一种钻孔灌注桩成孔方法技术

本申请涉及一种钻孔灌注桩成孔方法，其涉及岩土勘察施工技术领域，其包括施工前准备、埋设护筒、钻孔、清孔、钻排水孔、扩孔等步骤，在扩孔步骤中通过三次挤扩逐步将钻孔时预钻的桩孔挤扩至设计的桩孔直径。本申请具有在成孔过程少量排土，可减少对施工环境的污染，降低施工排污的成本的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种钻孔灌注桩成孔方法
本申请涉及岩土勘察施工的领域，尤其是涉及一种钻孔灌注桩成孔方法。
技术介绍
目前，工程钻机是一种用于高层建筑、桥梁基础设施等工程中的大口径灌注桩施工的钻机；主要作用是带动钻具破碎孔底岩石以及下入或提出在孔内的钻具，可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样以及液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。相关技术的钻孔混凝土灌注桩已在我国的各类工业与民用建筑领域广泛的应用，其成孔方法可采用回转正反循环钻进成孔、冲击成孔、旋挖钻进取土等方法。这些方法的共同特点是：成孔过程需要进行桩孔排土，其排土方式主要为泥浆排土。针对上述中的相关技术，专利技术人认为存在有如下缺陷：成孔过程中的排土方式会形成大量的泥浆，而泥浆的大量排放易导致后期清理施工现场需要花费大量清理成本。
技术实现思路
为了改善成孔采用泥浆排土的方式易造成大量的清理成本的问题，本申请提供一种钻孔灌注桩成孔方法。本申请提供的一种钻孔灌注桩成孔方法采用如下的技术方案：一种钻孔灌注桩成孔方法，包括如下步骤：施工前准备：现场勘测、施工设备和施工材料进场；钻孔：对灌注桩的桩位定点，工程钻机就位、对中、调平，采用长螺旋取土钻具正向钻进形成桩孔，首次成孔的桩孔直径小于灌注桩设计的桩孔直径，且取土钻具的轴线与桩孔的轴线重合；清孔：清孔：取土钻具通过转动的螺旋叶片旋转削土，并在削土的同时将桩孔孔内的泥土沿螺旋叶片排出至孔口；位于桩孔孔口的泥土被集中清理并运输至泥土堆放场地，用于回填土施工时使用；取土钻具正向回转提升复位；钻排水孔：在灌注桩桩位四周，预先钻取若干个竖向的排水孔，排水孔中安装塑料排水板或充填中砂，使得扩孔时地层中富集的水分被挤压至排水孔溢出；扩孔：工程钻机退出桩位，更换取土钻具，采用挤扩钻具；随后工程钻机二次就位、对中，所述挤扩钻具位于桩孔上方；所述挤扩钻具包括引钻机构和挤钻机构，所述引钻机构用于首次扩孔时正向螺旋转动并钻挖桩孔孔壁，所述挤钻机构与所述引钻机构同转并在首次扩孔后压实桩孔的壁面，形成第二次扩孔；所述引钻机构反向回转并带动所述挤钻机构反向回转，此时所述挤钻机构逐渐撑开并旋转挤压孔壁的壁面，进行第三次扩孔，直至将桩孔经第二次扩孔时挤密后的环状土体再次挤扩至设计的孔孔径。通过采用上述技术方案，成孔过程中，通过钻孔及三次扩孔的方式成型桩孔，钻孔时采用长螺旋的取土钻具，取土钻具在转动时钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外，排土过程中未产生泥浆，且土块可以被作为回填土再次利用。通过挤压扩孔的方式成型桩孔，使土体被充分的挤密，可以在灌注桩周围形成密实的外壳，可有效增加孔壁的稳定性减少坍垮，有利于后续钢筋笼的安装与混凝土导管的安装，以及混凝土的灌注与成桩。由于挤扩作业成孔过程中不排土或少排土，可以减少渣土外运及泥浆的污染，有利于改善施工环境并减少施工现场的清理成本。优选的，扩孔步骤里的引钻机构包括钻机立柱、动力头、钻杆和螺纹钻头，所述钻机立柱与所述工程钻机的本体连接，且所述钻机立柱竖直设置；所述动力头位于所述钻机立柱的一侧并沿所述钻机立柱的长度方向滑移设置；所述钻杆的一端与所述动力头的输出轴连接，所述钻杆的另一端与所述螺纹钻头可拆卸连接。通过采用上述技术方案，钻机立柱可以便于安装动力头并为钻杆提供导向；动力头可以驱动钻杆转动，且随着动力头沿钻机立柱的长度方向升降可以带动钻杆和螺纹钻头边螺旋开挖桩孔边钻进。钻杆与螺纹钻头可拆卸连接，可以便于更换不同直径的螺纹钻头以方便不同直径的桩孔的引钻。优选的，所述引钻机构还包括若干导向板，所述导向板均布于所述钻杆周向且所述导向板的一端与所述钻杆连接，另一端朝向远离所述螺纹钻头一侧撑开设置；所述挤钻机构安装于所述钻杆上，且位于所述导向板远离所述螺纹钻头的一侧。通过采用上述技术方案，通过导向板的导向，可以便于桩孔的内壁从螺纹钻头的外径过渡到挤钻机构的外径，提升桩孔的扩孔效果。优选的，所述挤钻机构包括驱动件、第一滑动环、第二滑动环、若干支撑件和限位件，所述驱动件安装于所述钻杆处，所述第一滑动环和所述第二滑动环套设于所述钻杆周向并受所述驱动件驱动沿所述钻杆的轴向滑移设置；所述支撑件均布于所述第一滑动环周向，所述支撑件包括第一支撑杆、第二支撑杆、转动杆、连接杆、挤压刀头，所述第一支撑杆的一端与所述第一滑动环周壁铰接，所述第二支撑杆的一端与所述第二滑动环周壁铰接；所述第一支撑杆远离所述第一滑动环的一端与所述转动杆铰接，所述第二支撑杆远离所述第二滑动环的一端也与所述转动杆铰接；所述连接杆的一端与转动杆铰接，另一端与所述挤压刀头固定连接，所述挤压刀头远离所述连接杆的一端挤压桩孔内壁设置；所述限位件安装于所述钻杆周向并限制所述挤压刀头于所述钻杆与桩孔内壁之间定向位移。通过采用上述技术方案，驱动件驱动第一滑动环和第二滑动环相向滑移，第一支撑杆和第二支撑杆远离转动杆的一端相互靠近，使得转动杆的相对位置朝向远离钻杆的一端逐渐远离，由于挤压刀头被限位件限制只能定向位移，所以转动杆远离钻杆推动连接杆和挤压刀头朝向远离钻杆的一端位移，从而使得支撑件撑开，起到扩大挤钻机构整体外径的效果。被撑开的挤压刀头在旋转作用力下对桩孔进行第三次扩孔。优选的，所述限位件采用限位盘，所述限位盘固定套设于所述钻杆周向，所述限位盘朝向所述挤压刀头的一侧设置有导向槽，所述导向槽自所述钻杆外壁朝向桩孔内壁处延伸设置；所述挤压刀头朝向钻杆一侧设置有导向块，所述导向块嵌入所述导向槽内并沿所述导向槽的延伸方向滑移设置。通过采用上述技术方案，限位盘可以限制挤压刀头的在钻杆轴向的位置，导向块便于挤压刀头沿导向槽的延伸方向定向滑动。且由于导向块在挤压刀头朝向钻杆一侧，所以可以将限位盘的外径设计成小于等于支撑件收拢时的外径，减少限位盘在挤压构件第二次扩孔时破坏桩孔内壁。优选的，所述钻杆内部中空，所述钻杆周壁上开设有两个安装孔，所述钻杆位于所述安装孔处设置有安装板；所述驱动件位于所述钻杆内部，所述驱动件包括驱动气缸和电磁铁，所述驱动气缸的一端侧壁对应与所述安装板朝向所述钻杆内部的一侧连接，所述驱动气缸的另一端为输出轴，所述驱动气缸的输出轴与所述电磁铁连接，所述驱动气缸竖直设置且其轴线与所述钻杆的轴线重合设置；两个所述电磁铁分别与所述第一滑动环和所述第二滑动环磁性连接。通过采用上述技术方案，安装孔可以便于驱动件放置于钻杆内，安装板便于固定驱动件且可以封堵安装孔。驱动气缸的输出轴相对设置，驱动气缸启动带动两个电磁铁相向靠近，由于电磁铁与第一滑动环和第二滑动环磁性连接，所以第一滑动环与第二滑动环也相对靠近，从而带动支撑件撑开。优选的，扩孔步骤后应验孔：向经过扩孔的桩孔内吊入探孔器，检测桩孔直径和垂直度，为放下钢筋笼做准备。通过采用上述技术方案，验孔步骤通过探孔器检测桩孔直径和垂直度，检验桩孔的尺寸是否符合要求，若合格，可以使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻孔灌注桩成孔方法，其特征在于：包括如下步骤：/n施工前准备：现场勘测、施工设备和施工材料进场；/n钻孔：对灌注桩的桩位定点，工程钻机（1）就位、对中、调平，采用取土钻具（11）正向钻进形成桩孔（12），首次成孔的桩孔（12）直径小于灌注桩设计的桩孔（12）直径，且取土钻具（11）的轴线与桩孔（12）的轴线重合；/n清孔：取土钻具（11）通过转动的螺旋叶片旋转削土，并在削土的同时将桩孔（12）孔内的泥土沿螺旋叶片排出至孔口；位于桩孔（12）孔口的泥土被集中清理并运输至泥土堆放场地，用于回填土施工时使用；取土钻具（11）正向回转提升复位；/n钻排水孔（8）：在灌注桩桩位四周，预先钻取若干个竖向的排水孔（8），排水孔（8）中安装塑料排水板或充填中砂，使得扩孔时地层中富集的水分被挤压至排水孔（8）溢出；/n扩孔：工程钻机（1）退出桩位，更换取土钻具（11），采用挤扩钻具（2）；随后工程钻机（1）二次就位、对中，所述挤扩钻具（2）位于桩孔（12）上方；所述挤扩钻具（2）包括引钻机构和挤钻机构，所述引钻机构用于首次扩孔时正向螺旋转动并钻挖桩孔（12）孔壁，所述挤钻机构与所述引钻机构同转并在首次扩孔后压实桩孔（12）的壁面，形成第二次扩孔；/n所述引钻机构反向回转并带动所述挤钻机构反向回转，此时所述挤钻机构逐渐撑开并旋转挤压孔壁的壁面，进行第三次扩孔，直至将桩孔（12）经第二次扩孔时挤密后的环状土体再次挤扩至设计的桩孔（12）孔径。/n...

【技术特征摘要】
1.一种钻孔灌注桩成孔方法，其特征在于：包括如下步骤：
施工前准备：现场勘测、施工设备和施工材料进场；
钻孔：对灌注桩的桩位定点，工程钻机（1）就位、对中、调平，采用取土钻具（11）正向钻进形成桩孔（12），首次成孔的桩孔（12）直径小于灌注桩设计的桩孔（12）直径，且取土钻具（11）的轴线与桩孔（12）的轴线重合；
清孔：取土钻具（11）通过转动的螺旋叶片旋转削土，并在削土的同时将桩孔（12）孔内的泥土沿螺旋叶片排出至孔口；位于桩孔（12）孔口的泥土被集中清理并运输至泥土堆放场地，用于回填土施工时使用；取土钻具（11）正向回转提升复位；
钻排水孔（8）：在灌注桩桩位四周，预先钻取若干个竖向的排水孔（8），排水孔（8）中安装塑料排水板或充填中砂，使得扩孔时地层中富集的水分被挤压至排水孔（8）溢出；
扩孔：工程钻机（1）退出桩位，更换取土钻具（11），采用挤扩钻具（2）；随后工程钻机（1）二次就位、对中，所述挤扩钻具（2）位于桩孔（12）上方；所述挤扩钻具（2）包括引钻机构和挤钻机构，所述引钻机构用于首次扩孔时正向螺旋转动并钻挖桩孔（12）孔壁，所述挤钻机构与所述引钻机构同转并在首次扩孔后压实桩孔（12）的壁面，形成第二次扩孔；
所述引钻机构反向回转并带动所述挤钻机构反向回转，此时所述挤钻机构逐渐撑开并旋转挤压孔壁的壁面，进行第三次扩孔，直至将桩孔（12）经第二次扩孔时挤密后的环状土体再次挤扩至设计的桩孔（12）孔径。


2.根据权利要求1所述的一种钻孔灌注桩成孔方法，其特征在于：扩孔步骤里的引钻机构包括钻机立柱（21）、动力头（23）、钻杆（24）和螺纹钻头（25），所述钻机立柱（21）与所述工程钻机（1）的本体连接，且所述钻机立柱（21）竖直设置；
所述动力头（23）位于所述钻机立柱（21）的一侧并沿所述钻机立柱（21）的长度方向滑移设置；
所述钻杆（24）的一端与所述动力头（23）的输出轴连接，所述钻杆（24）的另一端与所述螺纹钻头（25）可拆卸连接。


3.根据权利要求2所述的一种钻孔灌注桩成孔方法，其特征在于：所述引钻机构还包括若干导向板（3），所述导向板（3）均布于所述钻杆（24）周向且所述导向板（3）的一端与所述钻杆（24）连接，另一端朝向远离所述螺纹钻头（25）一侧撑开设置；
所述挤钻机构安装于所述钻杆（24）上，且位于所述导向板（3）远离所述螺纹钻头（25）的一侧。


4.根据权利要求3所述的一种钻孔灌注桩成孔方法，其特征在于：所述挤钻机构包括驱动件（4）、第一滑动环（5）、第二滑动环（51）、若干支撑件（6）和限位件（7），所述驱动件（4）安装于所述钻杆（24）处，所述第一滑动环（5）和所述第二滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬锋，李全军，郑成勇，单林锋，李凡罡，张珺却，
申请(专利权)人：江苏省岩土工程勘察设计研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32