一种入岩灌注桩的施工方法与流程

1.本发明涉及建筑桩基施工方法，具体涉及一种入岩灌注桩的施工方法。


背景技术：

2.近年来，钻孔灌注桩在高层建筑、铁路、公路、桥梁等建设工程大量采用应用，各类入岩桩能有效提高桩的承载力和延长建筑物的寿命。这些桩孔往往都在卵、砾石层、漂石层及坚硬岩层等复杂地质条件下施工，目前普通旋挖钻机和长螺旋钻机等都难以应对。因此，需要开发和探索一种能解决入岩钻掘、灌注成桩的施工方法，从而能在上述地质条件下完成高效钻孔、灌注成桩，施工过程中无需泥浆护壁，达到成桩质量高和符合环保要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种施工方便、套管全程护壁、穿透力强和施工质量稳定的入岩灌注桩的施工方法，有效防止孔壁坍塌或进水，提高长螺旋钻机入岩施工、灌注成桩的作业效率，有效控制复杂地层的成孔质量，降低混凝土的浪费。
4.为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：一种入岩灌注桩的施工方法，包括以下步骤：1）施工前准备a）清理施工场地，保持路面平整，确保施工区域安全；b）利用经纬仪调整和确定桩位的纵横二个方向，作为桩架移位基准；c）操作桩架移位走至钻孔工位附近；2）桩架、双动力头钻机安装调试a）将双动力头钻机的上动力头在桩架的立柱内导轨上安装就位，并通过钢丝绳与桩架的卷扬机构连接妥当，操纵上动力头沿立柱内导轨提升到一定高度；b）将双动力头钻机的下动力头在桩架的立柱外导轨上安装就位，并通过钢丝绳与桩架的卷扬机构连接妥当，操纵下动力头的外导轨提升运行；c）将长螺旋钻杆穿过下动力头的空腔与上动力头的输出端固定连接，启动桩架的卷扬机构将上动力头及其长螺旋钻杆至一定高度，在长螺旋钻杆下方固装钻具；驱动上动力头运行，检查长螺旋钻杆及其连接的钻具的运转状态；d）启动桩架的卷扬机构继续提升上动力头及其连接的长螺旋钻杆、钻具，将套管吊运至双动力头钻机的下动力头的下放、与下动力头的输出端连接妥当；启动桩架的卷扬机构提升下动力头及其套管离开地面，驱动下动力头运行，检查套管运转状态；3）长螺旋钻具正转钻进、套管反转跟进切削a）驱动上动力头正转、操纵桩架的卷扬机构放出钢丝绳使其沿桩架的立柱内导轨下行，长螺旋钻杆及其钻具正向旋转钻进土层切削；b）在上动力头正转时，反向启动下动力头旋转，操纵桩架的卷扬机构放出钢丝绳使其沿桩架的立柱外导轨下行，套管作与长螺旋钻杆及其钻具反向旋转的跟进切削，形成光滑紧密的孔壁，并与长螺旋钻杆及其钻具之间形成螺旋排渣通道；c）长螺旋钻杆及其钻具、套管完成土层钻进至岩层时，停止继续向下钻掘；
4）长螺旋钻杆提升，钻具更换成潜孔锤操纵桩架的卷扬机构提起上动力头及其连接的长螺旋钻杆和钻具，待其全部露出套管时拆下位于长螺旋钻杆之下的钻具，将潜孔锤吊运至长螺旋钻杆下方、并与之安装妥当，并调试达到工作状态；5）潜孔锤冲击入岩、套管反转跟进切削a）操纵桩架的卷扬机构将上动力头、与之连接的长螺旋钻杆及其潜孔锤沿桩架的立柱内导轨下行重新穿过下动力头，继续下行进入套管内壁外部泵气系统通过上动力头上部的回转接头、长螺旋钻杆向潜孔锤注入高压空气，在潜孔锤随长螺旋钻杆正转时高效冲击破岩，孔底碎石随长螺旋钻杆旋转向孔外排出；b）套管在下动力头驱动下反转、继续跟进钻掘地层；6）潜孔锤冲击入岩、套管反转跟进切削达到成孔深度操纵长螺旋钻杆及其潜孔锤在套管内壁冲击破岩到达到达要求的成孔深度；套管同时反转跟进达到成孔深度；孔底碎石随长螺旋钻杆旋转向孔外排出；7）潜孔锤提升出地面、套管留置地层a）长螺旋钻杆及其潜孔锤操纵桩架的卷扬机构提起上动力头及其连接的长螺旋钻杆和潜孔锤；b）将下动力头输出端与套管松开后操纵桩架的卷扬机构提起下动力头沿桩架的立柱外导轨上行一定高度；c）操纵桩架的行走机构后移离开完成的成孔桩位；8）钢筋笼插入套管内壁利用吊车将完成加工的钢筋笼顺着套管内壁放入成孔内，注意保持垂直居中；9）向套管内壁泵送混凝土启动混凝土泵送系统，向套管内壁浇灌混凝土；10）套管旋转拔出、成桩养护a）操纵桩架的行走机构移动至桩位，操纵下动力头沿桩架的立柱外导轨下行至套管处，将其输出端与套管连接妥当；b）启动下动力头带动套管旋转、同时提升下动力头，将套管边旋转、边上提将其拔出成孔；c）混凝土在成孔内固化，按要求养护后形成入岩灌注桩。
5.本发明可以是，在步骤3）中，外部注气系统通过安装于穿出上动力头的输出轴上部的回转接头向长螺旋钻杆及其钻具注入高压空气，便于孔底渣土向外排出。
附图说明
6.图1是本发明中入岩灌注桩系统的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是本发明入岩灌注桩的施工方法的流程示意图。
具体实施方式
7.结合图1-3所示，本发明提供的施工方法，包括以下步骤：步骤1：施工前准备a）清理施工场地，保持路面平整，确保施工区域安全；b）利用经纬仪调整和确定桩位的纵横二个方向，作为桩架5移位基准；c）操作桩架5移位走至钻孔工位附近。
8.步骤2：桩架、双动力头钻机安装调试a）将双动力头钻机4的上动力头41在桩架5的立柱内导轨51上安装就位，并通过钢丝绳与桩架5的卷扬机构连接妥当，操纵上动力头41沿立柱内导轨51提升到一定高度；b）将双动力头钻机4的下动力头42在桩架5的立柱外导轨52上安装就位，并通过钢丝绳与桩架5的卷扬机构连接妥当，操纵下动力头42的外导轨52提升运行；c）将长螺旋钻杆411穿过下动力头42的空腔与上动力头41的输出端固定连接，启动桩架5的卷扬机构将上动力头41及其长螺旋钻杆411至一定高度，在长螺旋钻杆411下方固装钻具412；驱动上动力头41运行，检查长螺旋钻杆411及其连接的钻具412的运转状态；d）启动桩架5卷扬机构继续提升上动力头41及其连接的长螺旋钻杆411、钻具412，将套管421吊运至双动力头钻机4的下动力头42的下放、与下动力头42的输出端连接妥当；启动桩架5的卷扬机构提升下动力头42及其套管421离开地面，驱动下动力头42运行，检查套管421运转状态。
9.步骤3：长螺旋钻具正转钻进、套管反转跟进切削a）驱动上动力头41正转、操纵桩架5的卷扬机构放出钢丝绳使其沿桩架5的立柱内导轨51下行，长螺旋钻杆411及其钻具412正向旋转钻进土层切削；b）在上动力头41正转时，反向启动下动力头42旋转，操纵桩架5的卷扬机构放出钢丝绳使其沿桩架5的立柱外导轨52下行，套管421作与长螺旋钻杆411及其钻具412反向旋转的跟进切削，形成光滑紧密的孔壁，并与长螺旋钻杆411及其钻具412之间形成螺旋排渣通道；c）长螺旋钻杆411及其钻具412、套管421完成土层钻进到达岩层时，停止继续向下钻掘。外部注气系统通过安装于穿出上动力头42的输出轴上部的回转接头向长螺旋钻杆411及其钻具412注入高压空气，便于孔底渣土向外排出。
10.步骤4：长螺旋钻杆提升，钻具更换成潜孔锤操纵桩架5的卷扬机构提起上动力头41及其连接的长螺旋钻杆411和钻具412，待其全部露出套管421时拆下位于长螺旋钻杆411之下的钻具412，将潜孔锤413吊运至长螺旋钻杆411下方、并与之安装妥当，并调试达到工作状态。
11.5）潜孔锤冲击入岩、套管反转跟进切削a）操纵桩架5的卷扬机构将上动力头41、与之连接的长螺旋钻杆411及其潜孔锤413沿桩架5的立柱内导轨51下行重新穿过下动力头42，继续下行进入套管421内壁外部泵气系统通过上动力头41上部的回转接头、长螺旋钻杆411向潜孔锤413注入高压空气，在潜孔锤413随长螺旋钻杆411正转时高效冲击破岩，孔底碎石随长螺旋钻杆411旋转向孔外排出；b）套管421在下动力头42驱动下反转、继续跟进钻掘地层。
12.步骤6：潜孔锤冲击入岩、套管反转跟进切削达到成孔深度操纵长螺旋钻杆411及其潜孔锤413在套管421内壁冲击破岩到达要求的成孔深度；套管421同时反转跟进达到成孔深度；孔底碎石随长螺旋钻杆411旋转向孔外排出。
13.步骤7:潜孔锤提升出地面、套管留置地层a）长螺旋钻杆411及其潜孔锤413操纵桩架5的卷扬机构提起上动力头41及其连接的长螺旋钻杆411和潜孔锤413；b）将下动力头42输出端与套管421松开后操纵桩架5的卷扬机构提起下动力头42沿桩架5的立柱外导轨52上行一定高度；c）操纵桩架5的行走机构后移离开完成的成孔桩位。
14.步骤8：钢筋笼插入套管内壁
利用吊车将完成加工的钢筋笼66顺着套管421内壁放入成孔内，注意保持垂直居中。
15.步骤9：向套管内壁泵送混凝土启动混凝土泵送系统，向套管421内壁浇灌混凝土。
16.步骤10：套管旋转拔出、成桩养护a）操纵桩架5的行走机构移动至桩位，操纵下动力头42沿桩架5的立柱外导轨52下行至套管421处，将其输出端与套管421连接妥当；b）启动下动力头42带动套管21旋转、同时提升下动力头42，将套管421边旋转、边上提将其拔出成孔；c）混凝土在成孔内固化，按要求养护后形成入岩灌注桩。
17.本发明入岩灌注桩的施工方法具有施工方便、套管全程护壁、穿透力强和施工质量稳定等特点，防止孔壁坍塌或进水，提高长螺旋钻机入岩施工、灌注成桩的作业效率，有效控制复杂地层的成孔质量，降低混凝土的浪费。