一种岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法与流程

本发明涉及桥梁桩基施工工艺，特别涉及了一种岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法。

背景技术：

随着高速铁路、公路建设不断加快，桥梁占线路的比重大，且几乎均为桩基础，部分桥梁基础位于山区、沟谷、陡坡、城市闹市区、既有线边、地铁边及重要建筑附近，周围环境复杂有重大危险源不允许爆破的地区交通条件差大型钻孔设备很难达到，采用传统钻机成孔或人工爆破开挖桩基工艺无法成桩。

技术实现要素：

本发明的目的是对部分桥梁基础施工受周边环境影响周边有重大危险源不允许爆破的地区，交通条件差大型钻孔设备很难达到的地区，特提供了一种岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法。

本发明提供了一种岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法，其特征在于：所述的岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法，利用水钻取芯机沿桩径内沿钻孔取芯，将桩芯和桩壁分离形成临空面，在桩芯上打孔安装静态胀药，把岩石胀裂后利用卷扬机吊出孔外；循环施工直至孔底完成桩基成孔；

利用水钻取芯机沿桩径内沿钻孔取芯，在桩芯上打孔，安装静态胀药，把岩石胀裂后利用卷扬机吊出孔外，达到成桩的目的；

水钻打孔位置放样后通过人工安装膨胀螺丝固定钻芯机，孔的尺寸大小及深度由钻头和钻杆决定的；水钻在施工过程中，不会出现震动，而且噪音比较小，并且由于施工过程中有水的加入，没有粉尘飘散；水钻施工时，不会对钻孔周围的岩石进行破坏，不需要后期处理工作；

水钻取芯机，钻筒直径为5cm～16cm，钻杆60cm～100cm；

静态胀药是以铁相包裹的CaO结晶为膨胀源的高效无声破碎手段，其生料硅率0.1～1.5，铁率0.1～1.0，石灰饱和系数4.0～9.5，适宜的矿物组成是净CaO—65～90％，硅酸三钙C－[3]S—15～25％，铁相8～20％，烧成温度1400℃～1600℃，文中均为质量百分比；

此种熟料中加入5％以下外加剂，磨细到比表面积2100±600cm+3/g，膨胀力大于78兆帕/厘米，最低使用温度为0℃；

用自制钢筋笼式探孔器进行孔径检查，长度为4～6D，D为挖孔桩直径，直径为设计桩径，采用卷扬机钢丝绳将探孔器连接牢固，吊放入孔内，使孔中心，试笼中心与起吊钢丝绳保持一致。

桩基孔径不小于设计桩径；孔深不小于设计深度+5cm；倾斜度小于0.5％。

主要突出特点：安全，无声膨胀剂胀裂物体过程中无振动、无噪音、无飞石、无粉尘、无有害气体，效率高，不中断交通，不停工停产，居民区环境下最理想的破碎工具；

作用原理；静态胀药和适量水调成流动状浆体，直接灌入钻孔中，经水化反应，使晶体变形，随时间的增长产生巨大膨胀压力，包括径向压应力和环向拉应力，缓慢地、静静地施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，将岩石胀裂、破碎。

具体操作步骤为：

步骤一：根据现场实际地质情况，拟定水钻取芯机的型号，钻杆的长度、及钻孔平面布置；

步骤二：利用水钻取芯机，沿桩径内沿钻若干个孔，孔孔相连，确保桩芯就和桩壁分离了，形成了桩芯的临空面；

步骤三：在桩基内部沿十字线横纵方向取芯，将整个桩顶平面岩石分为4个部分；

步骤四：在4个区域内分别钻小孔放置静态胀药，将岩石胀裂；

步骤五：利用孔口放置的卷扬吊具设备将岩石取出完成桩基施工。

本发明的优点：

本发明所述的岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法，工艺简单，施工快，成本低，对水、电、路的要求较低，能够广泛应用于山区、沟谷交通条件差、城市闹市区、周边有重大危险源不允许爆破的地区；操作简单，不用爆破，在既有线边、重要建筑附近或施工环境要求较高的地区尤其适用；使用的设备简单、操作容易；能够群桩同时掘进施工，互相之间不互相干扰，适用于赶工期的工程。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明中施工原理结构平面图；

图2是本发明中支架横立面图；

图3是水钻及静态胀药施工桩基流程图；

图中，1为桩径内沿，2为直径16厘米的取芯孔，3为直径5厘米的静态胀药孔，4为吊渣架，5为滑轮机构，6为吊钩，7为卷扬机。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法，其特征在于：所述的岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法，利用水钻取芯机沿桩径内沿钻孔取芯，将桩芯和桩壁分离形成临空面，在桩芯上打孔安装静态胀药，把岩石胀裂后利用卷扬机吊出孔外；循环施工直至孔底完成桩基成孔；

利用水钻取芯机沿桩径内沿钻孔取芯，在桩芯上打孔，安装静态胀药，把岩石胀裂后利用卷扬机吊出孔外，达到成桩的目的；

水钻打孔位置放样后通过人工安装膨胀螺丝固定钻芯机，孔的尺寸大小及深度由钻头和钻杆决定的；水钻在施工过程中，不会出现震动，而且噪音比较小，并且由于施工过程中有水的加入，没有粉尘飘散；水钻施工时，不会对钻孔周围的岩石进行破坏，不需要后期处理工作；

水钻取芯机，钻筒直径为5cm～16cm，钻杆60cm～100cm；

静态胀药是以铁相包裹的CaO结晶为膨胀源的高效无声破碎手段，其生料硅率0.1～1.5，铁率0.1～1.0，石灰饱和系数4.0～9.5，适宜的矿物组成是净CaO—65～90％，硅酸三钙C－[3]S—15％，铁相为余量，烧成温度1400℃～1600℃，文中均为质量百分比；

此种熟料中加入5％以下外加剂，磨细到比表面积2100±600cm+3/g，膨胀力大于78兆帕/厘米，最低使用温度为0℃；

用自制钢筋笼式探孔器进行孔径检查，长度为4～6D，D为挖孔桩直径，直径为设计桩径，采用卷扬机钢丝绳将探孔器连接牢固，吊放入孔内，使孔中心，试笼中心与起吊钢丝绳保持一致。

桩基孔径不小于设计桩径；孔深不小于设计深度+5cm；倾斜度小于0.5％。

主要突出特点：安全，无声膨胀剂胀裂物体过程中无振动、无噪音、无飞石、无粉尘、无有害气体，效率高，不中断交通，不停工停产，居民区环境下最理想的破碎工具；

作用原理；静态胀药和适量水调成流动状浆体，直接灌入钻孔中，经水化反应，使晶体变形，随时间的增长产生巨大膨胀压力，包括径向压应力和环向拉应力，缓慢地、静静地施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，将岩石胀裂、破碎。

具体操作步骤为：

步骤一：根据现场实际地质情况，拟定水钻取芯机的型号，钻杆的长度、及钻孔平面布置；

步骤二：利用水钻取芯机，沿桩径内沿钻若干个孔，孔孔相连，确保桩芯就和桩壁分离了，形成了桩芯的临空面；

步骤三：在桩基内部沿十字线横纵方向取芯，将整个桩顶平面岩石分为4个部分；

步骤四：在4个区域内分别钻小孔放置静态胀药，将岩石胀裂；

步骤五：利用孔口放置的卷扬吊具设备将岩石取出完成桩基施工。

实施例2

本实施例提供了一种岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法，其特征在于：所述的岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法，利用水钻取芯机沿桩径内沿钻孔取芯，将桩芯和桩壁分离形成临空面，在桩芯上打孔安装静态胀药，把岩石胀裂后利用卷扬机吊出孔外；循环施工直至孔底完成桩基成孔；

利用水钻取芯机沿桩径内沿钻孔取芯，在桩芯上打孔，安装静态胀药，把岩石胀裂后利用卷扬机吊出孔外，达到成桩的目的；

水钻打孔位置放样后通过人工安装膨胀螺丝固定钻芯机，孔的尺寸大小及深度由钻头和钻杆决定的；水钻在施工过程中，不会出现震动，而且噪音比较小，并且由于施工过程中有水的加入，没有粉尘飘散；水钻施工时，不会对钻孔周围的岩石进行破坏，不需要后期处理工作；

水钻取芯机，钻筒直径为5cm～16cm，钻杆60cm～100cm；

静态胀药是以铁相包裹的CaO结晶为膨胀源的高效无声破碎手段，其生料硅率0.1～1.5，铁率0.1～1.0，石灰饱和系数4.0～9.5，适宜的矿物组成是净CaO—70％，硅酸三钙C－[3]S—25％，铁相为余量，烧成温度1400℃～1600℃，文中均为质量百分比；

此种熟料中加入5％以下外加剂，磨细到比表面积2100±600cm+3/g，膨胀力大于78兆帕/厘米，最低使用温度为0℃；

用自制钢筋笼式探孔器进行孔径检查，长度为4～6D，D为挖孔桩直径，直径为设计桩径，采用卷扬机钢丝绳将探孔器连接牢固，吊放入孔内，使孔中心，试笼中心与起吊钢丝绳保持一致。

桩基孔径不小于设计桩径；孔深不小于设计深度+5cm；倾斜度小于0.5％。

主要突出特点：安全，无声膨胀剂胀裂物体过程中无振动、无噪音、无飞石、无粉尘、无有害气体，效率高，不中断交通，不停工停产，居民区环境下最理想的破碎工具；

作用原理；静态胀药和适量水调成流动状浆体，直接灌入钻孔中，经水化反应，使晶体变形，随时间的增长产生巨大膨胀压力，包括径向压应力和环向拉应力，缓慢地、静静地施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，将岩石胀裂、破碎。

具体操作步骤为：

步骤一：根据现场实际地质情况，拟定水钻取芯机的型号，钻杆的长度、及钻孔平面布置；

步骤二：利用水钻取芯机，沿桩径内沿钻若干个孔，孔孔相连，确保桩芯就和桩壁分离了，形成了桩芯的临空面；

步骤三：在桩基内部沿十字线横纵方向取芯，将整个桩顶平面岩石分为4个部分；

步骤四：在4个区域内分别钻小孔放置静态胀药，将岩石胀裂；

步骤五：利用孔口放置的卷扬吊具设备将岩石取出完成桩基施工。

实施例3

本实施例提供了一种岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法，其特征在于：所述的岩石地质条件下采用水钻及静态胀药施工桩基的方法，利用水钻取芯机沿桩径内沿钻孔取芯，将桩芯和桩壁分离形成临空面，在桩芯上打孔安装静态胀药，把岩石胀裂后利用卷扬机吊出孔外；循环施工直至孔底完成桩基成孔；

利用水钻取芯机沿桩径内沿钻孔取芯，在桩芯上打孔，安装静态胀药，把岩石胀裂后利用卷扬机吊出孔外，达到成桩的目的；

水钻打孔位置放样后通过人工安装膨胀螺丝固定钻芯机，孔的尺寸大小及深度由钻头和钻杆决定的；水钻在施工过程中，不会出现震动，而且噪音比较小，并且由于施工过程中有水的加入，没有粉尘飘散；水钻施工时，不会对钻孔周围的岩石进行破坏，不需要后期处理工作；

水钻取芯机，钻筒直径为5cm～16cm，钻杆60cm～100cm；

静态胀药是以铁相包裹的CaO结晶为膨胀源的高效无声破碎手段，其生料硅率0.1～1.5，铁率0.1～1.0，石灰饱和系数4.0～9.5，适宜的矿物组成是净CaO—90％，硅酸三钙C－[3]S—8％，铁相为余量，烧成温度1400℃～1600℃，文中均为质量百分比；

此种熟料中加入5％以下外加剂，磨细到比表面积2100±600cm+3/g，膨胀力大于78兆帕/厘米，最低使用温度为0℃；

用自制钢筋笼式探孔器进行孔径检查，长度为4～6D，D为挖孔桩直径，直径为设计桩径，采用卷扬机钢丝绳将探孔器连接牢固，吊放入孔内，使孔中心，试笼中心与起吊钢丝绳保持一致。

桩基孔径不小于设计桩径；孔深不小于设计深度+5cm；倾斜度小于0.5％。

主要突出特点：安全，无声膨胀剂胀裂物体过程中无振动、无噪音、无飞石、无粉尘、无有害气体，效率高，不中断交通，不停工停产，居民区环境下最理想的破碎工具；

作用原理；静态胀药和适量水调成流动状浆体，直接灌入钻孔中，经水化反应，使晶体变形，随时间的增长产生巨大膨胀压力，包括径向压应力和环向拉应力，缓慢地、静静地施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，将岩石胀裂、破碎。

具体操作步骤为：

步骤一：根据现场实际地质情况，拟定水钻取芯机的型号，钻杆的长度、及钻孔平面布置；

步骤二：利用水钻取芯机，沿桩径内沿钻若干个孔，孔孔相连，确保桩芯就和桩壁分离了，形成了桩芯的临空面；

步骤三：在桩基内部沿十字线横纵方向取芯，将整个桩顶平面岩石分为4个部分；

步骤四：在4个区域内分别钻小孔放置静态胀药，将岩石胀裂；

步骤五：利用孔口放置的卷扬吊具设备将岩石取出完成桩基施工。

经济效益：由于水钻法结合静态胀药施工人工挖孔桩不使用炸药，避免了炸药使用带来安全隐患(炸药使用程序复杂，且受周边影响较大，使用时间不灵活，安全隐患高)；机械成孔桩施工过程中不需要造浆，不需要大型设备，相对机械成孔节约成本25％左右；由于施工过程中没有震动，互相间没有挠动，因此可以多个桩同时施工，节约了工期，降低了管理成本，提高了经济效益。