CN115573327B - 大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法 - Google Patents

大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了本发明涉及建筑施工领域，尤其是涉及一种大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，包括以下步骤：多机联合成孔，调整钻机位置，使钻机整体位置处于水平状态，钻进深度在0‑50m时，采用回旋钻机成孔泵吸反循环排渣，在钻进深度50m‑岩石层面时，采用回旋钻机成孔气举反循环排渣；在钻进到岩石地层时，采用冲击钻机成孔气举反循环排渣；针对不同孔深和地质，采用不同的设备成孔和排渣，即回旋钻孔泵吸反循环排渣、回旋钻机气举反循环排渣、冲击钻机成孔气举反循环排渣多种不同的设备成孔和排渣，不同地层的地质使用不同的钻进机械，充分发挥了不同机械的特点和优势，相较于常规钻进只使用单一机械使用不同钻头的成孔方式，钻进效率较高。

Description

大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，尤其是涉及一种大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法。
背景技术
大直径嵌岩桩一般用在桥梁、水工建筑物中，作为建筑物的承载的重要环节，是保证其安全的重要工序。在常规大直径嵌桩的施工中，一般使用全液压钻机配合刮刀钻头（适用于土质地层）和牙轮钻头（适用于岩石地层），钻杆带动钻头刮土钻进或依靠钻机自重和额外配重对牙轮加压钻进。
这种传统全回旋钻机在大直径嵌岩桩成孔作业中虽然能够实现成孔的目的，但是只使用单一机械使用不同钻头的成孔方式钻进速度较慢，钻进效率较低。
发明内容
为了提高钻进效率，本申请提供一种大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法。
本申请提供的一种大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法采用如下的技术方案：
一种大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，包括以下步骤：
S1：施工前准备；
S2：测量放线；
S3：机械安装及泥浆制备，将进场的机械组装完成并进行调试，调试完成合格后方可正式使用；根据测量的桩位置下放安装钢护筒，钢护筒下放位置水平且牢固，并根据地面标高在钢护筒顶做好标高记录；泥浆应采用优质膨润土，在场地合适内修建好泥浆池并建立好泥浆循环设备和泥浆实验室，泥浆实验室用于检测和调节泥浆性能，保证泥浆各项性能指标符合使用要求；
S4：多机联合成孔，调整钻机位置，使钻机整体位置处于水平状态，钻进深度在0-50m时，采用回旋钻机成孔泵吸反循环排渣，在钻进深度50m-岩石层面时，采用回旋钻机成孔气举反循环排渣；在钻进到岩石地层时，采用冲击钻机成孔气举反循环排渣；
S5：清孔；
S6：下放钢筋笼；
S7：混凝土灌注。
通过采用上述技术方案，利用了回旋钻成孔泵吸排渣效率优势、气举反循环排渣的孔深适用性、冲击钻机岩石地层的经济性，针对不同孔深和地质，采用不同的设备成孔和排渣，即回旋钻孔泵吸反循环排渣、回旋钻机气举反循环排渣、冲击钻机成孔气举反循环排渣多种不同的设备成孔和排渣，不同地层的地质使用不同的钻进机械，充分发挥了不同机械的特点和优势，相较于常规钻进只使用单一机械使用不同钻头的成孔方式，钻进效率较高。
可选的，排渣前准备泥浆净化系统，泥浆净化系统包括储浆槽、中储箱、泥浆旋流器、渣浆泵、细筛过滤设备和粗筛过滤设备，细筛过滤设备的筛孔小于粗筛过滤设备的筛孔，细筛过滤设备和粗筛过滤设备在竖直方向上位于储浆槽上方，细筛过滤设备的出料口位于储浆槽槽口上方，粗筛过滤设备的出料口位于储浆槽槽口上方，渣浆泵的进料端连接储浆槽，渣浆泵的出料端连接泥浆旋流器上的进浆管，泥浆旋流器的溢流口位于中储箱箱口上方，泥浆旋流器的排渣口与细筛过滤设备的进料处连通。
通过采用上述技术方案，细筛过滤设备和粗筛过滤设备能够对泥浆进行过滤。过滤后的泥浆进入到储浆槽内，经过细筛过滤设备和粗筛过滤设备筛选出的沉渣可以直接收集起来并外运，实现对沉渣进行集中处理的目的，有助于现场环境的维护，渣浆泵将储浆槽内的泥浆抽取至泥浆旋流器内，泥浆中的沉渣通过泥浆旋流器的沉渣口排出并进入到细筛过滤设备内进行过滤，泥浆旋流器中去除沉渣后的泥浆通过溢流口排出并进入到中储箱内，泥浆旋流器的设置能够对从储浆槽内抽出的泥浆进一步分离，进一步去除泥浆中的沉渣。
可选的，在采用回旋钻机成孔泵吸反循环排渣中，钻进与排渣同时进行，潜水电泵的出料端连接总进浆管，总进浆管的出料端位于粗筛过滤设备的进料处上方，潜水电泵的进料端连接吸泵导管，泵吸导管插入到回旋钻机的钻进杆内，中储箱上连接总出浆管，总出浆管的出料端插入到回旋钻机钻的桩孔内。
通过采用上述技术方案，在排渣时，渣浆泵将储浆槽内的泥浆抽取至泥浆旋流器内，泥浆旋流器中去除沉渣后的泥浆通过溢流口排出并进入到中储箱内，中储箱内的泥浆通过总出浆管流出并从桩孔循环进入，然后再通过泵吸导管由潜水电泵吸出，在桩孔内的泥浆被吸出的过程中，潜水电泵将泥浆携带的残渣排出，带有残渣的泥浆通过总进浆管进入到粗筛过滤设备内，由粗筛过滤设备将带有残渣的泥浆进行粗过滤，经过粗过滤后的泥浆进入到储浆槽内，储浆槽内的泥浆再被渣浆泵吸走，泥浆进入到泥浆旋流器内分离，泥浆旋流器内分离出的沉渣进入到细筛过滤设备内，除沉渣后的泥浆通过溢流口排出并进入到中储箱内，然后再经由总出浆管进入到桩孔内。从而实现跑出桩孔内孔底沉渣的目的，吸出的泥浆重新回到泥浆净化系统内，泥浆净化系统将泥浆中的残渣筛出，且该过程中，钻进和排渣相互独立且同时进行，保证了钻进效率，排渣效率较高。
可选的，在采用回旋钻机成孔气举反循环排渣中，气举反循环排渣时，回旋钻机的钻杆处于桩孔内，排渣管位于钻管内，排渣管上连接有导管帽，空气压缩机位于地面上，且空气压缩器上连接橡胶管，橡胶管通过导管帽连接空气风管，空气风管位于排渣管内，空气风管底部连接空气混合室，空气混合室上设有出气孔，总进浆管的一端连接中储箱，另一端深入至回旋钻机钻的桩孔内，总出浆管的一端连接导管帽，另一端位于粗筛过滤设备的进料处上方。
通过采用上述技术方案，空气压缩机通过橡胶管和空气风管将高压气体输送至空气混合室内，渣浆泵将泥浆通过总进浆管输送至桩孔内，高压气体经过气体混合室喷出后与泥浆混合，分散在排渣管内形成许多（密度小）气泡，这些气泡为密度小于泥浆的气、浆混合物，这些气泡受到泥浆向上的浮力并带动泥浆（粘滞力）向上运动，并且在上升过程中压力降低，体积增大。因此在气、浆混合段下方形成负压，由该段下部的泥浆不断补充，孔底沉渣在泥浆运动的带动下进入排渣管，孔底沉渣通过总出浆管随泥浆排出桩孔外，形成一个连续稳定的运动过程，排出桩孔外且带有孔底沉渣的泥浆进入到粗筛过滤设备内进行过滤，过滤后的泥浆进入到储浆槽内，从而实现排渣并且对沉渣进行过滤的目的，且该过程中，钻进和排渣相互独立且同时进行，保证了钻进效率，排渣效率较高。
可选的，在钻进到岩石地层，采用冲击钻机成孔气举反循环排渣时，撤走回旋钻机至其他桩位施工，将冲击钻机移至该桩位，钻进前，向孔内投放适中石块，使既有孔底平整，开始钻进时，锤高不宜过大，在将孔底钻进成锥形时，可提高锤高和钻进速度，在钻进过程中，应随时适量松绳保证不会空锤，每钻进1m左右或每次换班，采用气举反循环排渣系统排渣2-3次，与回旋钻机气举反循环排渣系统相同，当冲击钻机成孔在排渣时应停止钻进，排渣管应下放至距孔底5 m处，开动空气压缩机，空气压力上升到一定压力时排渣管开始排渣，排渣正常后逐渐下放排渣管至距钻头顶部1 m处，上下提放钻头，使泥浆与钻渣冲起并通过排渣管排出，排渣完成后，将排渣管提出至距孔底5m以上，即可继续进行钻进作业，直至钻进至方案设计孔深。
通过采用上述技术方案，采用冲击钻机成孔气举反循环排渣时，撤走回旋钻机至其他桩位施工，将冲击钻机移至该桩位进行钻孔，一方面，该桩位由冲击钻机进行继续钻孔，回旋钻机在其他桩位进行钻孔，可以提高钻孔效率，另一方面，在岩石地层时，换成冲击钻机钻进，冲击钻机钻头钻具磨损费用远低于回旋钻机牙轮钻头的钻具磨损费用，可以节约成本。
可选的，施工场地周围设置围挡，围挡包括若干个围挡单元，围挡单元包括围挡箱、放水筒、水泵、抽水管、出水管和雾化喷头，围挡箱上设有进水管，放水筒设置在围挡箱上并贯穿围挡箱，放水筒位于围挡箱内的部分设有滤水孔，抽水管连接在放水筒的两端，抽水管连接水泵，出水管的一端连接水泵，另一端连接雾化喷头。
通过采用上述技术方案，一方面，围挡能够将施工现场遮挡围起，避免人们误入施工现场，围挡也能够隔绝施工现场的部分灰尘；另一方面，围挡箱内的水通过滤水孔进入到放水筒内，水泵通过抽水管将围挡箱内的水抽出来，抽水的水再通过雾化喷头喷出，从而实现实现在围挡周围进行降尘的目的，形成降尘、围挡的综合体。
可选的，所述围挡箱内滑动连接有刷环，刷环套设在放水筒上，刷环内壁上连接有刷毛，刷毛抵触放水筒侧壁，围挡箱内连接有第一电磁铁环和第二电磁铁环，第一电磁铁环和第二电磁铁环套设在放水筒上，刷环为永磁铁，刷环位于第一电磁铁环和第二电磁铁环之间。
通过采用上述技术方案，滤水孔能够对进入到放水筒内的水进行过滤，为了保持水能够顺畅的进入到放水筒内，需要定期对放水筒侧壁进行清理，清理时，对第一电磁铁环通电，第一电磁铁环与刷环相互排斥，从而驱使刷环沿着放水筒朝向靠近第二电磁铁环方向移动，当对第一磁铁环断电后，对第二电磁铁环通电，第二电磁铁环与刷环相互排斥，从而驱使刷环沿着放水筒朝向靠近第一电磁铁环方向移动，如此往复，根据需求对刷环的移动次数进行控制，刷环带动刷毛将放水筒侧壁清理，减小杂质附着在放水筒筒壁上将滤水孔堵塞的可能性。
可选的，所述放水筒内设有清理组件，清理组件包括清理杆、导向管、联动杆、螺纹杆和螺母环，螺纹杆转动连接在放水筒内，螺纹杆贯穿放水筒，螺母环螺纹连接在螺纹杆上，导向管设置在放水筒内，导向管套设在螺纹杆上，导向管与螺母环之间留有空隙，清理杆贯穿导向管并与导向管侧壁滑动配合，联动杆的一端与螺母环铰接，另一端与清理杆铰接，清理杆与滤水孔一一对应，且清理杆截面面积小于滤水孔。
通过采用上述技术方案，在采用刷毛清理放水筒筒壁前，转动螺纹杆，螺母环发生移动，在螺母环移动过程中，螺母环带动联动杆移动，联动杆在移动过程中对清理杆施力，使清理杆朝向靠近滤水孔方向移动并穿过滤水孔，从而将位于滤水孔内的杂质顶出，当刷毛清理放水筒筒壁时，能够将顶出的杂质一起清理掉，提高了清理效果，进一步减小了滤水孔被堵塞的可能性。
可选的，所述围挡箱包括箱体和用于遮挡箱体上箱口的箱盖，箱盖包括固定箱盖和移动箱盖，固定箱盖固定连接在箱体上，移动箱盖滑动连接在固定箱盖上，箱体上滑动连接有沿竖直方向移动的安装板，安装板上设有倾斜通槽，移动箱盖上连接有同步杆，同步杆上连接有同步轮，同步轮位于倾斜通槽内并与倾斜通槽滑动配合，移动箱盖朝向固定箱盖方向移动时，安装板向上移动，固定箱盖远离移动箱盖的一端设有限位开关，安装板上设有报警器，限位开关通过控制器与报警器相连。
通过采用上述技术方案，当需要对箱体内部的结构进行检查或者维修时，推动移动箱盖，移动箱盖朝向靠近限位开关方向移动，在移动箱盖移动过程中，移动箱盖通过同步杆和同步轮带动安装板以及报警器向上移动，当移动箱盖抵触限位开关时，限位开关将信号传递给控制器，报警器报警，以便起到警示作用，以便让人知道此处在维修。
可选的，所述围挡箱上滑动连接有埋杆，埋杆上连接有V型块。
通过采用上述技术方案，一方面，在运输围挡箱时，滑动埋杆，改变埋杆与围挡箱之间的相对位置，使得围挡箱和埋杆尽可能的缩小所占用的空间；另一方面，在施工现场安装围挡箱时，在地面上预挖设坑，将埋杆从围挡箱上拉出，将埋杆以及V型块埋设在坑内，V型块的设置使得埋杆不易从坑内拔出，从而提高围挡箱在使用过程中的稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请利用了回旋钻成孔泵吸排渣效率优势、气举反循环排渣的孔深适用性、冲击钻机岩石地层的经济性，针对不同孔深和地质，采用不同的设备成孔和排渣，即回旋钻孔泵吸反循环排渣、回旋钻机气举反循环排渣、冲击钻机成孔气举反循环排渣多种不同的设备成孔和排渣，不同地层的地质使用不同的钻进机械，充分发挥了不同机械的特点和优势，相较于常规钻进只使用单一机械使用不同钻头的成孔方式，钻进效率较高；
2.在回旋钻机成孔泵吸反循环排渣和回旋钻机成孔气举反循环排渣中，钻进和排渣相互独立且同时进行，保证了钻进效率。
3.在岩石地层时，换成冲击钻机钻进，冲击钻机钻头钻具磨损费用远低于回旋钻机牙轮钻头的钻具磨损费用，可以节约成本。
附图说明
图1是实施例1中用于体现大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法的流程图。
图2是实施例1中用于体现泥浆净化系统的示意图。
图3是实施例1中用于体现回旋钻机成孔泵吸反循环排渣的示意图。
图4是实施例1中用于体现回旋钻机成孔气举反循环排渣的示意图。
图5是实施例1中用于体现冲击钻机成孔气举反循环排渣的示意图。
图6是实施例2中用于体现围挡单元的结构示意图。
图7是实施例2中用于体现放水筒与围挡箱之间位置关系的结构示意图。
图8是实施例2中用于体现箱盖的结构示意图。
图9是图6的A部放大图。
图10是实施例2中用于体现刷环与箱体之间连接关系的结构示意图。
图11是实施例2中用于体现清理组件与放水筒之间位置关系的结构示意图。
图12是实施例2中用于体现清理组件的结构示意图。
附图标记说明：
1、储浆槽；2、中储箱；3、泥浆旋流器；4、渣浆泵；5、细筛过滤设备；6、粗筛过滤设备；7、潜水电泵；8、总进浆管；9、吸泵导管；10、钻进杆；11、总出浆管；12、桩孔；13、钻杆；14、排渣管；15、导管帽；16、空气压缩机；17、橡胶管；18、空气风管；19、空气混合室；20、孔底沉渣；21、气、浆混合物；22、放水筒；23、水泵；24、抽水管；25、出水管；26、雾化喷头；27、箱体；28、固定箱盖；29、移动箱盖；30、滑移槽；31、滑移条；32、安装板；33、移动筒；34、移动杆；35、导向槽；36、固定条；37、导向条；38、倾斜通槽；39、同步杆；40、同步轮；41、限位开关；42、报警器；43、进水管；44、埋杆；45、滑动槽；46、滑动块；47、V型块；48、滤水孔；49、固定板；50、中转筒；51、分管；52、刷环；53、滑轨；54、滑块；55、刷毛；56、第一电磁铁环；57、第二电磁铁环；58、清理杆；59、导向管；60、联动杆；61、连接杆；62、螺纹杆；63、螺母环；64、导向杆；65、连接块；66、定位片；67、泥浆循环设备；68、冲击钻机；69、透水口。
具体实施方式
实施例1
本申请实施例公开一种大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法。
参照图1，大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，包括以下步骤：
S1：施工前准备，具体的，施工现场做到“三通一平”，场地地基承载应满足现场机械行进、作业需要，对进场的机械进行验收，对无证和破损严重的机械予以退场；
S2：测量放线，具体的，测量放出各个桩位的中心点和边线点位置，测出各个桩位的地面标高做好牢固可靠标记；
S3：机械安装及泥浆制备，具体的，将进场的机械组装完成并进行调试，调试完成合格后方可正式使用；根据测量的桩位置下放安装钢护筒，钢护筒下放位置水平且牢固，并根据地面标高在钢护筒顶做好标高记录；泥浆应采用优质膨润土，在场地合适内修建好泥浆池并建立好泥浆循环设备67和泥浆实验室，泥浆实验室用于检测和调节泥浆性能，保证泥浆各项性能指标符合使用要求；
S4：多机联合成孔，具体的，调整钻机位置，使钻机整体位置处于水平状态，钻进深度在0-50m时，采用回旋钻机成孔泵吸反循环排渣，在钻进深度50m-岩石层面时，采用回旋钻机成孔气举反循环排渣；在钻进到岩石地层时，采用冲击钻机68成孔气举反循环排渣；
S5：清孔，具体的，在钻进至设计孔深后开始清孔，采用气举反循环法清孔，在此过程中一直保持泥浆循环，防止沉渣过厚、成孔坍塌；
S6：下放钢筋笼，具体的，当清孔完成后开始下放钢筋笼，钢筋笼应已提前制作完成并报检验收通过；当钢筋笼过长时，应分段吊运下放；单段吊运时，应有主吊、辅吊至少两台吊机起吊，防止单台吊机起吊时钢筋笼尾部拖地造成钢筋笼变形损坏，影响成桩质量；前一段钢筋笼顶露出钢护筒顶1.5米左右固定住，吊运后一段钢筋笼，后一段钢筋笼底与前一段钢筋笼顶连接在一起后下放钢筋笼，继续前面操作，直至分段钢筋笼连接成一个整体，继续下放至指定标高固定，完成钢筋笼的下放；
S7：混凝土灌注，具体的，混凝土灌注时，当混凝土导管为单根时，应布置在桩中心，当混凝土导管为多根时，布置应中心对称。混凝土在浇筑前，应对其检测合格后再进行浇筑，并按要求留下足够试块保存。在开始浇筑混凝土时，导管底部距离孔底至少1m，当混凝土没过导管0.5米以上时，导管上下抖动缓慢提升，以便振捣混凝土密实，避免出现断桩、空桩或其他质量缺陷以提高成桩质量，直至浇筑到设计标高以上30-50cm，防止设计标高桩顶出现浮浆影响质量；
S8：场地清理，具体的，当浇筑完成后，清理场地并做好成桩周边围蔽及警示标识，防止人员误入。
排渣前准备泥浆净化系统，参照图2，泥浆净化系统包括储浆槽1、中储箱2、泥浆旋流器3、渣浆泵4、细筛过滤设备5和粗筛过滤设备6，细筛过滤设备5和粗筛过滤设备6均为振动筛，作为细筛过滤设备5的振动筛其筛孔小于作为粗筛过滤设备6的振动筛的筛孔。
参照图2，细筛过滤设备5和粗筛过滤设备6在竖直方向上位于储浆槽1上方，细筛过滤设备5的出料口位于储浆槽1槽口上方，粗筛过滤设备6的出料口位于储浆槽1槽口上方，以便经过细筛过滤设备5和粗筛过滤设备6过滤后的泥浆进入到储浆槽1内，经过细筛过滤设备5和粗筛过滤设备6筛选出的沉渣可以直接收集起来并外运，运送到处理沉渣的位置，渣浆泵4的进料端连接储浆槽1，渣浆泵4的出料端连接泥浆旋流器3上的进浆管，泥浆旋流器3的溢流口位于中储箱2箱口上方，泥浆旋流器3的排渣口与细筛过滤设备5的进料处连通，渣浆泵4将储浆槽1内的泥浆抽取至泥浆旋流器3内，泥浆中的沉渣通过泥浆旋流器3的沉渣口排出并进入到细筛过滤设备5内进行过滤，泥浆旋流器3中去除沉渣后的泥浆通过溢流口排出并进入到中储箱2内。
参照图3，在钻进深度在0-50m，采用回旋钻机成孔泵吸反循环排渣中，需要用到潜水电泵7，钻进与排渣同时进行，潜水电泵7的出料端连接总进浆管8，总进浆管8的出料端位于粗筛过滤设备6的进料处上方，以便通过总进浆管8排出的泥浆顺利的进入到粗筛过滤设备6内，潜水电泵7的进料端连接吸泵导管9，泵吸导管插入到回旋钻机的钻进杆10内，中储箱2上连接总出浆管11，总出浆管11的出料端插入到回旋钻机钻的桩孔12内。
在排渣时，渣浆泵4将储浆槽1内的泥浆抽取至泥浆旋流器3内，泥浆旋流器3中去除沉渣后的泥浆通过溢流口排出并进入到中储箱2内，中储箱2内的泥浆通过总出浆管11流出并从桩孔12循环进入，然后再通过泵吸导管由潜水电泵7吸出，在桩孔12内的泥浆被吸出的过程中，潜水电泵7将泥浆携带的残渣排出，带有残渣的泥浆通过总进浆管8进入到粗筛过滤设备6内，由粗筛过滤设备6将带有残渣的泥浆进行粗过滤，经过粗过滤后的泥浆进入到储浆槽1内，储浆槽1内的泥浆再被渣浆泵4吸走，泥浆进入到泥浆旋流器3内分离，泥浆旋流器3内分离出的沉渣进入到细筛过滤设备5内，除沉渣后的泥浆通过溢流口排出并进入到中储箱2内，然后再经由总出浆管11进入到桩孔12内。从而实现跑出桩孔12内孔底沉渣20的目的，吸出的泥浆重新回到泥浆净化系统内，泥浆净化系统将泥浆中的残渣筛出。
在正常钻进的过程中应根据泥浆泵的出水量调整钻进速度和钻头钻速，水头大时可适当增加钻进速度及钻头转速，水头小时减小钻进速度及钻头转速，正常钻进速度在2-6m/h，钻头转速宜为2-4r/min。当钻进至钢护筒底口上下2m范围时，须采用底钻压、低转速、低进尺钻进，当钻头钻出钢护筒底口2m后，恢复正常钻进状态，同时保证钢护筒水位稳定，随时进行补浆。
参照图4，在钻进深度50m-岩石层面，采用回旋钻机成孔气举反循环排渣中，与回旋钻机成孔泵吸反循环排渣的钻进方式相同、排渣方式不同，相较于泵吸反循环排渣方式，气举反循环排渣方式在孔中的适用性优于泵吸反循环排渣。
参照图4，气举反循环排渣时，钻杆13处于桩孔12内，此钻杆13为回旋钻机上的钻杆13，排渣管14位于钻管内，排渣管14上连接有导管帽15，空气压缩机16位于地面上，且空气压缩器上连接橡胶管17，橡胶管17通过导管帽15连接空气风管18，空气风管18位于排渣管14内，空气风管18底部连接空气混合室19，空气混合室19上设有出气孔（图中未示出），总进浆管8的一端连接中储箱2，另一端深入至回旋钻机钻的桩孔12内，总出浆管11的一端连接导管帽15，另一端位于粗筛过滤设备6的进料处上方，以便对带有沉渣的泥浆进行过滤。
参照图4，空气压缩机16通过橡胶管17和空气风管18将高压气体输送至空气混合室19内，渣浆泵4将泥浆通过总进浆管8输送至桩孔12内，高压气体经过气体混合室喷出后与泥浆混合，分散在排渣管14内形成许多（密度小）气泡，这些气泡为密度小于泥浆的气、浆混合物21，这些气泡受到泥浆向上的浮力并带动泥浆（粘滞力）向上运动，并且在上升过程中压力降低，体积增大。因此在气、浆混合段下方形成负压，由该段下部的泥浆不断补充，孔底沉渣20在泥浆运动的带动下进入排渣管14，孔底沉渣20通过总出浆管11随泥浆排出桩孔12外，形成一个连续稳定的运动过程，排出桩孔12外且带有孔底沉渣20的泥浆进入到粗筛过滤设备6内进行过滤，过滤后的泥浆进入到储浆槽1内。
其中空气压缩机16功率100 kW，排气量＞10 m3/min，气压＞1.6 MPa；排渣管14直径在200 mm左右，排渣管14和总出浆管11壁厚≥3 mm； 气管 直径在30 mm左右，最大承压3MPa，长度在排渣管14长度的2/3。
参照图5，在钻进到岩石地层，采用冲击钻机68成孔气举反循环排渣时，撤走回旋钻机至其他桩位施工，将冲击钻机68机移至该桩位。钻进前，向孔内投放适中石块，使既有孔底平整，开始钻进时，锤高不宜过大，在将孔底钻进成锥形时，可提高锤高和钻进速度。在钻进过程中，应随时适量松绳保证不会空锤。每钻进1m左右或每次换班，采用气举反循环排渣系统排渣2-3次，与回旋钻机气举反循环排渣系统相同（不同之处在于：冲击钻机68成孔气举反循环排渣采用泥浆循环设备67与总进浆管8和总出浆管11配合，钻杆13为冲击钻机68上的钻杆13，而回旋钻机气举反循环排渣采用泥浆净化系统与总进浆管8和总出浆管11配合），当冲击钻机68成孔在排渣时应停止钻进。排渣管14应下放至距孔底5 m处。开动空气压缩机16，空气压力上升到一定压力时排渣管14开始排渣，排渣正常后逐渐下放排渣管14至距钻头顶部1 m处，上下提放钻头，使泥浆与钻渣冲起并通过排渣管14排出。排渣完成后，将排渣管14提出至距孔底5m以上，即可继续进行钻进作业，直至钻进至方案设计孔深。
本申请实施例1的实施原理为：采用回旋钻机成孔泵吸反循环排渣+回旋钻机成孔气举反循环排渣+冲击钻机68成孔气举反循环排渣的多机联合成孔工艺。在正常土质条件及深度范围（0-50m）内，采用回旋钻机成孔泵吸反循环排渣方式，钻进效率高；当钻进深度超过泥浆泵扬程但是未进入岩地石层（50m-岩石层面），采用与之前相同的回旋钻机压入泥浆钻进，同时下放排渣管14使用气举反循环排渣方式，前两个过程中钻进和排渣相互独立且同时进行，保证了钻进效率；当到岩石地层后，冲击钻机68的钻机效率高于回旋钻机，将钻进机械回旋钻机改成冲击钻机68机，采用和回旋钻气举反循环排渣相同的设备和原理进行气举排渣，但是在进行气举反循环排渣时，冲击钻机68应暂停排渣，同时，撤走的回旋钻机开始下一孔桩土层的钻进工作，可形成流水作业。
实施例2
大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，与实施例 1的不同之处在于，施工前，在施工场地周围设置围挡，围挡能够将施工现场遮挡围起，避免人们误入施工现场，围挡也能够隔绝施工现场的部分灰尘。
参照图6和图7，围挡包括若干个围挡单元，围挡单元包括围挡箱、放水筒22、水泵23、抽水管24、出水管25和雾化喷头26。
参照图6和图8，围挡箱包括箱体27和用于遮挡箱体27上箱口的箱盖，箱盖包括固定箱盖28和移动箱盖29，固定箱盖28固定连接在箱体27上，移动箱盖29滑动连接在固定箱盖28上，固定箱盖28上相对的两个内侧壁上均设有滑移槽30，移动箱盖29上连接有滑移条31，滑移条31滑动连接在滑移槽30内，推动或者拉动移动箱盖29，可以改变移动箱盖29与固定箱盖28之间的相对位置，进而实现打开箱盖或者关闭箱盖的目的。
参照图6和图9，箱体27侧壁上对应移动箱盖29的位置处滑动连接有安装板32，安装板32沿竖直方向移动，箱体27侧壁上连接有移动筒33，安装板32上连接有移动杆34，移动杆34滑动插设在移动筒33内，箱体27侧壁上设有导向槽35，安装板32上通过固定条36连接有导向条37，导向条37位于导向槽35内并与导向槽35滑动配合，导向槽35与导向条37截面为燕尾形，安装板32与箱体27之间留有空隙。
参照图6、图8和图9，安装板32上设有倾斜通槽38，移动箱盖29上连接有同步杆39，同步杆39位于安装板32与箱体27之间，同步杆39上连接有同步轮40，同步轮40位于倾斜通槽38内并与倾斜通槽38滑动配合，固定箱盖28内远离移动箱盖29的一端设有限位开关41，安装板32上连接有报警器42，限位开关41通过控制器与报警器42相连，移动箱盖29朝向固定箱盖28方向移动时，安装板32和报警器42向上移动，移动杆34在移动筒33内滑动，移动箱盖29抵触限位开关41时，报警器42报警，此时报警器42在竖直方向上位置高于箱体27，以便提到警示作用。
参照图6，箱体27侧壁上连接有进水管43，箱体27侧壁上还滑动连接有埋杆44，箱体27上连接有滑动槽45，埋杆44的一端连接有滑动块46，另一端连接有V型块47，滑动块46滑动连接在滑动槽45内，滑动块46与滑动槽45截面均为燕尾形，在埋设埋杆44时，V型块47随着埋杆44一起被埋在地下，从而提高了箱体27在使用过程中的稳定性。在运输箱体27时，移动埋杆44，可以改变埋杆44与围挡箱之间的相对位置，使得箱体27和埋杆44整体所占用的空间变小，便于运输。
参照图6和图7，放水筒22固定连接在箱体27上并贯穿箱体27，放水筒22位于围挡箱内的部分设有滤水孔48，抽水管24连接在放水筒22的两端，箱体27上连接有固定板49，水泵23设置在固定板49上，抽水管24连接水泵23，出水管25的一端连接水泵23，另一端连接有中转筒50，中转筒50侧壁上连接有分管51，中转筒50远离出水管25的一端以及分管51上均连接雾化喷头26。
参照图7和图10，箱体27内滑动连接有刷环52，箱体27内连接有滑轨53，刷环52上连接有滑块54，滑块54与滑轨53滑动配合，刷环52为永磁铁，刷环52套设在放水筒22上，刷环52内壁上连接有刷毛55，刷毛55与刷环52之间通过胶水连接，刷毛55抵触放水筒22侧壁，箱体27内侧壁上连接有第一电磁铁环56和第二电磁铁环57，第一电磁铁环56和第二电磁铁环57位于箱体27上相对的两个侧壁上，第一电磁铁环56和第二电磁铁环57套设在放水筒22上，刷环52位于第一电磁铁环56和第二电磁铁环57之间。
参照图11，放水筒22内连接有清理组件，清理组件包括清理杆58、导向管59、联动杆60、连接杆61、螺纹杆62（螺纹杆62上的螺纹未示出）和螺母环63。
参照图10和图11，螺纹杆62转动连接在放水筒22内，螺纹杆62贯穿放水筒22，螺母环63螺纹连接在螺纹杆62上，放水筒22内连接有导向杆64，导向杆64贯穿螺母环63，螺母环63与导向杆64滑动配合。
参照图11和图12，导向管59通过连接块65在放水筒22内，导向管59上设有透水口69，以便水流顺利的流通，导向管59套设在螺纹杆62上，导向管59与螺母环63之间留有空隙，连接杆61位于导向管59内，清理杆58设置在连接杆61上，清理杆58贯穿导向管59并与导向管59侧壁滑动配合，联动杆60的一端与螺母环63铰接，另一端与连接杆61铰接，清理杆58与滤水孔48一一对应，且清理杆58截面面积小于滤水孔48，以便清理杆58能够顺利的穿过滤水孔48，螺纹杆62上连接有定位片66，当螺母环63抵触定位片66时，清理杆58穿过滤水孔48。
本申请实施例2的实施原理为：在使用围挡单元是，将埋杆44埋设在底下，相邻围挡单元之间相互抵触，从而将施工现场围起来。
在施工过程中，转动螺纹杆62，使得清理杆58位于导向管59内，通过进水管43向箱体27内注水，箱体27内的水通过滤水孔48进入到放水筒22内，启动水泵23，水泵23通过抽水管24将水抽取至出水管25内，出水管25内的水进入到中转筒50内，中转筒50内的一部分水直接通过雾化喷头26喷出，中转筒50内的另一部分水通过分管51后再通过雾化喷头26喷出，喷出的水可以对箱体27两侧进行降尘，围挡单元既能够对围挡内的施工场地进行降尘处理，又能够对围挡外进行降尘，还可以对施工场地进行围挡，一举多得。
滤水孔48既能够让箱体27内的水进入到放水筒22内，又能够对水进行过滤，在清理放水筒22上的杂质时，先转动螺纹杆62，从而驱动螺母环63转动，在螺母环63移动过程中，螺母环63带动联动杆60移动，联动杆60在移动过程中对清理杆58施力，使清理杆58朝向靠近滤水孔48方向移动，当螺母环63抵触定位片66时，清理杆58穿过滤水孔48，若滤水孔48内有杂质，则可被清理杆58顶出。
清理杆58穿过滤水孔48后，对第一电磁铁环56通电，使第一电磁铁环56与刷环52相互排斥，从而驱使刷环52沿着放水筒22朝向靠近第二电磁铁环57方向移动，当对第一磁铁环断电后，在对第二电磁铁环57通电，使第二电磁铁环57与刷环52相互排斥，从而驱使刷环52沿着放水筒22朝向靠近第一电磁铁环56方向移动，如此往复，使得刷毛55在放水筒22上往复移动，从而将粘附在放水筒22侧壁的杂质以及从滤水孔48内顶出的杂质清理，减小杂质附着在放水筒22筒壁上或者隐藏在滤水孔48内将滤水孔48堵塞的可能性。

Claims (6)

1.一种大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：施工前准备；施工场地周围设置围挡，围挡包括若干个围挡单元，围挡单元包括围挡箱、放水筒(22)、水泵(23)、抽水管(24)、出水管(25)和雾化喷头(26)，所述围挡箱上滑动连接有埋杆(44)，埋杆(44)上连接有V型块(47)，围挡箱上设有进水管(43)，放水筒(22)设置在围挡箱上并贯穿围挡箱，放水筒(22)位于围挡箱内的部分设有滤水孔(48)，抽水管(24)连接在放水筒(22)的两端，抽水管(24)连接水泵(23)，出水管(25)的一端连接水泵(23)，另一端连接雾化喷头(26)；所述围挡箱内滑动连接有刷环(52)，刷环(52)套设在放水筒(22)上，刷环(52)内壁上连接有刷毛(55)，刷毛(55)抵触放水筒(22)侧壁，围挡箱内连接有第一电磁铁环(56)和第二电磁铁环(57)，第一电磁铁环(56)和第二电磁铁环(57)套设在放水筒(22)上，刷环(52)为永磁铁，刷环(52)位于第一电磁铁环(56)和第二电磁铁环(57)之间；所述放水筒(22)内设有清理组件，清理组件包括清理杆(58)、导向管(59)、联动杆(60)、螺纹杆(62)和螺母环(63)，螺纹杆(62)转动连接在放水筒(22)内，螺纹杆(62)贯穿放水筒(22)，螺母环(63)螺纹连接在螺纹杆(62)上，导向管(59)设置在放水筒(22)内，导向管(59)套设在螺纹杆(62)上，导向管(59)与螺母环(63)之间留有空隙，清理杆(58)贯穿导向管(59)并与导向管(59)侧壁滑动配合，联动杆(60)的一端与螺母环(63)铰接，另一端与清理杆(58)铰接，清理杆(58)与滤水孔(48)一一对应，且清理杆(58)截面面积小于滤水孔(48)；
S2：测量放线；
S3：机械安装及泥浆制备，将进场的机械组装完成并进行调试，调试完成合格后方可正式使用；根据测量的桩位置下放安装钢护筒，钢护筒下放位置水平且牢固，并根据地面标高在钢护筒顶做好标高记录；泥浆应采用优质膨润土，在场地合适内修建好泥浆池并建立好泥浆循环设备(67)和泥浆实验室，泥浆实验室用于检测和调节泥浆性能，保证泥浆各项性能指标符合使用要求；
S4：多机联合成孔，调整钻机位置，使钻机整体位置处于水平状态，钻进深度在0-50m时，采用回旋钻机成孔泵吸反循环排渣，在钻进深度50m-岩石层面时，采用回旋钻机成孔气举反循环排渣；在钻进到岩石地层时，采用冲击钻机(68)成孔气举反循环排渣；
S5：清孔；
S6：下放钢筋笼；
S7：混凝土灌注。
2.根据权利要求1所述的大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，其特征在于：排渣前准备泥浆净化系统，泥浆净化系统包括储浆槽(1)、中储箱(2)、泥浆旋流器(3)、渣浆泵(4)、细筛过滤设备(5)和粗筛过滤设备(6)，细筛过滤设备(5)的筛孔小于粗筛过滤设备(6)的筛孔，细筛过滤设备(5)和粗筛过滤设备(6)在竖直方向上位于储浆槽(1)上方，细筛过滤设备(5)的出料口位于储浆槽(1)槽口上方，粗筛过滤设备(6)的出料口位于储浆槽(1)槽口上方，渣浆泵(4)的进料端连接储浆槽(1)，渣浆泵(4)的出料端连接泥浆旋流器(3)上的进浆管，泥浆旋流器(3)的溢流口位于中储箱(2)箱口上方，泥浆旋流器(3)的排渣口与细筛过滤设备(5)的进料处连通。
3.根据权利要求2所述的大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，其特征在于：在采用回旋钻机成孔泵吸反循环排渣中，钻进与排渣同时进行，潜水电泵(7)的出料端连接总进浆管(8)，总进浆管(8)的出料端位于粗筛过滤设备(6)的进料处上方，潜水电泵(7)的进料端连接吸泵导管(9)，泵吸导管插入到回旋钻机的钻进杆(10)内，中储箱(2)上连接总出浆管(11)，总出浆管(11)的出料端插入到回旋钻机钻的桩孔(12)内。
4.根据权利要求2所述的大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，其特征在于：在采用回旋钻机成孔气举反循环排渣中，气举反循环排渣时，回旋钻机的钻杆(13)处于桩孔(12)内，排渣管(14)位于钻管内，排渣管(14)上连接有导管帽(15)，空气压缩机(16)位于地面上，且空气压缩器上连接橡胶管(17)，橡胶管(17)通过导管帽(15)连接空气风管(18)，空气风管(18)位于排渣管(14)内，空气风管(18)底部连接空气混合室(19)，空气混合室(19)上设有出气孔，总进浆管(8)的一端连接中储箱(2)，另一端深入至回旋钻机钻的桩孔(12)内，总出浆管(11)的一端连接导管帽(15)，另一端位于粗筛过滤设备(6)的进料处上方。
5.根据权利要求2所述的大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，其特征在于：在钻进到岩石地层，采用冲击钻机(68)成孔气举反循环排渣时，撤走回旋钻机至其他桩位施工，将冲击钻机(68)移至该桩位，钻进前，向孔内投放适中石块，使既有孔底平整，开始钻进时，锤高不宜过大，在将孔底钻进成锥形时，可提高锤高和钻进速度，在钻进过程中，应随时适量松绳保证不会空锤，每钻进1m左右或每次换班，采用气举反循环排渣系统排渣2-3次，与回旋钻机气举反循环排渣系统相同，当冲击钻机(68)成孔在排渣时应停止钻进，排渣管(14)应下放至距孔底5 m处，开动空气压缩机(16)，空气压力上升到一定压力时排渣管(14)开始排渣，排渣正常后逐渐下放排渣管(14)至距钻头顶部1 m处，上下提放钻头，使泥浆与钻渣冲起并通过排渣管(14)排出，排渣完成后，将排渣管(14)提出至距孔底5m以上，即可继续进行钻进作业，直至钻进至方案设计孔深。
6.根据权利要求1所述的大直径嵌岩桩多机联合成孔施工工法，其特征在于：所述围挡箱包括箱体(27)和用于遮挡箱体(27)上箱口的箱盖，箱盖包括固定箱盖(28)和移动箱盖(29)，固定箱盖(28)固定连接在箱体(27)上，移动箱盖(29)滑动连接在固定箱盖(28)上，箱体(27)上滑动连接有沿竖直方向移动的安装板(32)，安装板(32)上设有倾斜通槽(38)，移动箱盖(29)上连接有同步杆(39)，同步杆(39)上连接有同步轮(40)，同步轮(40)位于倾斜通槽(38)内并与倾斜通槽(38)滑动配合，移动箱盖(29)朝向固定箱盖(28)方向移动时，安装板(32)向上移动，固定箱盖(28)远离移动箱盖(29)的一端设有限位开关(41)，安装板(32)上设有报警器(42)，限位开关(41)通过控制器与报警器(42)相连。
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