[发明专利]特殊地质条件下钻孔灌注桩的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特殊地质条件下大直径超长钻孔灌注桩的施工方法，属于路桥施工技术领域。

背景技术

随着我国交通事业的快速发展，桥梁工程越来越成为国家基础设施建设的重要一环，钻孔灌注桩的应用也越来越普遍，技术也日趋成熟。但是，公路施工的特殊性决定了遇到的地质结构不可能是简单地重复，不同的地区、不同的地段有着不同的特点，实际的的操作方法也有很多，回旋钻、冲击钻、旋挖钻就是有针对性地分别适用于不同的地质结构的工具。但是，一些特殊地区或工程单纯使用一种钻孔工艺，效率非常低下，例如在一些旧桥拆除重建项目上，急需探索一种有效的方法，以解决施工中遇到的特殊问题。八十年代前后，我国跨铁路营运线等干线公路上修建了大量的跨线桥，但是，这些铁路立交桥修建时没有充分预见到我国三十多年改革开放取得的巨大成就以及经济高速发展带来的交通压力，以至于设计等级较低，加上目前公路交通量较大，重载、超载车辆的屡禁不止，对铁路桥梁结构影响较大，给当年修建的跨线桥留下了巨大的安全隐患。结合以人为本、安全第一的国策，我国公路跨线桥势必要进入全面升级改造阶段，拆除重建势在必行。由于是旧桥拆除重建，而且这些旧桥往往跨越我国的部分干线铁路，桥梁位置相对固定，桩基位置也相对位移有限，因此新桥的桩基施工过程中可能会遇到多种复杂的地质情况，给桩基施工带来新的课题。

首先，如图2所示，新建桥梁或旧桥拆除重建项目有些桩基位于原有路基上，而原路基有的是在抛石挤淤或其他特殊的地质条件基础上修筑起来的，路基下一定深度处存在有处理软基的片石，水位较浅，如图1所示，图1左边是鱼塘，右边是稻田，都是软弱地质，因此不能利用开挖方式直接清除桩位处片石，回旋钻机无法钻进；第二，如图3中所示，跨铁路线桥梁桩位距离铁路营业线边坡坡脚较近，桩位处于软土地基上，在铁路建设或维修时，在桩位处埋设有钢轨排架加固路基，由于钢轨排架布置在地面下深达数米，浅层钢轨排架可以开挖拔除，但深层钢轨排架拔除难度较大，不仅水位太浅而且还会影响铁路营业线的路基稳定，因此不具备大面积开挖拔除深层钢轨排架的条件，不拔除回旋钻机又无法钻进；第三，如图5中所示，有岩层侵入桩位上部，或者新桥桩位与旧桥桩位净距过近，旧桥桩基上部扩孔混凝土侵入新桥桩位，回旋钻机无法钻进。

发明内容

针对上述的问题，本发明的目的在于提供一种特殊地质条件下钻孔灌注桩的施工方法，能够大大提高特殊地质条件下的钻孔工作效率。现有技术中，在砂土地质中冲击钻进尺相当缓慢，有时一天进尺只有一两米，五十米以上的长桩使用冲击钻往往需要半月甚至二十多天，而使用回旋钻机利用反循环施工工艺钻进在砂土地质中每小时进尺可达五六米甚至更多，五十多米的长桩十小时左右即可完成，工效相差十几倍以上，回旋钻的钻孔费用大大降低，工期大大缩短，更带来了巨大的隐性经济效益，但是在一些特殊地质条件下回旋钻又不能完全解决问题，例如上述提到的几种情况，因此，在上部地质中含有回旋钻无法钻进物质的超长桩基中，利用回旋钻与冲击钻搭配使用，把握好冲击锤砸碎孔内的辅助石块的时机，适时更换为回旋钻，是一种对特殊地质钻孔的行之有效的方法。

 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下所描述：

一种特殊地质条件下钻孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤： 

步骤1：用挖掘机挖出护筒基坑，对中埋入钢护筒并加固；

步骤2：用冲击钻机在特殊地层中进行冲击钻进；

步骤3：当完成特殊地层的钻进且辅助钻进的片石或鹅卵石已彻底被击碎后提出钻头，更换回旋钻机，利用反循环施工工艺继续进尺直至成孔。

进一步，步骤1中对中埋入钢护筒时，在钢护筒四周用黏土分层回填并夯实；在软弱地质情况下可以采用水泥土或素混凝土进行加固。

进一步，步骤1和步骤２中遇到钢轨排架时的处理方法如下：

ａ．拔除上层钢轨排架，对中后埋入钢护筒，用素混凝土对钢护筒四周进行回填加固，将钢护筒和混凝土进行连接处理；

ｂ．在冲击钻头正锥四周加固四根成45°角的合金高碳钢棒，在混凝土强度达到C20后，用冲击钻进行抛石冲击施工，当抛石冲击至钢护筒向上拱起2㎝后，确认桩基外围的淤泥抛石填实加固完成，取出冲击钻头，用气割将45°角的合金高碳钢棒割去，恢复冲击钻头正常状态；

ｃ．当冲击钻进尺到接触第二层钢轨排架时，将直径为20㎝的坚硬鹅卵石投入孔内，利用冲击钻冲击鹅卵石所产生的横向分力向四周冲挤钢轨排架，直至冲击钻将钢轨排架冲击挤压至桩基四周孔壁内。