一种岩土钻进装置、随钻跟管桩、岩土钻进方法与流程

[0001]
本发明涉及桩基工程技术领域，具体涉及随钻跟管桩施工技术领域。


背景技术：

[0002]
在桩基工程中，采用钻头钻挖岩土，钻头外套设有随钻跟管桩，随钻跟管桩在钻进成孔的同时将预应力高强混凝土管桩沉至孔底，桩端可以旋喷注浆或灌注混凝土封闭成桩，管壁外侧可以灌注水泥将或水泥砂浆以提高桩的承载力。通常将随钻跟管桩的靠近钻进方向、靠近钻头的部分称为钻进段。但是，对于随钻跟管桩来讲，桩端持力层为极软岩、软岩(岩土抗压强度frk≤15mpa)时，施工质量和效率基本能得到保证；但对于较硬岩、坚硬岩(岩土抗压强度frk＞30mpa)，由于岩层强度高，钻头很难将岩石磨碎，入岩以后施工效率大为降低。因此，受此因素限制，目前随钻跟管桩桩端持力层一般为软岩。此时，为提高单桩竖向承载力，通常在施工达到持力层设计标高后，采用激振器对已施工管桩进行振动下压，以压密桩底沉渣和提高桩端承载力。但是，很容易使管桩桩身结构振裂，造成桩身施工质量不合格。另外，管桩结构本身具有优良的竖向抵抗静压荷载的能力，桩端持力层为软岩时，岩土体提供的端阻力和沉降控制能力有限，其桩身承载潜力得不到充分发挥，制约了该桩型竖向承载力的进一步提高。


技术实现要素：

[0003]
为了解决上述问题，本发明旨在提供一种岩土钻进装置，以提高钻进到较硬层岩土的能力。
[0004]
为实现上述目的，本发明按以下技术方案予以实现：
[0005]
一种岩土钻进装置，包括具有钻进段的随钻跟管桩，所述随钻跟管桩的钻进段的管腔用于存储液体；还包括设置在所述随钻跟管桩的管腔内的锤击体，所述锤击体具有移动至所述钻进段的末端的移动路径。
[0006]
作为优选，所述随钻跟管桩的钻进段的管壁上设有至少一个贯穿孔。
[0007]
作为优选，所述贯穿孔设置在所述锤击体的移动路径的旁侧。
[0008]
作为优选，所述锤击体包括连接柱，所述连接柱沿远离所述钻进段的方向逐渐缩小。
[0009]
作为优选，所述锤击体还包括与所述连接柱靠近所述钻进段连接的锤击头，所述锤击头沿远离所述连接柱的方向逐渐缩小。
[0010]
作为优选，所述锤击头设置为圆锥体。
[0011]
作为优选，所述随钻跟管桩的钻进段上设有加强结构。
[0012]
一种随钻跟管桩，包括具有钻进段的随钻跟管桩，所述随钻跟管桩的钻进段的管壁上设有至少一个贯穿孔。
[0013]
一种岩土钻进方法，包括上述岩土钻进装置，还包括以下步骤：钻进成孔并安装随钻跟管桩；在随钻跟管腔的钻进段充注液体；在随钻跟管桩的管腔内设置锤击体并使锤击
体下落至随钻跟管桩的末端。
[0014]
作为优选，本发明创造还包排出随钻跟管桩内的岩土碎屑。
[0015]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0016]
1、随钻跟管桩的钻进段能够存储液体，锤击体沿移动路径移动至钻进段的末端过程中形成两股冲击力，包括锤击体直接锤击岩土的力和锤击体下落引起水压陡升而带来的局部液压力，锤击体的冲击力和局部液压力冲击破碎周围软弱岩层，留下强度较高和较完整的岩层，即钻进到较硬层岩土。此时进行水下混凝土浇筑，混凝土与较硬层岩土粘结，随钻跟管桩基础可承受更大的竖向荷载作用。
[0017]
2、设有贯穿孔的随钻跟管桩能够用于形成液体从钻进段的末端到贯穿孔外侧再到贯穿孔内侧的流动回路，从而能够用于冲刷岩土。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]
图1为现有技术中通过钻杆和随钻跟管桩进行钻进的示意图。
[0020]
图2为本发明岩土钻进装置、随钻跟管桩实施例的机构示意图。
[0021]
图3为本发明岩土钻进方法实施例的步骤图。
[0022]
其中：
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1-随钻跟管桩，11-钻进段，12-贯穿孔，2-锤击体，21-连接柱，22-锤击头。
具体实施方式
[0024]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0025]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
[0026]
实施例1
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一种岩土钻进装置，包括具有钻进段11的随钻跟管桩1，随钻跟管桩1的钻进段11的管腔用于存储液体；还包括设置在随钻跟管桩1的管腔内的锤击体2，锤击体2具有移动至钻进段11的末端的移动路径。锤击体2的移动路径如图2上下方向的双箭头所示。
[0028]
随钻跟管桩1的钻进段11的管壁上设有至少一个贯穿孔12。锤击体2下落引起液体流动向岩土施压，再向上沿随钻跟管桩1与岩土体间缝隙流动，再通过贯穿孔12流入随钻跟管桩1内部，形成回流而冲刷，液体通过贯穿孔12形成回流后具备冲刷岩土的能力，进一步增强了岩土钻进装置钻进岩土的能力。贯穿孔12设置在锤击体2的移动路径的旁侧。贯穿孔
12设置在锤击体2的移动路径的旁侧，则锤击体2下落后在贯穿孔12的一侧形成局部低压，则液体回流速度增加，液体回流冲刷岩土的能力增强。
[0029]
锤击体2包括连接柱21，连接柱21沿远离钻进段11的方向逐渐缩小。连接柱21沿远离钻进段11的方向逐渐缩小，则锤击体2在下落靠近钻进段11的末端的过程中，在贯穿孔12的一侧形成的负压不断加剧，进一步增加了液体回流的速度，进一步增强了液体冲刷岩土的能力。锤击体2还包括与连接柱21靠近钻进段11连接的锤击头22，锤击头22沿远离连接柱21的方向逐渐缩小。锤击头22沿远离连接柱21的方向逐渐缩小，则锤击体2直接锤击岩土的力更集中，更有利于击破较硬的岩土层。锤击头22可设置为圆锥体。锤击头22设置为圆锥体，可在岩土层中形成近似倒三角锥形的孔洞，若周围岩层性质不良，如强度较低、裂隙发育，侧壁还可产生扩径效果。
[0030]
实施例2
[0031]
如实施例不同的是，随钻跟管桩1的钻进段11上设有加强结构。加强结构包括增加钢筋网片、钢筋加密、内部预埋钢管等。锤击体2下落过程中动能越来越大，因此越靠近钻进段的末端，锤击体2意外与随钻跟管桩1接触后的结构损伤的可能性更大，设置加强结构能够有效避免意外碰撞因起的随钻跟管桩1的结构损伤。
[0032]
实施例3
[0033]
一种随钻跟管桩1，包括具有钻进段11的随钻跟管桩1，随钻跟管桩1的钻进段11的管壁上设有至少一个贯穿孔12，能够用于形成液体从钻进段11的末端到贯穿孔12外侧再到贯穿孔12内侧的流动回路，从而能够用于冲刷岩土。
[0034]
实施例4
[0035]
一种岩土钻进方法，包括上述岩土钻进装置，还包括如图3所示步骤：s100,钻进成孔并安装随钻跟管桩1；s200,在随钻跟管腔的钻进段11充注液体；s300，升起锤击体2；s400，在随钻跟管桩1的管腔内设置锤击体2并使锤击体2下落至随钻跟管桩1的末端；s500,排出随钻跟管桩1内的岩土碎屑。排出随钻跟管桩1内的岩土碎屑，能够避免岩土碎屑抵消部分冲击力，还能够保证后期随钻跟管桩1内部浇筑混凝土时能够更好地与较硬的岩土层粘结。
[0036]
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。