[发明专利]一种冲击反循环钻机施工钻孔灌注桩的扩孔施工工法

说明书

本发明公开了一种冲击反循环钻机施工钻孔灌注桩的扩孔施工工法，该扩孔施工工法针对桩孔直径大于2.5m的桩孔，包括如下步骤：根据设计桩孔直径，先用初始冲击锤头施工一个小于设计桩孔直径的桩孔，该桩孔破岩截面积约为设计桩孔截面积的60%，然后再使用扩孔冲击锤头扩孔施工到设计桩径，直至施工到设计孔深。本发明将整个桩孔施工分解为初始桩孔和扩孔桩孔的施工，在钻机额定提升冲击锤头重量一定的情况下，与用大口径冲击锤头一个口径施工到设计孔深相比，每平方米破岩截面上可分配到的冲击锤头重量更大，破岩效率更高，设备动力、外形尺寸可大大减小，可降低购买钻机和钻机使用成本，同时初始桩孔和扩孔桩孔的冲击锤头强度更高，故障率低。

技术领域

本发明涉及建筑基础施工领域，具体涉及一种冲击反循环钻机施工钻孔灌注桩的扩孔施工工法。

背景技术

钻孔灌注桩是桥梁、码头、海上风电、高层建筑等基础项目施工中常用的承载基础，随着我国建筑水平的不断提高，灌注桩的口径也越来越大，给钻机施工带来一定难度。现在国内用冲击反循环钻机施工2.5m口径以下的桩孔，一般采用与设计桩径相匹配的冲击锤头的施工，“一径到底”。但要施工2.5米以上口径（如2.8m、3m、3.5m的桩孔）的桩孔，冲击锤头的重量就要提高到25-30t，才能保证破岩效率和冲击锤头刚性强度，这样钻机电机功率、外形尺寸都要显著增加，不节能也不便于运输。如果施工的桩孔口径变大，冲击锤头重量继续使用在施工2.5m桩径时的重量（20t），作为破岩工具的冲击锤头刚性强度偏小，故障率也高，破岩施工效率也将受到显著影响。为解决这一施工技术难题，从施工工法上入手，可以解决以上弊端，并达到良好应用效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种冲击反循环钻机施工钻孔灌注桩的扩孔施工工法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种冲击反循环钻机施工钻孔灌注桩的扩孔施工工法，该扩孔施工工法针对桩孔直径大于2.5m的桩孔，包括如下步骤：根据设计桩孔直径，先用初始冲击锤头施工一个小于设计桩孔直径的桩孔，该桩孔破岩截面积约为设计桩孔截面积的60%，然后再使用扩孔冲击锤头扩孔施工到设计桩径，直至施工到设计孔深。

进一步地，具体包括如下步骤：

S1、根据初始桩孔直径、扩孔桩孔直径，为冲击钻机设计制造（或购买）初始冲击锤头和扩孔冲击锤头；

S2、桩孔施工：

①初始桩孔施工，用初始冲击锤头施工桩孔到设计深度；②扩孔施工，更换扩孔冲击锤头进行扩孔施工，扩孔施工破碎岩土时产生的岩块碎石大部分滚落到初始桩孔内；③待扩孔施工产生的岩块碎石堆满初始桩孔时，更换初始冲击锤头，冲击破碎滚落到初始桩孔内的岩块碎石，施工至设计深度；④继续扩孔施工，待初始冲击锤头将初始桩孔内堆积的岩块碎石破碎完毕并排出孔外，施工到设计孔深时，再次更换扩孔冲击锤头继续扩孔施工；施工至初始桩孔内再次填满扩孔产生的岩块碎石为止，再次更换初始桩孔冲击锤头、扩孔冲击锤头，如此循环往复，直至扩孔至设计孔深。

本发明可以充分发挥出冲击反循环钻机对地层适应性强、施工效率高的特点，与用大口径冲击锤头一个口径施工到设计孔深相比，设备动力、外形尺寸可大大减小，可降低购买钻机和钻机使用成本；在卷扬机和冲击机构提升冲击锤头重量一定的情况下，初始桩孔和扩孔桩孔使用的冲击锤头强度更高，故障率低；将整个桩孔施工分解为初始桩孔和扩孔桩孔的施工，每平方米破岩截面上可分配到的冲击锤头重量更大，破岩效率更高。这是一种通过改进施工工法，就可以实现“小马拉大车”，提高冲击反循环钻机施工钻孔灌注桩效率的好工法。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例中初始桩孔截面积、扩孔桩孔截面积与整个桩孔截面积的比较图；

图2为本发明实施例中初始桩孔施工示意图；

图3为本发明实施例中步骤②的施工示意图；