[发明专利]密集孔预松硬斜岩施工技术

说明书

技术领域

本发明属于土木工程领域，特别是涉及一种新型的硬斜岩地质的钻孔桩施工技术，采用潜孔钻机预钻孔定位削弱桩基岩石的抵抗力、纠偏修正斜坡岩面斜孔。

背景技术

无论以往修建铁路与国内各路，还是如今大量修建铁路客运专用线(高速铁路)与高速公路，修筑桥梁是必不可少的，尤其修建高速铁路修筑桥梁路基的比例，比以往修建铁路要高得多。而修筑桥梁的基础(地面以下)常采取钻孔桩方法，钻孔桩通常采取冲击钻施工方法，如遇到斜坡岩面或硬石，施工进度极慢，不但费工费力，而且影响工期。为了解决这一工程难题，结合京沪高速铁路三标段(山东滕州——徐州)荆河特大桥斜坡岩面桩基础施工发明了密集孔预松硬斜岩施工技术，不但大大加快钻孔桩施工进度，而且提高了经济效益，是一项很有作为很有应用前景的施工新技术。

发明内容

潜孔钻机钻孔，就是在桩基钻孔施工前，用潜孔钻机在桩基桩位岩面上钻5～9个，直径210mm的孔洞，在桩位整体、坚硬的岩面(斜坡岩面)上人工制造破碎岩层，通过用潜孔钻机在桩基桩位岩面上钻的多个孔洞，形成“筛子”状的孔洞，有效地减小桩基柱状岩石体积，人为制造桩基岩层的“临空面”，能有效地削弱桩基柱状岩石的抵抗力，斜坡岩面上的孔洞能更好地与钻头刃脚形成咬合作用，防止钻头顺斜坡岩面倾斜方向偏转，从而达到纠偏斜孔。经过潜孔钻机在桩基桩位岩层预钻的多个孔洞，削弱桩基岩石的抵抗力，桩基岩层在钻头的巨大冲击能量作用下容易破碎，从而达到加快施工进度和斜坡岩面纠偏斜孔的目的。

孔洞数量根据桩基直径而定，桩径1.5m，钻孔9个，桩径1.25m，钻孔7个，桩径1.0m，钻孔5个，孔洞深度与桩基设计深度相同，等间距均匀布置在桩基平面内。

附图说明

图1直径150cm钻孔桩钻孔布置示意图；

图2直径125cm钻孔桩钻孔布置示意图；

图3直径100cm钻孔桩钻孔布置示意图。

具体实施方式

1、预钻孔采用SL400型潜孔钻机，SL400型潜孔钻机是一种轻型、高效多功能履带式钻机。该钻机可在多种地层上采用压缩空气潜孔钻进，配合美国英格索兰移动式压缩机XHP1017(排气量1017m3/30.3min，压力范围150-375psig)，钻孔直径105～305mm，最大钻进深度213m。主要用于钻凿水井、监测井、地源热泵孔，也可用于桥梁桩基础探孔的定位和偏孔的修正、以及桩基预钻孔减小桩基岩石的硬度。

2、采用钢套管跟进钻采技术，解决覆盖层不易成孔技术难题，用冲击器、钎头将坚硬的岩层打碎，空气压缩机的高压气流将碎石冲出孔外。用直径200mm钻头、配带对心和偏心扩孔钻具，五点式及多点式预先定位预打孔后，形成孔洞减小桩基岩石的硬度，预钻的多个孔洞有导向作用防止偏孔，桩基钻孔钢护筒跟进冲击钻钻孔，桩基钻孔不偏孔，进尺快。

3、冲击钻孔过程中，由于钻头冲击能量对孔底岩石产生冲击应力，孔底岩石会压屈、压碎，一般采用冲击波动方程式的方法可以接近实际应力值。

表1钻头冲击应力计算参数表

表2预钻孔前、后钻头冲击应力与桩基承载力比值计算表

荆河特大桥钻孔桩基设计持力层δ0＝800～1000kN/m²石灰岩，潜孔钻机预钻孔前、后钻头冲击应力与桩基承载力比值变化显著，荆河特大桥重难点桩基，采用潜孔钻机预钻孔后，桩基钻孔24h进尺一般在1.5～2.0m左右，钻孔进尺快、不偏孔。潜孔钻机在硬度大、溶洞发育、斜坡岩面预钻孔，纠偏斜坡岩面斜孔、加快桩基钻孔施工进度，具有省工时、斜孔纠偏效果好、合理可行等特点。