[发明专利]一种硬质岩桩的潜孔锤-旋挖联合成孔方法

说明书

一种硬质岩桩的潜孔锤‑旋挖联合成孔方法，涉及一种硬质岩桩的成孔装置/方法技术领域，通过旋挖钻机钻进上部土层、卵砾石层以至于软—中硬质节理较发育的基岩，然后在硬质岩层利用气动潜孔锤钻出潜孔锤引孔，预先形成自由面，促使裂纹节理的发育扩展，最终旋挖钻机进行二次钻进完成灌注桩成孔工作。原理简单，适用范围广。成孔效率高，降低工程成本。解决了钻进硬岩旋挖钻机效率低下的难题。与单独使用旋挖钻机进行钻进相比，成孔效率更高，大大缩短了施工周期，减少钻头钻齿磨损，且降低机器钻进时的震动大，延长机器寿命，综合降低工程成本。装置常见，加工简易，成本低。机械设备均于市面常见，经济效益可观。

技术领域

本发明涉及一种硬质岩桩的成孔装置/方法技术领域，更具体地，是一种硬质岩桩的潜孔锤-旋挖联合成孔方法，适合在硬质岩地层使用。

背景技术

建筑工程基坑支护中的围护桩施工多以旋挖钻机成孔。旋挖钻机以旋转切削方式进行钻进，具有输出扭矩大、轴向压力大、自身钻进效率高、成孔质量好、环境污染小、行走移位方便及作业成本相对较低等特点，是工程中常用设备且好调配。通过配置适用的钻具可以高效率地在各种土层、卵砾石层以至于软—中硬质节理较发育的基岩等地质进行成孔作业，取得了良好的成孔效果。

对于较完整及层理裂隙不发育的中—硬质的基岩地层，单纯采用旋挖钻机钻进则存在很大的难度。虽有旋挖钻机使用牙轮筒钻钻头钻入微风化岩石的例子，但钻机钻入硬岩时只依靠较大的扭矩和较大的加压力，通过钻头对岩体进行切削或磨碎，再将岩屑(岩心)通过钻头提钻排至孔外。如此反复钻进和出渣，造成钻齿磨损严重，且存在机器震动大影响机器的使用寿命、进尺效率低及施工经济性差等缺点，不利于施工工期和成本控制。

“气动潜孔锤”是建筑基础工程中成孔作业中的一种施工工具，由气动冲击器和钻头组合配套，配置在普通的钻机上。它利用压缩空气作为动力，推动潜孔锤工作，利用冲击器对钻头的往复冲击作用来达到破碎岩石的目的，被破碎的岩屑随潜孔锤工作后排出的废气携带到地表，具有快速入岩及钻孔质量好等优点。尤其是在坚硬岩层中，气动潜孔锤的钻进效率是普通钻机的3～10倍，只是作业成本较高。

目前采用潜孔锤入岩施工的传统施工方法为正循环钻进，压缩气体通过钻杆上的进气通道到潜孔锤，气体驱动潜孔锤钻进，废气从潜孔锤的排气孔排出，废气同时携带岩渣屑由孔壁与钻杆外壁的环状间隙一同排出至地表，形成正循环钻进。气动潜孔锤正循环钻进时，高速气流冲刷孔壁，不利于孔壁稳定。废气将粉状的岩渣排出，粉尘弥漫，影响施工，容易造成环境污染。当钻孔直径较大(例如大于16cm)时，驱动气动潜孔锤工作的进气量小于排渣所需的风量，造成排渣困难。

综上所述，如何结合“气动潜孔锤”和“旋挖钻机”各自的优点来提高钻孔效率，解决硬质岩区域大直径桩成孔困难的问题已成为行业内急需解决首要问题，故有必要提供一种方法，利用气动潜孔锤与旋挖钻机组合，实现硬质岩区域的快速成孔施工。

发明内容

本发明提供一种硬质岩桩的潜孔锤-旋挖联合成孔方法，以解决现有单纯采用旋挖钻机钻进困难的问题。

本发明提供一种利用现有旋挖钻机与气动潜孔锤相结合的分级钻进方法。

通过旋挖钻机快速钻进上部土层、卵砾石层以至于软—中硬质节理较发育的基岩，然后在硬质岩层利用气动潜孔锤钻出小孔径的桩孔，预先形成自由面，促使裂纹节理的发育扩展，最终旋挖钻机进行二次钻进完成灌注桩成孔工作。

本发明使用的设备主要包括旋挖钻机、气动潜孔锤、护筒和潜孔锤成孔导向器。

通过测量放线进行桩孔的钻进定位，标记具体位置，采用一般旋挖钻机在施工平台就位。

基于桩基的直径大小选择相匹配的护筒(钢护筒)，采用钻埋法，调整所述旋挖钻机位置，使得所述护筒正对所述具体位置，埋设至基岩面，所述护筒的筒口高出所述施工平台表面的高度在20-30cm之间，形成圆形的桩孔。所述护筒的整个圆周壁紧贴周围土层，防止桩芯土钻取过程中发生塌孔。