一种硬岩矩形抗滑桩成孔方法与流程

1.本技术涉及工程机械技术领域，特别涉及一种硬岩矩形抗滑桩成孔方法。


背景技术：

2.在高速公路、铁路等工程建设过程中，如果线路需要经过山区并且两侧山体较高，就需要进行高边坡支护，目前矩形抗滑桩因其受力效果好、承载能力强，得到了广泛的应用。而在进行桩孔开挖时，普遍采用人工开挖的模式或者机械成孔方法，人工施工危险性大、施工周期以及施工成本高，机械成孔方法的基本模式是旋挖引孔，之后使用方型钢护筒或者使用成孔装置进行修孔，其中，方形钢护筒只适用于土层，而现有的成孔装置要么搭接旋挖钻杆采用铣轮并利用钻杆动力进行修孔，要么是采用钻挖钻杆搭接方钻头向下凿岩进行修孔。然而，当前的机械成孔方法破岩能力十分有限，一般只适用于土层或者硬度在10mpa左右的软岩，并且存在较大程度的超欠挖情况，不利于施工成本的控制，对于硬岩或者硬度在70～100mpa的高硬度岩石依然只能采用人工开挖的模式，一个30m深的桩孔开挖时间需要2个月，效率极低，并且存在较大的安全隐患。因此，本领域技术人员有必要适时提供一种能够满足硬岩桩孔成形、控制超欠挖，并且能够提高施工效率、降低施工成本的硬岩矩形抗滑桩成孔方法。


技术实现要素：

3.本技术的目的是提供一种硬岩矩形抗滑桩成孔方法，能适用于硬岩矩形桩孔的成孔，并能有效控制矩形桩孔成孔时的超欠挖，提高施工效率，降低施工成本。
4.为实现上述目的，本技术提供一种硬岩矩形抗滑桩成孔方法，包括：
5.将旋挖钻杆上的筒钻抵贴于矩形桩孔的其中一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻钻进，以完成部分矩形桩孔的引孔；
6.将筒钻抵贴于矩形桩孔的另一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻钻进，以完成剩余矩形桩孔的引孔；
7.将旋挖钻杆上的钻头更换为成孔装置，成孔装置包括多个按照矩形桩孔的尺寸阵列排布的传动系统，传动系统设有莱洛钻头，任意相邻的两个传动系统中的莱洛钻头呈上下交错布置的结构，且相邻的莱洛钻头在偏心转动过程中存在重叠区域但并不干涉，通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的转动，以完成矩形桩孔的修孔。
8.在一些实施例中，将旋挖钻杆上的筒钻抵贴于矩形桩孔的其中一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻钻进，以完成部分矩形桩孔的引孔的步骤之前，包括：
9.按照矩形桩孔的短边尺寸选择筒钻；
10.将筒钻安装于旋挖钻杆上。
11.在一些实施例中，将旋挖钻杆上的筒钻抵贴于矩形桩孔的其中一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻钻进，以完成部分矩形桩孔的引孔的步骤，包括：
12.将筒钻抵贴于矩形桩孔的其中一短边及长边；
13.通过旋挖钻杆带动筒钻钻进；
14.在筒钻钻进预设尺寸后清理筒钻钻出的渣土；
15.重复通过旋挖钻杆带动筒钻钻进的步骤及在筒钻钻进预设尺寸后清理筒钻钻出的渣土的步骤，直至完成部分矩形桩孔的引孔。
16.在一些实施例中，在筒钻钻进预设尺寸后清理筒钻钻出的渣土的步骤，包括：
17.在筒钻钻进预设尺寸后，提出筒钻；
18.将筒钻更换为捞沙斗钻并进行出渣；
19.通过捞沙斗钻完成出渣后，将捞沙斗钻更换为筒钻。
20.在一些实施例中，将旋挖钻杆上的钻头更换为成孔装置，成孔装置包括多个按照矩形桩孔的尺寸阵列排布的传动系统，传动系统设有莱洛钻头，任意相邻的两个传动系统中的莱洛钻头呈上下交错布置的结构，且相邻的莱洛钻头在偏心转动过程中存在重叠区域但并不干涉，通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的转动，以完成矩形桩孔的修孔的步骤，包括：
21.将旋挖钻杆上的钻头更换为成孔装置；
22.通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的转动，以完成一半深度的矩形桩孔的修孔；
23.通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的转动，以完成另一半深度的矩形桩孔的修孔。
24.在一些实施例中，通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的转动，以完成一半深度的矩形桩孔的修孔的步骤之后，还包括：
25.将成孔装置更换为捞沙斗钻并进行出渣；
26.出渣完成后，将捞沙斗钻更换成成孔装置。
27.在一些实施例中，通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的转动，以完成另一半深度的矩形桩孔的修孔的步骤之后，还包括：
28.将成孔装置更换为捞沙斗钻并清理剩余的渣土。
29.相对于上述背景技术，本技术实施例所提供的硬岩矩形抗滑桩成孔方法，包括：
30.s1：将旋挖钻杆上的筒钻抵贴于矩形桩孔的其中一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻钻进，以完成部分(一半)矩形桩孔的引孔；
31.s2：将筒钻抵贴于矩形桩孔的另一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻钻进，以完成剩余(另一半)矩形桩孔的引孔；
32.s3：将旋挖钻杆上的钻头更换为成孔装置，成孔装置包括多个按照矩形桩孔的尺寸阵列排布的传动系统，传动系统设有莱洛钻头，任意相邻的两个传动系统中的莱洛钻头呈上下交错布置的结构，且相邻的莱洛钻头在偏心转动过程中存在重叠区域但并不干涉，通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的转动，以完成矩形桩孔的修孔。
33.具体地说，在引孔时，本技术实施例采用两孔法引孔，包括先将旋挖钻杆上的筒钻定位于矩形桩孔的其中一短边及长边，然后通过旋挖钻杆带动筒钻钻进，以完成一半矩形桩孔的引孔，待一半矩形桩孔引孔完成后，进行剩余部分(另一半)矩形桩孔的引孔，具体包括将筒钻定位于矩形桩孔的另一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻钻进，以完成剩余矩形桩孔的引孔；完成引孔后，将旋挖钻杆上的钻头更换为成孔装置，该成孔装置包括多个
按照所述矩形桩孔的尺寸阵列排布的传动系统，传动系统设有莱洛钻头，任意相邻的两个传动系统中的莱洛钻头采用上下交错布置的结构，且相邻传动系统中的莱洛钻头在偏心转动过程中存在重叠区域但并不会干涉，进一步地，通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的转动，以完成矩形桩孔的修孔。
34.相较于传统成孔方法，本技术实施例所提供的硬岩矩形抗滑桩成孔方法，采用两孔法引孔及多个上下交错的莱洛钻头进行阵列布置以实现修孔，修孔时能够将旋挖引孔未处理的欠挖部分处理掉，欠挖量很小，满足钢筋笼下放要求，与此同时，成孔装置上的莱洛钻头排列紧密，超挖量极小，并且采用莱洛钻头的结构形式破岩能力更强，能够进行硬岩桩孔修孔，也就是说，本技术实施例提供的成孔方法能够适用于硬岩桩孔修孔，并能够有效的控制矩形桩孔成孔时的超欠挖，这样即可克服当前矩形桩孔成孔修孔中存在的问题，对于硬岩工况不再使用人工开挖模式，采用上述成孔方法，施工周期短、施工成本低、并且更加安全高效。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
36.图1为本技术实施例中硬岩矩形抗滑桩成孔方法的流程图；
37.图2为旋挖钻杆上的筒钻定位钻进示意图；
38.图3为引孔完成后的桩孔示意图；
39.图4为成孔装置中各传动系统的阵列排布示意图；
40.图5为图4中成孔装置的相邻两个传动系统采用上下交错布置的结构布置示意图，其中莱洛钻头安装在传动系统的底部；
41.图6为成孔装置的修孔示意图；
42.图7为修孔完成后的桩孔示意图。
43.其中：
44.1-筒钻、2-成孔装置、21-传动系统、3-矩形桩孔。
具体实施方式
45.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
46.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
47.需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。
48.请参考图1至图7，图1为本技术实施例中硬岩矩形抗滑桩成孔方法的流程图；图2
为旋挖钻杆上的筒钻定位钻进示意图；图3为引孔完成后的桩孔示意图；图4为成孔装置中各传动系统的阵列排布示意图；图5为图4中成孔装置的相邻两个传动系统采用上下交错布置的结构布置示意图，其中莱洛钻头安装在传动系统的底部；图6为成孔装置的修孔示意图；图7为修孔完成后的桩孔示意图。
49.请参阅图1，本技术实施例所提供的硬岩矩形抗滑桩成孔方法，包括：
50.s1：将旋挖钻杆上的筒钻1抵贴于矩形桩孔3的其中一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进，以完成部分(一半)矩形桩孔3的引孔；
51.s2：将筒钻1抵贴于矩形桩孔3的另一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进，以完成剩余(另一半)矩形桩孔3的引孔；
52.s3：将旋挖钻杆上的钻头更换为成孔装置2，成孔装置2包括多个按照矩形桩孔3的尺寸阵列排布的传动系统21，传动系统21设有莱洛钻头，任意相邻的两个传动系统21中的莱洛钻头呈上下交错布置的结构，且相邻的莱洛钻头在偏心转动过程中存在重叠区域但并不干涉，通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的转动，以完成矩形桩孔3的修孔。
53.具体地说，在引孔时，本技术实施例采用两孔法引孔，包括先将旋挖钻杆上的筒钻1定位于矩形桩孔3的其中一短边及长边，然后通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进，以完成部分矩形桩孔3的引孔，待部分矩形桩孔3引孔完成后，进行剩余部分矩形桩孔3的引孔，具体包括将筒钻1定位于矩形桩孔3的另一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进，以完成剩余矩形桩孔3的引孔；完成引孔后，将旋挖钻杆上的钻头更换为成孔装置2，该成孔装置2包括多个按照矩形桩孔3的尺寸呈阵列排布的传动系统21，任意相邻的两个传动系统21采用上下交错布置的形式，莱洛钻头安装在传动系统的底部，相邻传动系统中的莱洛钻头在偏心转动过程中存在重叠区域但并不会干涉，通过旋挖钻杆的提升下方及各传动系统21中莱洛钻头的运动，以完成矩形桩孔3的修孔。
54.需要说明的是，上述成孔装置2使用多个由莱洛钻头组成的传动系统21按矩形框阵列排布，传动系统21的数量根据矩形桩孔3的尺寸进行调整，其中，每个传动系统21中的莱洛钻头成孔形状为带圆角的矩形，并且相邻两个传动系统21采用上下交错排列布置，由于传动系统21中的莱洛钻头是偏心运动，且相邻两个莱洛钻头在转动过程中存在重叠区域(并不会形成干涉)，因此，修孔时能够将旋挖引孔未处理的欠挖部分处理掉，且欠挖量很小，能满足钢筋笼下放要求；与此同时，成孔装置2上的传动系统21排列紧密，超挖量极小，并且采用莱洛钻头的传统系统21的结构形式破岩能力更强，能够进行硬岩桩孔修孔。
55.相较于传统成孔方法，本技术实施例所提供的硬岩矩形抗滑桩成孔方法，采用两孔法引孔及多个由莱洛钻头组成的传统系统21阵列布置以实现修孔，本技术实施例提供的成孔方法能够适用于硬岩桩孔修孔，并能够有效的控制矩形桩孔3成孔时的超欠挖，这样即可克服当前矩形桩孔3成孔修孔中存在的问题，对于硬岩工况不再使用人工开挖模式，采用上述成孔方法，施工周期短、施工成本低、并且更加安全高效。
56.在一些实施例中，将旋挖钻杆上的筒钻1抵贴于矩形桩孔3的其中一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进，以完成部分矩形桩孔3的引孔的步骤之前，包括：先按照矩形桩孔3的短边尺寸选择筒钻1，然后将筒钻1安装于旋挖钻杆上。
57.比如，当矩形桩孔3的短边尺寸为2m时，则选择直径为2m的旋挖筒钻1，然后将直径为2m的旋挖筒钻1安装于旋挖钻杆的连接端上。
58.在一些实施例中，将旋挖钻杆上的筒钻1抵贴于矩形桩孔3的其中一短边及长边，并通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进，以完成部分矩形桩孔3的引孔的步骤，包括：将筒钻1抵贴于矩形桩孔3的其中一短边及长边，通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进，在筒钻1钻进预设尺寸后清理筒钻1钻出的渣土，重复通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进的步骤及在筒钻1钻进预设尺寸后清理筒钻1钻出的渣土的步骤，直至完成部分矩形桩孔3的引孔。
59.需要注意的是，请一并参阅图2，引孔操作开始前，需要先对筒钻1进行定位，定位时使筒钻1的外壁与矩形桩孔3的其中一个短边、长边相切即可；定位完成后，开始引孔，具体为通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进。
60.为了防止筒钻1钻出的渣土影响引孔的进程，在筒钻1钻进预设尺寸后清理筒钻1钻出的渣土。
61.在一些实施例中，在筒钻1钻进预设尺寸后清理筒钻1钻出的渣土的步骤，包括：在筒钻1钻进1m深度后提出筒钻1，然后将筒钻1更换为捞沙斗钻并进行出渣，通过捞沙斗钻出渣两次后，将捞沙斗钻更换为筒钻1。
62.之后，重复通过旋挖钻杆带动筒钻1钻进的步骤及在筒钻1钻进预设尺寸后清理筒钻1钻出的渣土的步骤，直至完成部分矩形桩孔3的引孔，请一并参阅图3，图3为引孔完成后的桩孔示意图。
63.在进行剩余部分的矩形桩孔3的引孔操作时，可以参照前述的步骤进行。这样即可采用筒钻1和捞沙斗钻相互结合的形式，完成硬岩桩孔的引孔。
64.引孔完成后，进行修孔操作，由于传统采用旋挖钻杆搭接铣轮并利用钻杆动力的动力修孔或者采用钻挖钻杆搭接方钻头向下凿的方式破岩能力十分有限，因此，本技术实施例采用改进后的成孔装置2进行硬岩桩孔的修孔。
65.在一些实施例中，请一并参阅图4，成孔装置2包括多个按照矩形桩孔3的尺寸呈阵列排布的传动系统21，莱洛钻头安装在传动系统21的底部，任意相邻的两个传动系统21采用上下交错布置的形式，并且相邻传动系统21下的莱洛钻头在偏心转动的过程中存在相互重叠区域但并不会干涉。所谓的上下交错是指沿桩孔的轴线方向交错，请一并参阅图5。
66.请一并参阅图6，操作时，将旋挖钻杆上的钻头更换为成孔装置2，成孔装置2包括多个按照矩形桩孔3的尺寸呈阵列排布的传动系统21，任意相邻的两个传动系统21中的莱洛钻头呈上下交错布置的结构，且相邻的莱洛钻头在偏心转动的过程中存在相互重叠区域但并不会干涉，通过旋挖钻杆的提升下放及各莱洛钻头的运动，以完成矩形桩孔3的修孔的步骤，包括：先将旋挖钻杆上的钻头更换为成孔装置2，然后通过旋挖钻杆的提升下放及各传动系统21上莱洛钻头的运动，以完成一半深度的矩形桩孔3的修孔，之后通过旋挖钻杆的提升下放及各传动系统21上莱洛钻头的运动，以完成另一半深度的矩形桩孔3的修孔。
67.请一并参阅图7，图7为修孔完成后的桩孔示意图。
68.也就是说，在引孔完成后，采用成孔装置2替换捞沙斗钻，然后，先后完成两半深度的桩孔的修孔操作。
69.在一些实施例中，完成一半桩孔的修孔后，需要进行出渣，具体地，通过旋挖钻杆的提升下放及各传动系统21上莱洛钻头的运动，以完成一半深度的矩形桩孔3的修孔的步骤之后，还包括：将成孔装置2更换为捞沙斗钻并进行出渣，出渣完成后，将捞沙斗钻更换成成孔装置2。
70.在一些实施例中，通过旋挖钻杆的提升下放及各传动系统21上莱洛钻头的转动，以完成另一半深度的矩形桩孔3的修孔的步骤之后，还包括：将成孔装置2更换为捞沙斗钻并清理剩余的渣土。
71.上述实例超挖量极小，并且欠挖量能够满足钢筋笼下放要求，硬岩矩形桩孔3的快速成孔效果明显。
72.综上，硬岩矩形抗滑桩成孔方法的流程主要包括旋挖引孔、出渣、成孔装置2修孔、出渣的工序。其中：
73.旋挖引孔、出渣的流程包括：
74.1)按照矩形桩孔3成孔短边尺寸选择旋挖筒钻1钻头直径，筒钻1钻头直径等于桩孔短边尺寸；
75.2)使用筒钻1采用两孔法向下钻进1m后，提出筒钻1；
76.3)将筒钻1更换为捞沙斗钻，完成出渣；
77.4)将捞沙斗钻更换为筒钻1，继续钻进，循环往复，完成桩孔引孔。
78.成孔装置2修孔、出渣的流程包括：
79.1)筒钻1钻孔达到深度后，将筒钻1更换为成孔装置2进行修孔；
80.2)修孔深度达到一半桩孔深度后，将成孔装置2更换为捞沙斗钻出渣；
81.3)出渣完成后，将捞沙斗换成成孔装置2，完成剩下桩孔修孔；
82.4)将成孔装置2换位捞沙斗钻，出渣完成后，矩形桩孔3成形。
83.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
84.以上对本技术所提供的硬岩矩形抗滑桩成孔方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。