專利名稱：長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種深基坑支護(hù)工程中護(hù)坡樁的成孔施工方法，特別涉及一種長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法。
背景技術(shù)：
隨著城市建筑的不斷發(fā)展，建筑物的體形也在不斷的向超大化、超高化、超深化發(fā)展。由于基坑開挖深度的逐步加深，其基坑支護(hù)的難度也越來(lái)越大，尤其是在北京地區(qū)的西半部普遍存在一層砂卵石層，其特點(diǎn)是厚度大、密度高、粒徑大，給長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的成孔帶來(lái)的較大困難，使得許多工程無(wú)法采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)進(jìn)行成孔，只得采用其它的成孔方法。如何改進(jìn)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的成孔工藝，使之在砂卵石層中的應(yīng)用得以擴(kuò)展，是提高長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)使用功能的關(guān)鍵。
從八十年代初開始，北京地區(qū)深基坑支護(hù)工程中護(hù)坡樁的成孔施工一般采用人工挖孔樁，當(dāng)遇到砂卵石層時(shí)只要將護(hù)壁的施工質(zhì)量控制好，在砂卵石層中成孔沒(méi)有問(wèn)題。由于人工挖孔樁在施工過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生孔內(nèi)土體塌方，護(hù)壁坍塌、孔口墜物、有毒氣體等事故，鑒于在施工安全方面存在較多問(wèn)題，北京市有關(guān)部門在九十年代初采取了人工挖孔樁許可證制度，開始限制人工挖孔樁的施工，鼓勵(lì)采用機(jī)械成孔。
長(zhǎng)螺旋成孔的施工方法就是在九十年代開始逐步推廣起來(lái)的，由于長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)施工具有施工簡(jiǎn)便、速度快、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)污染等特點(diǎn)，因此在基坑支護(hù)工程施工中得到了比較廣泛的應(yīng)用。但隨著北京地區(qū)基坑開挖深度的不斷加深，長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔進(jìn)入砂卵石層的深度越來(lái)越深，因此砂卵石層中卵石的密度和粒徑也越來(lái)越大，使得長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在砂卵石層中成孔的難度越來(lái)越高。具體的分布情況是，五棵松以西地區(qū)由于砂卵石層的埋深比較淺，砂卵石層中卵石的密度和粒徑比較大，通常采用長(zhǎng)螺旋成孔比較困難，一般采用人工挖孔、沖擊成孔等方式。五棵松以東至西單大街以西這個(gè)區(qū)域內(nèi)，砂卵石層的埋深一般在10.00～15.00M左右，有些地方還是砂卵石層與粘土層交互，存在多層砂卵石層，當(dāng)長(zhǎng)螺旋成孔深度超過(guò)15.00～20.00M后(從自然地面算起)，鉆機(jī)成孔施工的進(jìn)尺速度越來(lái)越慢，成孔的難度越來(lái)越高。長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在砂卵石層中成孔遇到的主要問(wèn)題有1、砂卵石層中卵石的含量較高，鉆具不進(jìn)尺；2、當(dāng)砂卵石層中卵石粒徑較大時(shí)，成孔過(guò)程中大粒徑的卵石帶不上來(lái)，經(jīng)常造成憋鉆、卡鉆現(xiàn)象；3、當(dāng)砂卵石層較厚時(shí)，因其自立較差，提鉆后塌孔現(xiàn)象嚴(yán)重；
4、當(dāng)砂卵石層中含有少量滯水或殘余水時(shí)，極易形成流砂，樁孔塌孔現(xiàn)象嚴(yán)重，護(hù)坡樁成孔施工非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決國(guó)內(nèi)現(xiàn)有深基坑支護(hù)工程中護(hù)坡樁的成孔施工方法的不足與缺陷，提出一種可以通過(guò)將大直徑的卵石擠到兩側(cè)并被排出來(lái)，而且保證孔壁穩(wěn)定、圓滑，不易出現(xiàn)塌孔、鼓肚等現(xiàn)象，降低了施工成本，減少了以往在砂卵石層中采用人工挖孔樁施工的安全隱患的長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法。
本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法，包括如下工藝步驟1)根據(jù)卵石層的埋深、厚度、護(hù)坡樁的長(zhǎng)度、護(hù)坡樁進(jìn)入卵石層的深度來(lái)選擇相應(yīng)功率的動(dòng)力頭和長(zhǎng)螺旋鉆桿和十字形鉆頭；2)按照設(shè)計(jì)位置開始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)，嚴(yán)格控制電流的大小，保持低轉(zhuǎn)速，以保證較大的扭矩；3)進(jìn)入一定深度的卵石層后，將鉆桿全部提出；4)檢測(cè)所鉆孔的孔壁質(zhì)量，測(cè)量出孔壁孔洞的具體位置；5)將粘土回填入所鉆孔中，深度要填充至整個(gè)卵石層以上；6)將擠土裝置安裝于與孔壁有孔洞的位置相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)螺旋鉆桿的螺旋葉片上，將鉆桿再次放入所鉆孔中，開動(dòng)鉆機(jī)使鉆桿下鉆，當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)，將鉆桿全部提出；7)將鋼筋籠放置于所鉆孔中；8)澆灌混凝土。
本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法，在所述工藝步驟1)中的長(zhǎng)螺旋鉆桿為異形塔式鉆桿。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法，可以通過(guò)十字形鉆頭將大直徑的卵石擠到兩側(cè)，再通過(guò)不同直徑的芯管和不同寬度的葉片組成的異形塔式鉆桿將不同粒徑的卵石帶上來(lái)，同時(shí)將置換卵石所用的填土填入孔中，再通過(guò)安裝在螺旋葉片上的擠土器對(duì)孔內(nèi)的粘土進(jìn)行擠壓，使得樁孔四周的粘土得到擠密，以保證孔壁穩(wěn)定、圓滑，解決了孔壁坍塌的問(wèn)題。使用本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法，進(jìn)行護(hù)坡樁的施工，其護(hù)坡樁的孔壁圓滑、規(guī)整，不易出現(xiàn)塌孔、鼓肚等現(xiàn)象，使得樁身混凝土的充盈系數(shù)較小，節(jié)省了樁身混凝土，降低了施工成本，降低了以往在砂卵石層中采用人工挖孔樁施工的安全隱患。
本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法的其他細(xì)節(jié)和特點(diǎn)可通過(guò)閱讀下文并結(jié)合附圖詳細(xì)描述的實(shí)施例便可清楚明了。


圖1為本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法所使用的鉆機(jī)未裝擠土器時(shí)的主視圖；圖2為本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法所使用的鉆機(jī)未裝擠土器時(shí)的左視圖；圖3為本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法所使用的鉆機(jī)未裝擠土器時(shí)的俯視圖；圖4為本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法所使用的鉆機(jī)未裝擠土器時(shí)的仰視圖；圖5為本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法所使用的鉆機(jī)裝上擠土器時(shí)的示意圖；圖6為圖5的A-A向剖視圖；圖7為擠土器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7的俯視圖；圖9為擠土器的立體圖；圖10為圖6安裝另一種結(jié)構(gòu)的擠土器的示意圖；圖11為本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法中打孔置換卵石的示意圖；圖12為本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法中填土的示意圖；圖13為本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法中擠土的示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法所使用的鉆機(jī)，包括鉆頭與長(zhǎng)螺旋鉆桿2。長(zhǎng)螺旋鉆桿2為異形塔式鉆桿，每節(jié)芯管23的外徑都小于上一節(jié)，每節(jié)芯管23上螺旋葉片21的螺距都相等，寬度都大于上一節(jié)。長(zhǎng)螺旋鉆桿2的螺旋葉片21上開有葉片通孔211，長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔鉆機(jī)還設(shè)有擠土器3，擠土器3通過(guò)螺旋葉片21上的通孔可拆卸地安裝在螺旋葉片21上。擠土器3的形狀為弧面片狀，底部設(shè)有兩個(gè)連接支腳31，每個(gè)連接支腳31上開有與螺旋葉片21上的葉片通孔211相適應(yīng)的擠土器安裝通孔301。鉆頭為十字形鉆頭1，十字形鉆頭1包括等腰三角形的扁平的主鉆刃11，在主鉆刃11每一個(gè)面上設(shè)有一個(gè)直角三角形的扁平的副鉆刃12，副鉆刃12的長(zhǎng)直角邊與主鉆刃11的中心線重合，副鉆刃12的長(zhǎng)度小于主鉆刃11的長(zhǎng)度，所述副鉆刃12的寬度小于所述主鉆刃11的寬度，所述主鉆刃11的頂角為40°～70°。主鉆刃11的等腰三角形的兩腰上安裝有硬質(zhì)合金刀片111，兩腰上的硬質(zhì)合金刀片111的位置相互錯(cuò)開，每個(gè)副鉆刃12的斜邊上安裝有硬質(zhì)合金刀片121，兩個(gè)副鉆刃12的斜邊上安裝的硬質(zhì)合金刀片121位置相互錯(cuò)開。
本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法在使用時(shí)，按照如下步驟施工1)根據(jù)卵石層的埋深、厚度、護(hù)坡樁的長(zhǎng)度、護(hù)坡樁進(jìn)入卵石層的深度來(lái)選擇相應(yīng)功率的動(dòng)力頭和長(zhǎng)螺旋鉆桿2和十字形鉆頭1；2)按照設(shè)計(jì)位置開始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)，嚴(yán)格控制電流的大小，保持低轉(zhuǎn)速，以保證較大的扭矩；3)進(jìn)入一定深度的卵石層后，將鉆桿2全部提出；4)檢測(cè)所鉆孔的孔壁質(zhì)量，測(cè)量出孔壁孔洞的具體位置；5)將粘土回填入所鉆孔中，深度要填充至整個(gè)卵石層以上；6)將擠土器3安裝于與孔壁有孔洞的位置相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)螺旋鉆桿2的螺旋葉片21上，將鉆桿2再次放入所鉆孔中，開動(dòng)鉆機(jī)使鉆桿2下鉆，當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)，將鉆桿2全部提出；7)將鋼筋籠放置于所鉆孔中；8)澆灌混凝土。
上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)方案前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法，其特征在于包括如下工藝步驟1)根據(jù)卵石層的埋深、厚度、護(hù)坡樁的長(zhǎng)度、護(hù)坡樁進(jìn)入卵石層的深度來(lái)選擇相應(yīng)功率的動(dòng)力頭和長(zhǎng)螺旋鉆桿和十字形鉆頭；2)按照設(shè)計(jì)位置開始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)，嚴(yán)格控制電流的大小，保持低轉(zhuǎn)速，以保證較大的扭矩；3)進(jìn)入一定深度的卵石層后，將鉆桿全部提出；4)檢測(cè)所鉆孔的孔壁質(zhì)量，測(cè)量出孔壁孔洞的具體位置；5)將粘土回填入所鉆孔中，深度要填充至整個(gè)卵石層以上；6)將擠土裝置安裝于與孔壁有孔洞的位置相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)螺旋鉆桿的螺旋葉片上，將鉆桿再次放入所鉆孔中，開動(dòng)鉆機(jī)使鉆桿下鉆，當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)，將鉆桿全部提出；7)將擠土裝置安裝于與孔壁有孔洞的位置相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)螺旋鉆桿的螺旋葉片上，將鉆桿再次放入所鉆孔中，開動(dòng)鉆機(jī)使鉆桿下鉆，當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)，將鉆桿全部提出；8)將鋼筋籠放置于所鉆孔中；9)澆灌混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法，其特征在于在所述工藝步驟1)中的長(zhǎng)螺旋鉆桿為異形塔式鉆桿。
全文摘要
本發(fā)明長(zhǎng)螺旋置換與擠密鉆孔施工方法，包括根據(jù)卵石層的埋深、厚度、樁的長(zhǎng)度、樁進(jìn)入卵石層的深度來(lái)選擇相應(yīng)功率的動(dòng)力頭和長(zhǎng)螺旋鉆桿和十字形鉆頭；按設(shè)計(jì)位置開始鉆進(jìn)，控制電流的大小，保持低轉(zhuǎn)速；進(jìn)入卵石層后，將鉆桿提出；檢測(cè)所鉆孔的孔壁質(zhì)量，測(cè)量孔壁孔洞的位置；將粘土回填入所鉆孔中，填充至整個(gè)卵石層以上；將擠土裝置安裝于與孔壁有孔洞的位置相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)螺旋鉆桿的螺旋葉片上，將鉆桿再次放入所鉆孔中，開動(dòng)鉆機(jī)使鉆桿下鉆，當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)，將鉆桿提出將鋼筋籠放置于所鉆孔中；澆灌砼。所得到樁的孔壁圓滑、規(guī)整，不易出現(xiàn)塌孔、鼓肚等現(xiàn)象，節(jié)省了混凝土，降低了施工成本，降低了人工挖孔施工的安全隱患。
文檔編號(hào)E21B17/00GK101029559SQ200710065418
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者楊松, 劉登明, 趙朝成, 劉波, 王力生, 張飚, 張開傳, 馬凜 申請(qǐng)人:中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司, 北京中興建土木工程有限公司, 楊松