一种大直径桩群孔施工的方法及导向装置与流程

[0001]
本发明涉及一种大直径桩群孔施工的方法及导向装置，属于建筑施工技术领域。


背景技术：

[0002]
城市建设用地日趋紧张，超高建筑逐渐增多。超高建筑势必引起基础承载力的大幅度提高，为减少桩基数量，提高单桩承载力，桩基逐渐向大直径发展。由于限于现有机械设备和施工方法的影响，如何通过改进机械装置，整合多种施工工艺，从而大幅度提升大直径工程桩的施工进度是当前的攻关对象。目前在进行大直径桩施工时（在本领域内，通常将直径大于或等于2米的桩称为大直径桩），首先是根据大直径桩直径，先沿直径桩边缘钻一些群孔，以达到超前破碎岩层完整性，加快大直径桩成孔进度。然后再采用旋挖机进行大直径桩的挖掘。因此群孔的钻孔质量将直接影响大直径桩的挖掘质量。现有技术在进行群孔钻孔时，没有导向装置，极易造成偏孔废孔，从而影响大直径桩孔的质量和进度。因此现有技术仍存在不足，有待进一步改进。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于，提供一种大直径桩群孔施工的方法及导向装置，以确保群孔施钻过程中定位的准确性和垂直度的有效控制，避免群孔施工过程中发生偏位、废孔，以达到超前破碎岩层完整性，加快大直径桩成孔进度，从而克服现有技术存在的不足。
[0004]
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明的一种大直径桩群孔施工的方法为，该方法是利用旋挖机钻杆作为定位基准；将旋挖机钻头卸除，更换为与旋挖机钻头等直径的定位法兰，并沿定位法兰圆周焊接一组垂直管作为群孔的导向管；导向管上部与一对半圆箍固定连接；钻完一组群孔后将旋挖机钻杆旋转一定角度再钻另外一组群孔，直至钻完所有群孔。
[0005]
前述方法中，所述一对半圆箍与定位法兰之间的距离为3～5米；导向管与一对半圆箍固定连接时，应确保导向管的垂直度。
[0006]
前述方法中，所述一对半圆箍与旋挖机钻杆之间垫有橡胶垫，以增加半圆箍与旋挖机钻杆之间的摩擦力，确保半圆箍与旋挖机钻杆之间无相对运动。
[0007]
根据上述方法构成并用于上述方法的本发明的一种大直径桩群孔施工的导向装置为，该装置包括旋挖机钻杆；旋挖机钻杆底端经一组螺栓组件与定位法兰固定连接；定位法兰上方的旋挖机钻杆经一对半圆箍固定；定位法兰外圆沿圆周均布有一组垂直布置的导向管，导向管下端与定位法兰焊接，导向管上端与一对半圆箍固定连接。
[0008]
前述导向装置中，所述定位法兰包括小环管和大环管，小环管与大环管之间经一组均布的工字钢焊接这整体结构；小环管内焊接有法兰盘，法兰盘底部设有一组沿圆周均布的加强板，法兰盘经一组螺栓组件与旋挖机钻杆底端连接；大环管外圆与导向管垂直焊接。
[0009]
前述导向装置中，所述半圆箍包括小半环管和大半环管，小半环管与大半环管之
间经一组均布的工字钢和槽钢焊接这整体结构；槽钢上设有连接孔，一对半圆箍经一组螺栓组件箍在旋挖机钻杆上；大半环管外圆与导向管上部焊接或固定连接。
[0010]
前述导向装置中，所述小半环管与旋挖机钻杆之间垫有橡胶垫。
[0011]
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明在进行群孔施工时，钻头通过导向管进入桩内，形成定向的钻孔作业，确保了钻孔位置及垂直度控制，同时在工作面允许的条件下，可多台钻机同时进行作业，加快群孔施工进度。完成第一组群孔施工后，转动旋挖钻杆至第二组孔位进行施钻，如此重复直至完成，本发明可以提前进行群孔施钻，超前破坏桩基岩石完整性，为后续大直径桩岩层钻进创造有利条件，缩短成孔关键工期。
附图说明
[0012]
图1是需要钻的大直径桩群孔示意图；图2是本发明的结构原理示意图；图3是本发明的定位法兰的结构示意图；图4是本发明的半圆箍的结构示意图。
[0013]
附图中的标记为：1-旋挖机钻杆、2-螺栓组件、3-定位法兰、4-半圆箍、5-导向管、6-小环管、7-大环管、8-工字钢、9-法兰盘、10-加强板、11-小半环管、12-大半环管、13-槽钢、14-连接孔、15-橡胶垫、16-钢护筒、17-群孔。
具体实施方式
[0014]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0015]
本发明的一种大直径桩群孔施工方法，如图2所示，该方法是利用旋挖机钻杆1作为定位基准；将旋挖机钻头卸除，更换为与旋挖机钻头等直径的定位法兰3，并沿定位法兰3圆周焊接一组垂直管作为群孔的导向管5；导向管5上部与一对半圆箍4固定连接；钻完一组群孔后将旋挖机钻杆1旋转一定角度再钻另外一组群孔17，直至钻完所有群孔17。一对半圆箍与定位法兰3之间的距离为3～5米；导向管5与一对半圆箍4固定连接时，应确保导向管5的垂直度。一对半圆箍4与旋挖机钻杆1之间垫有橡胶垫15，以增加半圆箍4与旋挖机钻杆1之间的摩擦力，确保半圆箍4与旋挖机钻杆1之间无相对运动。
[0016]
按上述方法构成并用于上述方法的本发明的一种大直径桩群孔施工的导向装置，如图2～图4所示，该装置包括旋挖机钻杆1；旋挖机钻杆1底端经一组螺栓组件2与定位法兰3固定连接；定位法兰3上方的旋挖机钻杆1经一对半圆箍4固定；定位法兰3外圆沿圆周均布有一组垂直布置的导向管5，导向管5下端与定位法兰3焊接，导向管5上端与一对半圆箍4固定连接。
[0017]
如图3所示，定位法兰3包括小环管6和大环管7，小环管6与大环管7之间经一组均布的工字钢8焊接这整体结构；小环管6内焊接有法兰盘9，法兰盘9底部设有一组沿圆周均布的加强板10，法兰盘9经一组螺栓组件2与旋挖机钻杆1底端连接；大环管7外圆与导向管5垂直焊接。
[0018]
如图4所示，半圆箍4包括小半环管11和大半环管12，小半环管11与大半环管12之间经一组均布的工字钢8和槽钢13焊接这整体结构；槽钢13上设有连接孔14，一对半圆箍4经一组螺栓组件2箍在旋挖机钻杆1上；大半环管12外圆与导向管5上部焊接或固定连接。如
图2所示，小半环管11与旋挖机钻杆1之间垫有橡胶垫15。
[0019]
具体实施时，导向装置由旋挖机钻杆1和定位法兰3通过机械连接或焊接方式构成。施工前将旋挖机钻头卸除，如图2所示，更换为与旋挖机钻头等直径的定位法兰3，定位法兰3上部的连接口径与旋挖机钻头一致，通过螺栓组件2或插销与旋挖机钻杆1底端固定连接。距定位法兰3上方3米位置，采用一对半圆箍4以旋挖机钻杆1将旋挖机钻杆1箍紧。一对半圆箍4合在一起的直径与定位法兰3直径相等。半圆箍4如图4所示，采用工字钢8和槽钢13焊接而成。施工前根据旋挖机钻杆1的直径设置两个小半环管11构成的钢板环箍，环箍高350mm，厚度20mm。经工字钢8和槽钢13将小半环管11与大半环管12焊接为整体，槽钢13上钻一组连接孔14。固定半圆箍4前，在小半环管11与旋挖机钻杆1交接处设置一道橡胶垫15以增大摩阻力，通过螺栓组件2将一对半圆箍4固定拧紧不得滑移。将工字钢8和槽钢13均匀分布焊接在小半环管11与大半环管12之间，焊接过程中，需保证焊缝质量，并保证工字钢8和槽钢13等高等长，安装平直，焊接完成后复核一对半圆箍4合在一起的直径，并与定位法兰3直径相等。
[0020]
导向管5由六根φ108x6的无缝钢管构成。导向管5垂直固定在定位法兰3和一对半圆箍4外圆。导向管5上下两端不做封口处理，焊接时导向管5下端与定位法兰3底口持平，导向管5上端超出半圆箍4上口200mm，焊接时可通过吊线或测量进行垂直度控制，并保证焊接完成后，导向管5外壁在钢护筒16内。
[0021]
导向装置整体组装完成后，将导向装置置于孔口进行试转动，试转动后进行提升检查，无松动、脱落、变形后方可进行施工。将钻机钻杆通过导向管5向下钻孔，在工作面允许的情况下，可多台钻机同时进行钻孔，从岩层面钻进至桩基底标高位置。每组六个孔施工完成后，将旋挖机钻杆1旋转一定角度，进行第二组群孔17施工，如此重复直至全部群孔17施工完毕，拆除定位法兰3，更换为旋挖钻头或气举反循环钻头进行成孔施工。
[0022]
本发明可以确保群孔施钻过程中定位的准确性和垂直度的有效控制，避免群孔施工过程中发生偏位、废孔，以达到超前破碎岩层完整性，加快大直径桩成孔进度。