山区复杂地形地质桩基施工工法制造技术

本发明专利技术公开了一种山区复杂地形地质桩基施工工法，涉及复杂地形的桩基施工领域。该施工工法根据地层状况不同，同时也根据不同钻机钻孔的地层类型，采用不同的施工工法，包括如下情形：

【技术实现步骤摘要】
山区复杂地形地质桩基施工工法


[0001]本专利技术涉及复杂地形的桩基施工领域，具体为一种山区复杂地形地质桩基施工工法。

技术介绍

[0002]桥梁作为道路系统中的关键和控制部位，在现代化交通中占领着重要的地位，发挥着重要的作用，桥梁的施工质量和耐久性最主要决于桩基基础的施工质量和稳定性。由于桥梁的建造主要是为了跨越山谷地区，减少不必要的弯路，所以在桥梁建设中经常会遇到一些地质较差、环境恶劣的地区。
[0003]旋挖钻机利用可以伸缩的旋式钻杆在钻具重量、油缸压力及动力头扭矩的共同作用下，将地下土、岩屑装入钻头，再用卷扬机提升取土(岩）成孔。旋挖钻机具有适用地层广泛、施工速度快、施工精度高、行走移位方便、施工占地小等优点，非常适合于本标段山区地质的施工。但也有突出缺点是孔壁护壁差，由于旋挖桩机钻进速度快，主要靠切土钻进，孔壁护壁同比钻、冲孔桩要差；特别在软土、砂土、碎砾石地层，塌孔和缩径容易发生。
[0004]冲击钻机利用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锤，上下往复冲击，将土石劈裂、劈碎，部分被挤入井壁之内。通过一定浓度的泥浆将钻渣悬浮出孔外，并起护壁作用。带有钻渣的泥浆经沉淀池沉淀净化后，进入储浆池依次循环使用，形成正循环。优点是设备构造简单，适用范围广，操作方便，所成孔壁较坚实、稳定、坍孔少等。缺点是成孔速度慢，孔底泥渣难以掏尽，桩的承载力不够稳定，冲孔灌注桩成孔工艺较复杂，操作要求较严，易发生质量事故，且间隔时间长，不能立即承受荷载。
[0005]为了尽可能的减少环境对桥梁施工质量的影响，考虑到施工场地条件和水源不足，针对不同的复杂不稳定地层，需要改进桩基施工工艺，采用其他加固措施、施工工艺和机械设备配合旋挖钻机施工，来充分达到提高工效，加快成孔，缩短工期，节约成本的目的。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决山区复杂地形中桥梁的桩基施工存在单独采用不同钻机使得施工存在较多缺陷问题，提供了一种山区复杂地形地质桩基施工工法。
[0007]本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种山区复杂地形地质桩基施工工法，根据地层状况不同，同时也根据不同钻机钻孔的地层类型，施工方法分为如下情形：一、旋挖钻注浆施工，即旋挖钻机穿越碎砾石夹层：1）前期施工：测量放线，钻孔定位
→
设备就位
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安放护筒，使施工符合规范要求，开始后续旋挖进尺；2）碎砾石层注浆加固：旋挖钻机施工具有适用地层广泛、施工效率高优点，但当遇到碎砾石地质时，但由于旋挖钻机施工护壁效果差，极易发生塌孔和缩孔现象；为了充分既能利用钻挖施工效率高的优点，又能保证成孔的稳定性，对碎砾石地层进行高压旋喷注浆加固。因此具体步骤为：旋挖进尺
→
钻孔至碎砾石层，注浆孔布置，根据桩径大小，在桩基周
边布置注浆眼，确定注浆深度，设置双排注浆眼，相邻眼净间距保持约在20cm，保证注浆密实稳定；3）钻孔施工：采用全液压多功能工程钻机配合气动冲击器偏心跟管钻进成孔的工艺进行，冲击钻头采用合金球齿偏心钻头，跟进套管采用90mm无缝钢管，丝扣连接，用高风压空压机供风；钻机安放就位后，采取防斜措施，确保孔位垂直度，开始钻进，直至钻过砂砾碎石层至硬质岩层停钻成孔，取出钻具；4）高喷注浆：钻孔结束后，将台车移至孔位；同时将台车孔口摆动装置调整好方向；高喷浆液采用的水泥为P.042.5普通硅酸盐水泥，按照1:1配置水泥浆液；采用高速搅拌槽搅制浆液时，搅拌时间不少于30s；浆液在使用前应充分过滤，自制备到用完的时间应不超过5h；浆液拌制完成后，采用注浆机插孔注浆；将喷头置于孔底，开始旋喷注浆；下喷具前，预先注入膏状泥浆进行喷灌前堵漏；至孔底后，由下向上开始逐步注浆，注浆至碎砾石层处增加注浆时间，保证该处地层结构的稳定性，加强板结效果；高喷灌浆应全孔连续作业；高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度或回浆量异常的情况时，查明原因，及时处理；5）塌孔处理：若在注浆管下孔过程中，在中间孔径出现微塌现象时，在该处进行注浆，拔出管道后再次进行钻孔，之后下放管道开始注浆；6）注浆完成24小时后，碎砾石层板结完成，旋挖钻机继续开始施工，在旋挖板结的碎砾石层时，适当降低旋挖桩桩头施工速率，穿越该层厚度继续正常施工；二、旋挖钻扩孔施工，旋挖钻机在硬质硅质岩层施工：1）前期施工：测量放线
→
设备就位
→
安放护筒，使施工符合规范要求，开始后续旋挖进尺；在桩基旋挖施工中，前面10~15米为强风化岩层，使用旋挖钻机正常施工，一天内基本可以施工完成强风化层；2）旋挖至中、弱风化层时由于岩质过硬，桩径过大，进尺过慢，采用冲击钻施工（在中、弱硅质等硬质岩石桩基施工）；但由于冲击钻在岩层施工中操作要求较严，易发生质量事故，工序较为繁琐，施工效率慢。且在本工程中由于山区中水源不足，场地有限，使用旋挖钻机用水较多，在水源不足的环境下，采用取芯扩孔施工，先用小钻径钻头进行进尺，然后逐渐增加孔径扩孔，直至设计孔径，根据不同强度的岩层来确定扩孔的次数和直径，具体为：首先一般采用φ0.8米钻头进行取芯施工，在钻径过程中向孔内淋水，降低钻齿的温度，较少磨损；当取芯钻孔日进尺低于5米时开始换大直径钻头进行扩孔，一般直径扩大20~40cm，扩孔过程基本为削石，并且根据现场实际的岩质情况进行确定扩孔的直径，如果岩质过硬扩孔直径小一些，扩孔的效率会比较高；在此直径钻头扩孔至取芯高度时，开始再进一步换大直径钻头扩孔施工，直至达到设计孔径。
[0008]上述采用旋挖钻机施工的工艺，旋挖钻机钻进中风化岩层有一定的难度，真正的问题是如何提升入岩效率，同时还要降低钻具、钻齿的损耗，以及及时检测维护钻杆，并预防偏孔，因此需要注意以下要点：
①
中风化岩强度较高，钻进时阻力较大，在进尺缓慢或不进尺时，通过单一施加更大的轴压取得进尺，钻具在承受巨大轴压的同时，坚硬的地质阻挡进尺，这样一来导致钻斗径向摇摆画弧，并寻找薄弱点，此时容易造成偏孔；所以在施工中需要控制加压力度，使用双底钻斗时，注意中心导向齿类型选配及其高度，使用筒钻时注意外侧导向条尺寸，并可在钻筒中心加装牙轮导向齿，也可加长筒钻起到强制导向作用；
②
中
风化岩不但强度高，其不同成因的岩石所含的成分及结晶颗粒不同，因此有的中风化岩对钻具，钻齿磨损较为严重；针对此问题，首先需要正确选配钻具钻齿类型，选择高品质钻齿，正确排列分布钻齿，发现钻齿磨损及时更换，以免影响钻进负载，间接影响其它钻齿磨损，加注清水给钻齿降温，防上因高温退火加剧钻齿磨损，同时发觉钻体磨损及时修复。
[0009]旋挖桩施工还有突出优点是可以较为突出明显的能看到岩层的地质情况，并且根据施工效率来反应岩层地质情况，若在钻进过程中岩层过硬无法钻进，可进行地质钻探勘测地质情况，寻求设计变更。
[0010]三、旋挖钻机、冲击钻机联合施工，冲击钻机穿越软砂土层施工：一根钻孔桩基础根据不同地层采用两种不同工作原理的钻机设备进行联合施工，充分利用各种设备针对不同地层的优势来达到提高工效，加快本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种山区复杂地形地质桩基施工工法，其特征在于：根据地层状况不同，施工方法分为如下情形：一、旋挖钻注浆施工，即旋挖钻机穿越碎砾石夹层：1）前期施工：测量放线，钻孔定位
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设备就位
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安放护筒，使施工符合规范要求，开始后续旋挖进尺；2）碎砾石层注浆加固：旋挖进尺
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钻孔至碎砾石层，注浆孔布置，根据桩径大小，在桩基周边布置注浆眼，确定注浆深度，设置双排注浆眼，相邻眼净间距保持约在20cm，保证注浆密实稳定；3）钻孔施工：采用全液压多功能工程钻机配合气动冲击器偏心跟管钻进成孔的工艺进行，冲击钻头采用合金球齿偏心钻头，跟进套管采用90mm无缝钢管，丝扣连接，用高风压空压机供风；钻机安放就位后，采取防斜措施，确保孔位垂直度，开始钻进，直至钻过砂砾碎石层至硬质岩层停钻成孔，取出钻具；4）高喷注浆：钻孔结束后，将台车移至孔位；同时将台车孔口摆动装置调整好方向；高喷浆液采用的水泥为P.042.5普通硅酸盐水泥，按照1:1配置水泥浆液；采用高速搅拌槽搅制浆液时，搅拌时间不少于30s；浆液在使用前应充分过滤，自制备到用完的时间应不超过5h；浆液拌制完成后，采用注浆机插孔注浆；将喷头置于孔底，开始旋喷注浆；下喷具前，预先注入膏状泥浆进行喷灌前堵漏；至孔底后，由下向上开始逐步注浆，注浆至碎砾石层处增加注浆时间，保证该处地层结构的稳定性，加强板结效果；高喷灌浆应全孔连续作业；高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度或回浆量异常的情况时，查明原因，及时处理；5）塌孔处理：若在注浆管下孔过程中，在中间孔径出现微塌现象时，在该处进行注浆，拔出管道后再次进行钻孔，之后下放管道开始注浆；6）注浆完成24小时后，碎砾石层板结完成，旋挖钻机继续开始施工，在旋挖板结的碎砾石层时，适当降低旋挖桩桩头施工速率，穿越该层厚度继续正常施工；二、旋挖钻扩孔施工，旋挖钻机在硬质硅质岩层施工：1）前期施工：测量放线
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设备就位
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安放护筒，使施工符合规范要求，开始后续旋挖进尺；在桩基旋挖施工中，前面10~15米为强风化岩层，使用旋挖钻机正常施工；2）旋挖至中、弱风化层时由于岩质过硬，桩径过大，采用冲击钻施工，或者在水源不足的环境下，采用取芯扩孔施工，先用小钻径钻头进行进尺，然后逐渐增加孔径扩孔，直至设计孔径，根据不同强度的岩层来确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊经宇，刘沂，焦晓宇，马炮胜，雒文军，曹永杰，韩国震，李林科，张景涛，王吉，
申请(专利权)人：中铁六局集团太原铁路建设有限公司，
类型：发明
国别省市：