[发明专利]一种环形钻孔嵌岩桩施工方法及设备

说明书

本发明公开了一种环形钻孔嵌岩桩施工方法及设备，施工方法包括依次进行的打设钢护筒、采用沿圆周方向连续排布呈环形的多个潜孔锤钻进形成具有环形断面的钻孔、沿钢护筒内壁打设钢管桩、在所述钢管桩与具有环形断面的钻孔之间的内外侧空隙处灌注有混凝土层和灌注过程中拔出钢护筒；设备包括自上而下依次连接的钢桁架、环形底盘、多根沿圆周方向竖直设置在环形底盘下方的钻杆和多个一一对应安装在钻杆底端的潜孔锤；相邻潜孔锤上下错落布置且钻头在同一水平面上的投影部分重合；该施工方法及相应设备采用潜孔锤钻孔形成可植入嵌岩桩的环形断面，降低了大直径嵌岩桩施工成本，钻进效率高、成孔质量好，尤其对坚硬岩层的钻进，钻进效率提高更为明显。

技术领域

本发明涉及嵌岩桩施工技术领域，特别涉及一种环形钻孔嵌岩桩施工方法及设备。

背景技术

在桩基基础结构中，嵌岩桩具有承载力高、沉降量小的优点，嵌岩桩在公路、桥梁、港口、风电等领域广泛应用，并已逐渐向大直径嵌岩桩发展，对于硬岩钻进，潜孔锤是一种行之有效的钻进设备，近些年来发展迅速，应用领域不断拓宽。现有嵌岩桩施工需对钻孔进行全断面破碎，对于大直径硬岩钻孔，碎岩面积随孔径平方值增大，全断面钻进必然使潜孔锤碎岩能量大幅度增加，从而使动力设备庞大，动力消耗高，增加钻孔成本，环形断面钻进可大幅度减小碎岩面积，节省能耗，提高效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服现有嵌岩桩施工需要全断面破碎岩石的缺点的环形钻孔嵌岩桩施工方法。

本发明的另一目的是提供一种适用于上述环形钻孔嵌岩桩施工方法的环形组合式潜孔锤钻进设备。

为此，本发明技术方案如下：

一种环形钻孔嵌岩桩施工方法，步骤如下：

S1、将钢护筒起吊至施工位置的正上方，起吊打桩锤打设所述钢护筒至所述钢护筒的底端端面到达岩层顶面处；

S2、架设钻机，通过与每个潜孔锤连接的钻杆将沿圆周方向连续排布呈环形的多个潜孔锤沿所述钢护筒内壁下放，同时启动潜孔锤依次冲钻土层和岩层至桩底标高处，形成具有环形断面的钻孔；

其中，沿圆周方向连续排布呈环形的多个潜孔锤通过调整与其连接钻杆的长度，使相邻潜孔锤上下错落布置且相邻潜孔锤的钻头在同一水平面上的投影部分重合；

S3、沿所述具有环形断面的钻孔孔壁打设钢管桩至所述钢管桩的底端端面达到设计标高处，使所述钢管桩嵌入至具有环形断面的钻孔内；

S4、在所述钢管桩内壁与所述具有环形断面的钻孔孔壁之间的空隙处，以及所述钢管桩外壁与所述具有环形断面的钻孔孔壁之间的空隙处灌注有混凝土层；

S5、当混凝土灌注至土层段时，在混凝土初凝前拔出所述钢护筒，或边灌注混凝土边拔出所述钢护筒，即完成一个嵌岩桩的施工。

优选，在步骤S1中，所述钢护筒的高度大于施工位置处的土层深度。

优选，在步骤S2中，潜孔锤钻进的同时进行清孔排渣。

优选，所述钢护筒的直径比所述钢管桩的直径至少大1000mm。

优选，所述钢管桩的内径比所述钻孔的内径至少大400mm；所述钻孔的外径比所述钢管桩的外径至少大400mm。

优选，灌注在所述钢管桩内壁与所述具有环形断面的钻孔孔壁之间空隙处的混凝土层的高度≥2m。

优选，灌注在所述钢管桩外壁与所述具有环形断面的钻孔孔壁之间空隙处的混凝土层的高度与土层顶面齐平或略超出土层顶面。