一種有關挖孔樁機械成孔的作業裝置及其施工方法與流程

2023-07-30 04:44:21 1

本發明涉及樁的現場澆混凝土或類似混凝土樁技術領域，具體是一種有關挖孔樁機械成孔的作業裝置及其施工方法。

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背景技術：
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隨著國家大力發展鐵路與公路，人工挖孔樁因其施工方便、速度較快、不需要大型機械設備，挖孔樁要比木樁、混凝土打入樁抗震能力強，造價比衝錐衝孔、衝擊錐衝孔、衝擊鑽機衝孔、迴旋鑽機鑽孔、沉井基礎均較低，從而得到廣泛的應用。

人工挖孔樁基本採用小型卷揚機垂直運輸，上下空間較小，孔口附近作業多，危及井下作業人員的生命安全。由於挖孔樁井下作業條件差、環境惡劣、勞動強度大，安全和質量顯得尤為重要。現有的人工挖孔樁施工費用較大，普遍應用於各種複雜地質情況，但由於施工人員為完成工程量，往往忽視了護壁質量，從而帶來很大的安全風險。挖孔樁井下作業條件差、環境惡劣，施工人員長期在灰塵濃度很大的有限空間內嚴重威脅人員健康，甚至帶來嚴重的職業病。隨著機械化程度的不斷提升和人工施工成本進一步加大，尋找一種更加便捷，更加安全的施工方法顯得尤為重要。

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技術實現要素：
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本發明主要解決人工挖孔樁人員勞動強度大，作業危險性高，通過旋挖鑽機成孔提高作業效率來降低施工成本，達到一定的經濟效益，提供一種結構新穎、安全可靠的有關挖孔樁機械成孔的作業裝置，包括中心作業平臺及護板，所述的中心作業平臺由上鋼板、下鋼板、護板及槽形鋼組成，在相互平行的上鋼板與下鋼板之間夾有槽形鋼，螺杆貫穿上鋼板、下鋼板及槽型鋼並進行固定，從而構成中心作業平臺，所述的中心作業平臺呈方形，中心作業平臺的四邊分別接有繞邊軸向旋轉的護板。所述的作業裝置上設有旋挖鑽機，旋挖鑽機採用不同直徑的圓鑽頭，圓鑽頭中心與樁位中心重合；所述的中心作業平臺四角分別設有吊環，鋼絲繩穿過吊環將中心作業平臺固定於卷揚機下方。

本發明還包括一種有關挖孔樁機械成孔的施工方法，包括挖孔樁、卷揚機、旋挖鑽機，所述的旋挖鑽機的鑽頭為圓形鑽頭，該挖孔樁機械成孔的施工方法為：

a.點位放樣；

b.鎖口施工；

c.旋挖鑽機鑽進成孔；

d.成孔後護壁混凝土施工；

e.鋼筋綁紮及焊接；

f.聲測管加工及安裝；

g.樁芯混凝土灌注。

在點位放樣時，利用全站儀精確確定挖孔樁四角以及不同圓對應的圓心，並做好護樁，確保能夠恢復樁位。

在鎖口施工時，鎖口高度高於原地面高度20cm以上，並採用混凝土澆築，鎖口的橫截面直徑大於挖孔樁的橫截面直徑。

所述的旋挖鑽機鑽進成孔具體方法為：利用護樁恢復樁位中心，鑽機就位好，確保鑽頭中心對準樁位中心進行鑽孔；鑽孔過程中，鑽杆保持垂直；開始鑽進時採用低速鑽進，速度為8～10r/min，主卷揚機鋼絲繩承擔不低於鑽杆、鑽具重量之和的20％，根據不同的巖體選擇不同的鑽頭材質，先施工小直徑鑽頭，再施工大直徑鑽頭。

機械成孔後，根據巖體情況及設計要求確定是否需要施工護壁混凝土，若樁體後期出露地面則需施工護壁混凝土，以保證後期開挖後保證表面平整，護壁混凝土施工的作業平臺為摺疊式結構。

在鋼筋綁紮及焊接時，鋼筋籠應在孔外製作，利用汽車吊整體吊裝入孔，若鋼筋籠太長，無法一次吊裝，可在孔內綁紮成型。

根據設計要求，製作及安裝聲測管，設置於鋼筋骨架內側，所述的聲測管伸出樁頂設計標高10cm以上，聲測管的下埠封閉，上埠採用木塞封閉，管內無異物。

混凝土採用串筒灌注，串筒直徑為30cm，每節長度在1.5m以內，上下節採用吊耳掛接，且串筒底部與孔內底部或混凝土高度不大於2m，隨著混凝土澆築，逐段取下串筒，每層混凝土灌注高度不超過50cm，分層搗實直至樁頂。

本發明可在不增加費用的前提下，降低人員勞動力強度，保證人員的健康以及人身安全。解決了現有技術中通過人工挖孔樁人員勞動強度大，作業危險性高的缺陷。通過旋挖鑽機並採用圓形鑽頭，提高了作業效率，降低施工成本，同時保證施工人員安全。

[附圖說明]

圖1是本發明的圓形鑽頭代替矩形鑽頭挖孔樁示意圖；

圖2是本發明的圓形鑽頭代替矩形鑽頭挖孔樁另一示意圖；

圖3為本發明的作業平臺設計圖；

圖4為本發明的作業平臺立面圖；

如圖所示，圖中：1.第一圓形鑽頭 2.第二圓形鑽頭 3.第三圓形鑽頭 4.第四圓形鑽頭 5.槽鋼 6.鋼板 7.模板 8.支撐體系 9.吊環 10.鋼絲繩 11.鋼管 12.螺紋鋼13.卷揚機 R.半徑。

[具體實施方式]

下面結合附圖對本發明作進一步說明，這種裝置的結構和原理對本專業的人來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明中的旋挖鑽機一般採用圓形鑽頭，通過採用不同直徑的圓鑽頭組合代替矩形，從而代替人工成孔，適用於石質地段。其施工步驟如下：

1.點位放樣

利用全站儀精確確定挖孔樁四角以及不同圓對應的圓心，並做好護樁，確保能夠恢復樁位。

2.鎖口施工

為保證樁在整個施工過程中的安全，必須按照設計要求進行鎖口的施工，鎖口宜高處原地面20cm以上，採用混凝土澆築。鎖口尺寸應大於挖孔樁尺寸，以不影響旋挖鑽機鑽孔為宜。

3.旋挖鑽機鑽進成孔

利用護樁恢復樁位中心，鑽機就位好，由專人負責指揮旋挖鑽機，確保鑽頭中心對準樁位中心進行鑽孔。鑽孔過程中，操作人員隨時觀察鑽杆是否垂直。開始鑽進時採用低速鑽進，主卷揚機鋼絲繩承擔不低於鑽杆、鑽具重量之和的20％，以保證孔位不產生偏差。應根據不同的巖體選擇不同的鑽頭。宜先施工小直徑鑽頭，再施工大直徑鑽頭。本發明以2m*2.25m樁徑為例，採用四個直徑為1.5m鑽頭成孔，如圖1～圖2所示。

4.成孔後護壁混凝土施工

機械成孔後，根據巖體情況及設計要求確定是否需要施工護壁混凝土，若樁體後期出露地面則需施工護壁混凝土，以保證後期開挖後保證表面平整。護壁混凝土施工作業平臺摺疊設計，保證護壁施工時作業人員的安全，如圖3～圖4所示。

5.鋼筋綁紮及焊接

鋼筋籠應在孔外製作，利用汽車吊整體吊裝入孔，若鋼筋籠太長，無法一次吊裝，可在孔內綁紮成型。

6.聲測管加工及安裝

根據設計要求，製作及安裝聲測管，設置於鋼筋骨架內側，伸出樁頂設計標高10cm以上，下端封閉，上端採用木塞封閉，管內無異物。

7.樁芯混凝土灌注

混凝土採用串筒灌注，串筒直徑為30cm，每節長度在1.5m以內，上下節採用吊耳掛接，且串筒底部與孔內底部或混凝土高度不大於2m。隨著混凝土澆築，逐段取下串筒。每層混凝土灌注高度不超過50cm，分層搗實直至樁頂。