灌注樁施工工法中衝擊成孔方法
2023-12-10 18:11:42 1
灌注樁施工工法中衝擊成孔方法
【專利摘要】本發明公開了灌注樁施工工法中衝擊成孔方法，包括如下步驟：（a）孔心定位；（b）鑽機就位；（c）灌注樁造孔；（d）永久性鋼護筒護壁；（e）鑽孔驗收。本發明衝擊成孔方法採用潛孔錘偏心跟管鑽進技術改變了傳統的成孔作業機理，大大提高了鑽進的效率，為後續工作安放鋼筋籠、灌注樁的澆築贏得了寶貴的時間，同時本發明簡單容易實現，實用性強，具有較強的適用性，適用於各種環境中，對於埋深較大的塊石層、混凝垢卵礫石層、坡積層、流砂層等無法有效採用常規辦法處理的地質條件下，進行灌注樁造孔等基礎處理項目的工程建設行業的樁基施工工程。
【專利說明】灌注粧施工工法中衝擊成孔方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及灌注樁施工工法中衝擊成孔方法。
【背景技術】
[0002]隨著科技水平的不斷提高，人們對工程建設領域遇到的大部分複雜地層鑽進難題的解決有了較好、可靠的技術支撐，潛孔錘偏心跟管鑽進技術的進步，給灌注樁施工的技術工作者、給社會帶來了福音。
[0003]潮汐環境下較厚塊石層(> 2m)、混凝垢中的灌注樁造孔一直是施工的難題，快速衝擊成孔灌注樁施工工法是我們建立在潛孔錘偏心跟管鑽進技術的基礎上，具有的一種具有設備輕便、快捷、經濟、高效等特點的施工工法。在潮汐環境，丁壩施工過程中採用傳統的施工鑽孔工藝大都採用跟管、衝抓成孔等方法，存在施工速度慢、效率低、施工質量難以保證等難題，不能很好滿足工程需要，且具有不同程度上的局限性。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供灌注樁施工工法中衝擊成孔方法。
[0005]本發明採用如下技術方案:
[0006]灌注樁施工工法中衝擊成孔方法，其特徵在於包括如下步驟:
[0007](a)孔心定位:測量員根據對圖紙和實地的詳細觀察和分析，利用業主提供的測量控制點與本工程坐標之間的相互關係，計算出測量控制點對工程坐標之間的角度和距離，然後採用經緯儀控制，進行本工程控制樁設置；
[0008](b)鑽機就位:鑽機通過軌道移動至孔心定位點附近，在通過懸吊鉛垂線進行精確定位；
[0009](C)灌注樁造孔:首先根據工程設計圖紙定位出孔位，然後移動鑽機到位，利用水平尺調整鑽機，鑽機穩固後，在作業面表層用潛孔錘偏心跟管鑽具，鑽進直至Im為止，鑽進過程風壓根據情況隨時調整，維持在0.8Mpa，跟管兩節後可調整風壓至1.1Mpa，隨著地層變化可調整鑽壓；衝擊成孔，鋼套管按1.5m 一節事先準備，並可安裝在鑽機上，隨成孔進度同時跟進，套管與套管接管採用絲口套接，保證其連接強度，當成孔至設計深度後，提出鑽具，鑽孔結束，並馬上進行後續鋼筋籠安裝和砼澆灌；
[0010](d)永久性鋼護筒護壁:通過起吊設備，首根套管放置開孔位置，其餘套管起吊至首根套管頂部，套管之間的連接為絲口連接，人工配合鏈鉗安裝；
[0011](e)鑽孔驗收:待鑽機鑽孔至設計標高時，工作人員自檢合格後，書面通知監理及業主進行終孔驗收。
[0012]本發明由於採用了上述技術方案，具有以下有益效果:
[0013]該灌注樁施工工法中衝擊成孔方法採用潛孔錘偏心跟管鑽進技術改變了傳統的成孔作業機理，大大提高了鑽進的效率，為後續工作安放鋼筋籠、灌注樁的澆築贏得了寶貴的時間。解決灌注樁施工在較厚水下塊石層(> 2m)錢塘江內塊石層厚，地質複雜的丁壩與多次拋石搶險塘段，能較大程度的縮短施工工期，通過採用鋼壁套筒，對樁基起永久性的保護作用，減少因壩體受侵蝕的產生的維修費用。本施工工法簡單容易實現，實用性強，具有較強的適用性，適用於各種環境中，對於埋深較大的塊石層、混凝垢卵礫石層、坡積層、流砂層等無法有效採用常規辦法處理的地質條件下，進行灌注樁造孔等基礎處理項目的工程建設行業的樁基施工工程。
【具體實施方式】
[0014]本發明灌注樁施工工法中衝擊成孔方法，包括如下步驟:
[0015](a)孔心定位:測量員根據對圖紙和實地的詳細觀察和分析，利用業主提供的測量控制點與本工程坐標之間的相互關係，計算出測量控制點對工程坐標之間的角度和距離，然後採用經緯儀控制，進行本工程控制樁設置。
[0016](b)鑽機就位:鑽機通過軌道移動至孔心定位點附近，在通過懸吊鉛垂線進行精確定位。
[0017](C)灌注樁造孔:首先根據工程設計圖紙定位出孔位，然後移動鑽機到位，利用水平尺調整鑽機，鑽機穩固後，在作業面表層用潛孔錘偏心跟管鑽具，鑽進直至Im為止，鑽進過程風壓根據情況隨時調整，基本維持在0.8Mpa，一般跟管兩節後可調整風壓至1.1Mpa左右，隨著地層變化可調整鑽壓。衝擊成孔，鋼套管按1.5m左右一節事先準備，並可安裝在鑽機上，隨成孔進度同時跟進，套管與套管接管採用絲口套接，保證其連接強度，當成孔至設計深度後，提出鑽具，鑽孔結束，並馬上進行後續鋼筋籠安裝和砼澆灌。
[0018]本工程鑽機進尺3m/h左右(包括拆除鑽杆及人工接管時間)，根據設計孔深，大潮汛每根樁需分二潮完成。小潮汛可連續作業，基本可以一潮施打一根。
[0019](d)永久性鋼護筒護壁:通過起吊設備，首根套管(含套靴)放置開孔位置，其餘套管起吊至首根套管頂部，套管之間的連接為絲口連接，人工配合鏈鉗安裝。
[0020](e)鑽孔驗收:待鑽機鑽孔至設計標高時，工作人員自檢合格後，書面通知監理及業主進行終孔驗收。
[0021]材料和設備:
[0022]1、支架材料
[0023]本工程鑽機支架採用Φ48Χ3.5鋼管，扣件式鋼管腳手架，由扣件、立杆、橫杆、支座組成。鋼管縱橫1.2m雙向布置，兩側立有斜撐和剪刀撐用於抵擋潮水的側向衝擊力。
[0024]2、商品混凝土
[0025]由於在一個潮汛期澆築的砼量不大，考慮產品的經濟性，故採用商品混凝土，強度等級為C30，具有和易性，其配合比應通過實驗確定，坍落度宜為180-220_，水泥的用量不應少於360kg/m3。水下灌注混凝土的含砂率宜為40%-50%，並選用中粗砂，粗骨料的最大粒徑應小於40mm。
[0026]3、導管
[0027]導管的壁厚不小於3_，直徑宜為220-260_，直徑製作的偏差不應超過2_，導管的分節長度可視工藝要求確定，底管長度不宜小於4m，接頭宜採用雙螺紋方扣快速接頭。導管使用前要應試拼裝、試壓、試水壓力可取為0.6-1.0Mpa0每次灌注後對導管內外進行清洗。[0028]4、永久性套管
[0029]套管的選擇一般遵循耐衝擊和輕便、經濟等特點，同時需滿足屈服強度，抗壓強度等要求。普通地質套管(如:DZ40)的屈服強度> 390Mpa，抗拉強度> 680Mpa，且孔徑基本在168左右，廣泛應用於地質勘探中。本施工工法中孔徑為426，遠大於普通的地質套管168孔徑，因此對套管材質及熱處理性能要求較高,尤其是管靴的材質,普通地質套管(如168)採用40CrMnMo (DZ40)高強度材料，選取材質為R780定做地質套管(屈服> 520Mpa、抗拉≥780Mpa)，壁厚為10mm，且絲口經過高質量的淬火熱處理，以防鑽孔過程中由於受到外部地層摩擦阻力及鑽頭受力不均發生斜孔從而導致套管斷裂，因一旦發生斷管事故，需將底部套管全數拔出並重新開孔，浪費人力物力。
[0030]5、鑽杆
[0031]鑽杆的選擇相對簡單，主要是考慮其強度，目前市場主要有兩種Φ73和Φ89，先採用Φ89鑽杆作為試驗，經試驗施打時鑽杆斷裂(斷裂原因主要是衝擊器及偏心鑽頭重量較大，長時間工作後在鑽杆薄弱環節發生斷裂)；後選用Φ 127鑽杆,該杆體材料也為R780(屈服> 520Mpa、抗拉> 780Mpa)，為防止鑽杆與鑽機結合部位因旋轉產生扭力發生斷裂，施工時在該部位加上得當的焊接，基本能滿足使用需要。
[0032]質量控制:
[0033]1、鋼筋工程質量保證措施
[0034]鋼筋進場應按規定抽取試件作力學性能檢驗。鋼筋質量必須滿足以下要求:(1)外觀平直、無損傷、表面不得有裂紋、油汙和繡紋；(2)具備出廠合格證、標牌；(3)屈服強度、冷彎性能、抗拉強度等滿足要求。
[0035]鋼筋安裝時，受力鋼筋的品種、級別、規格和數量必須符合施工圖要求。
[0036]2、鑽孔質量控制
[0037]2.1、人員控制
[0038]鑽機操作人員在實際操作過程面對複雜地理環境能及時作出調整，避免出現卡鑽、斷孔、斜孔等事故，因此對機械操作人員的作業素質要求較高。
[0039]2.2、材料控制
[0040]工前認真檢查衝擊器工作是否正常，偏心鑽具張開、收攏是否靈活。連接銷和鎖緊機構是否牢靠，管靴和偏心鑽具的尺寸是否匹配，各連接部位是否可靠。
[0041]2.3、機械控制
[0042]開鑽時先不帶套管鑽進l-2m (為跟管鑽進提供定位和導向作用)，然後提出鑽具，再將首根帶套靴的套管放入孔內，鑽具放入套靴內，檢查各部位工作正常後進行跟管鑽進。
[0043]鑽進過程中，根據地層情況每鑽進一定深度要提鑽進行排渣，待孔內暢通後方能繼續鑽進，嚴禁長時間鑽進不提鑽排渣，這樣會導致鑽孔堵塞，又會發生鑽具的伸縮部分和偏心的迴轉部分被巖渣卡住而工作不正常。一旦發生卡鑽事故需根據實際情況可繼續往下施打並加大風壓吹渣，如果仍然卡鑽只能將套管及鑽具一同拔出。鑽進過程切不可強行反轉鑽具，以免偏心鑽頭收攏，起不到擴孔作用。
[0044]隨著鑽孔加深，要邊加鑽杆邊加套管，此過程中要檢查絲扣的連接是否可靠，以免在鑽進時由於衝擊而產生脫節。
[0045]對於地質結構複雜，上部結構為塊石層，下部為土層結構時，該鑽具在土層鑽進過程中也發生堵塞現象，遇此情況可將孔內注入一定量的水後在開風壓，在風壓和水的衝擊作用下將泥吹出，繼續施工。
[0046]以上僅為本發明的具體實施例，但本發明的技術特徵並不局限於此。任何以本發明為基礎，為解決基本相同的技術問題，實現基本相同的技術效果，所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋於本發明的保護範圍之中。
【權利要求】
1.灌注樁施工工法中衝擊成孔方法，其特徵在於包括如下步驟: (a)孔心定位:測量員根據對圖紙和實地的詳細觀察和分析，利用業主提供的測量控制點與本工程坐標之間的相互關係，計算出測量控制點對工程坐標之間的角度和距離，然後採用經緯儀控制，進行本工程控制樁設置； (b)鑽機就位:鑽機通過軌道移動至孔心定位點附近，在通過懸吊鉛垂線進行精確定位； (C)灌注樁造孔:首先根據工程設計圖紙定位出孔位，然後移動鑽機到位，利用水平尺調整鑽機，鑽機穩固後，在作業面表層用潛孔錘偏心跟管鑽具，鑽進直至Im為止，鑽進過程風壓根據情況隨時調整，維持在0.8Mpa，跟管兩節後可調整風壓至1.1Mpa,隨著地層變化可調整鑽壓；衝擊成孔，鋼套管按1.5m—節事先準備，並可安裝在鑽機上，隨成孔進度同時跟進，套管與套管接管採用絲口套接，保證其連接強度，當成孔至設計深度後，提出鑽具，鑽孔結束，並馬上進行後續鋼筋籠安裝和砼澆灌； (d)永久性鋼護筒護壁:通過起吊設備，首根套管放置開孔位置，其餘套管起吊至首根套管頂部，套管之間的連接為絲口連接，人工配合鏈鉗安裝； (e)鑽孔驗收:待鑽機鑽孔至設計標高時，工作人員自檢合格後，書面通知監理及業主進行終孔驗收。
【文檔編號】E21B7/20GK103527087SQ201310447376
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】張勇, 胡友福, 周偉鋒, 金南蘭, 劉學應 申請人:浙江錢塘江水利建築工程公司