应采用四角支撑吊装骨架平行吊装，吊装下放时应高吊慢放，同时在钢筋笼四方由专人扶正，尽量避免剐蹭方桩孔壁，避免造成孔壁渣土掉落形成孔底沉渣。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
旋挖钻机方桩施工替换人工挖孔有利于减少劳务人员井下作业，降低项目安全生产风险，从源头上阻止人身意外伤害的发生。为国家基础设施建设提速增效贡献力量。
附图说明
图1为本发明的施工方法流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。
实施例：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种旋挖钻机方桩工法，该旋挖钻机方桩工法的具体步骤如下：
S1：场地平整：预先对施工位置土地平整并压实；
S2：测量放线：在平整的场地上测量数据并对场地放线，标出需要施工钻挖位置；
S3：井口砼护壁：在需要施工钻挖位置通过混凝土浇筑护壁；
S4：钻机就位：钻机移动至护壁处，钻机就位前，压实地面，确保钻机的平稳，在钻进过程中不会因沉陷产生倾斜或位移；
S5：钻机调垂：为确保桩基成孔后的垂直度，根据钻机自带的水平仪调整好钻机钻杆的垂直度，使得钻机钻杆与护壁中心位置对应；
S6：引孔钻进：护壁内设置引孔，基于引孔进行钻进形成方桩钻孔；
S7：复孔钻进：在钻进引孔的基础上，继续钻进复孔，在引孔钻进和复孔钻进后形成预成孔；
S8：方孔钻进：根据上述通过钻机的引孔钻进和复孔钻进达到预成孔后，进行方孔钻进，利用钻机的动能，经过动能传动部件机构转换，将横向旋转动能转换成纵向旋转动能，再通过方桩钻头执行部件机构进行掘进修边处理；
S9：圆钻清孔：在步骤S8之后，进行孔底沉渣清理，先用φ800mm清孔钻清理四个角点沉渣，再用φ2000mm清孔钻清理整个孔底，从一端到另一端反复平扫孔底，直至基本将孔底沉渣清除干净；
S10：方钻清孔：用方形清孔钻头进行孔底沉渣清理，方形清孔的原理是利用活动连杆结合双活页夹渣板，在清孔器强大自重力作用下，慢速提拉中心活动连杆，双活页夹渣板自行闭合将孔底沉渣全部刮至孔底中心处并形成倒三角的夹渣空间，然后用旋挖钻机钻杆提拉方桩清孔器，此步骤可重复多次完成对孔底沉渣的清理，直至完全清除孔底沉渣；
S11：测量沉渣：方钻清孔完毕后利用沉渣盘测量孔底沉渣，合格后方可进行下一步工序；若不合格将进行二次或多次清孔，也可利用圆形清孔钻头反复清孔；
S12：钢筋笼制安：钢筋笼在专用加工厂区按设计要求备料、初加工；在施工现场进行绑扎及焊接成型；
S13：砼浇注：砼灌注采用水下砼灌注法，方桩设计横断面较大，采用两组导管同时进行施工，其工艺流程：
吊车就位、测量孔深、核算导管长度、下设导管、灌注砼；
导管长度根据实测孔深确定，施工中导管下端距孔底按200mm～400mm控制孔底出料间隙；
初灌要求：初灌量是砼灌注的关键指标，初灌后应保证导管埋置深度不少于2.0m；
砼灌注：砼强度按设计要求采用水下砼，配合比由拌和站提供并严格执行。每次砼灌注后应及时测量砼面上升高度，计算导管埋深，并及时拆卸导管，导管埋置深度不宜大于8.0m；每次拆卸导管后，导管埋置深度不得少于3.0m；
当确认砼灌至桩顶时，应仔细探测砼面标高，确认合格后，方可提升导管；
砼灌注过程中应组织好人力、物力，连续灌注，不得中间停顿，水下灌注砼应在最短时间内完成；
控制最后一次浇筑量，桩顶不得偏低，混凝土上层存在一层与混凝土接触的浮浆层需要凿除，为此混凝土高度需超浇500mm，将设计标高以上的部分用人工或人工配合风镐剔凿，灌注过程中由灌注记录员做好灌注记录。
进一步地，所述步骤S6中的引孔钻进根据地质构造的不同分为以下2种方式钻进：
A.引孔钻进方式1，四角引孔法：地勘报告揭示地层构造较稳定，不易塌孔的桩基，采用φ800mm采用φ1000mm圆形截齿捞砂钻头在该桩基4个角开梅花状引孔，每个引孔应钻至设计孔底标高；
B.引孔钻进方式2，单孔引孔法：地勘报告揭示地层构造不稳定，容易塌孔的桩基，采用φ1500mm圆形截齿捞砂钻或φ1800mm钻头，为防止桩孔偏位，根据地形地貌及场地条件在该桩基偏离钻机远端方向开引孔，并钻进至设计孔底标高。
进一步地，复孔钻进也有以下两种成孔方式：
A.复孔钻进方式1，四角引孔法：地质较稳定的梅花状引孔桩基，旋挖钻机采用φ2000mm圆形截齿捞砂钻在方桩中心钻进，直至钻进到设计桩底标高达到预成孔；
B.复孔钻进方式2，单孔引孔法：地勘报告揭示地层构造不稳定，容易塌孔单引孔的桩基，采用φ1500mm或φ1800mm圆形截齿捞砂钻在方桩靠旋挖钻机近端钻进，直至钻进到设计桩底标高达到预成孔；
因单孔引孔法桩基地质构造较不稳定，在钻进过程中若遇塌孔较为严重时，应合理并及时采取泥浆护壁或深基方桩钢护筒护壁的方式跟进施工。
进一步地，所述步骤S12中钢筋笼制安的施工要点：
钢筋笼直径配筋规格按设计要求；钢筋笼保护层厚度50mm；焊接时不能使主筋断面受损；制作堆放场地应保持平整、清洁，上覆下垫、防雨防水；
钢筋吊装：
钢筋笼经验收合格后方可进行吊装安放，检查内容为：笼长、笼径应符合要求；钢筋笼笼顶吊装骨架焊接是否满足安全吊装施工，支护桩纵筋锚入冠梁的长度是否符合设计要求，
方桩钢筋笼吊装应采用四角支撑吊装骨架平行吊装，吊装下放时应高吊慢放，同时在钢筋笼四方由专人扶正，尽量避免剐蹭方桩孔壁，避免造成孔壁渣土掉落形成孔底沉渣。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种旋挖钻机方桩工法，其特征在于：该旋挖钻机方桩工法的具体步骤如下：
S1：场地平整：预先对施工位置土地平整并压实；
S2：测量放线：在平整的场地上测量数据并对场地放线，标出需要施工钻挖位置；
S3：井口砼护壁：在需要施工钻挖位置通过混凝土浇筑护壁；
S4：钻机就位：钻机移动至护壁处，钻机就位前，压实地面，确保钻机的平稳，在钻进过程中不会因沉陷产生倾斜或位移；
S5：钻机调垂：为确保桩基成孔后的垂直度，根据钻机自带的水平仪调整好钻机钻杆的垂直度，使得钻机钻杆与护壁中心位置对应；
S6：引孔钻进：护壁内设置引孔，基于引孔进行钻进形成方桩钻孔；
S7：复孔钻进：在钻进引孔的基础上，继续钻进复孔，在引孔钻进和复孔钻进后形成预成孔；
S8：方孔钻进：根据上述通过钻机的引孔钻进和复孔钻进达到预成孔后，进行方孔钻进，利用钻机的动能，经过动能传动部件机构转换，将横向旋转动能转换成纵向旋转动能，再通过方桩钻头执行部件机构进行掘进修边处理；
S9：圆钻清孔：在步骤S8之后，进行孔底沉渣清理，先用φ800mm清孔钻清理四个角点沉渣，再用φ2000mm清孔钻清理整个孔底，从一端到另一端反复平扫孔底，直至基本将孔底沉渣清除干净；
S10：方钻清孔：用方形清孔钻头进行孔底沉渣清理，方形清孔的原理是利用活动连杆结合双活页夹渣板，在清孔器强大自重力作用下，慢速提拉中心活动连杆，双活页夹渣板自行闭合将孔底沉渣全部刮至孔底中心处并形成倒三角的夹渣空间，然后用旋挖钻机钻杆提拉方桩清孔器，此步骤可重复多次完成对孔底沉渣的清理，直至完全清除孔底沉渣；
S11：测量沉渣：方钻清孔完毕后利用沉渣盘测量孔底沉渣，合格后方可进行下一步工序；若不合格将进行二次或多次清孔，也可利用圆形清孔钻头反复清孔；
S12：钢筋笼制安：钢筋笼在专用加工厂区按设计要求备料、初加工；在施工现场进行绑扎及焊接成型；
S13：砼浇注：砼灌注采用水下砼灌注法，方桩设计横断面较大，采用两组导管同时进行施工，其工艺流程：
吊车就位、测量孔深、核算导管长度、下设导管、灌注砼；
导管长度根据实测孔深确定，施工中导管下端距孔底按200mm～400mm控制孔底出料间隙；
初灌要求：初灌量是砼灌注的关键指标，初灌后应保证导管埋置深度不少于2.0m；
砼灌注：砼强度按设计要求采用水下砼，配合比由拌和站提供并严格执行。每次砼灌注后应及时测量砼面上升高度，计算导管埋深，并及时拆卸导管，导管埋置深度不宜大于8.0m；每次拆卸导管后，导管埋置深度不得少于3.0m；
当确认砼灌至桩顶时，应仔细探测砼面标高，确认合格后，方可提升导管；
砼灌注过程中应组织好人力、物力，连续灌注，不得中间停顿，水下灌注砼应在最短时间内完成；
控制最后一次浇筑量，桩顶不得偏低，混凝土上层存在一层与混凝土接触的浮浆层需要凿除，为此混凝土高度需超浇500mm，将设计标高以上的部分用人工或人工配合风镐剔凿，灌注过程中由灌注记录员做好灌注记录。
2.根据权利要求1所述的一种旋挖钻机方桩工法，其特征在于：所述步骤S6中的引孔钻进根据地质构造的不同分为以下2种方式钻进：
A.引孔钻进方式1，四角引孔法：地勘报告揭示地层构造较稳定，不易塌孔的桩基，采用φ800mm采用φ1000mm圆形截齿捞砂钻头在该桩基4个角开梅花状引孔，每个引孔应钻至设计孔底标高；
B.引孔钻进方式2，单孔引孔法：地勘报告揭示地层构造不稳定，容易塌孔的桩基，采用φ1500mm圆形截齿捞砂钻或φ1800mm钻头，为防止桩孔偏位，根据地形地貌及场地条件在该桩基偏离钻机远端方向开引孔，并钻进至设计孔底标高。
3.根据权利要求1所述的一种旋挖钻机方桩工法，其特征在于：复孔钻进也有以下两种成孔方式：
A.复孔钻进方式1，四角引孔法：地质较稳定的梅花状引孔桩基，旋挖钻机采用φ2000mm圆形截齿捞砂钻在方桩中心钻进，直至钻进到设计桩底标高达到预成孔；
B.复孔钻进方式2，单孔引孔法：地勘报告揭示地层构造不稳定，容易塌孔单引孔的桩基，采用φ1500mm或φ1800mm圆形截齿捞砂钻在方桩靠旋挖钻机近端钻进，直至钻进到设计桩底标高达到预成孔；
因单孔引孔法桩基地质构造较不稳定，在钻进过程中若遇塌孔较为严重时，应合理并及时采取泥浆护壁或深基方桩钢护筒护壁的方式跟进施工。
4.根据权利要求1所述的一种旋挖钻机方桩工法，其特征在于：所述步骤S12中钢筋笼制安的施工要点：
钢筋笼直径配筋规格按设计要求；钢筋笼保护层厚度50mm；焊接时不能使主筋断面受损；制作堆放场地应保持平整、清洁，上覆下垫、防雨防水；
钢筋吊装：
钢筋笼经验收合格后方可进行吊装安放，检查内容为：笼长、笼径应符合要求；钢筋笼笼顶吊装骨架焊接是否满足安全吊装施工，支护桩纵筋锚入冠梁的长度是否符合设计要求，方桩钢筋笼吊装应采用四角支撑吊装骨架平行吊装，吊装下放时应高吊慢放，同时在钢筋笼四方由专人扶正，尽量避免剐蹭方桩孔壁，避免造成孔壁渣土掉落形成孔底沉渣。
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