本发明涉及一种在人工填石层中成孔的施工方法。
背景技术：
随着城市建设的高速发展，沿海城市不断进行大规模的填海造地，填海造地的原场地大多属于滨海滩涂地貌，人工堆填材料主要为花岗岩块石组成，块石直径一般为20～80cm，最大直径可能超过1m，配合碎石、角砾及黏性土充填，并且层厚不均匀。当在填海区域进行建筑物深基坑支护桩施工时，经常遇到该填石层难以穿越，成孔困难等问题，给支护桩施工带来困扰，影响了建筑施工作业的正常进行，增加施工作业成本，降低施工作业效率。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种在人工填石层中成孔的施工方法，本方法解决了在填石层内进行灌注桩成孔施工的问题，确保了建筑施工作业的正常进行，降低施工作业成本，提高施工作业效率。
为解决上述技术问题，本发明在人工填石层中成孔的施工方法包括如下步骤：
步骤一、浅层块石清除，根据施工场地内块石层分布情况，对待施工的桩位放线确定桩位位置，在桩位位置处，采用挖机筛选清除6m以内、粒径大于20cm的块石，块石清除完毕后回填不含块石的粘性土并压实后铺设钢板；
步骤二、在桩位位置埋设由钢板卷制而成的护筒，护筒埋设深度不宜小于1.5m，护筒顶面高出地面300mm，并且护筒中心与桩位中心重合；
步骤三、对于块石直径在20～100cm之间，层厚小于4m的填石层，采用旋挖钻机就位于铺设的钢板进行成孔施工，旋挖钻机采用短螺旋钻头和截齿取芯钻筒配合捞出块石、采用旋挖钻斗捞取碎石和淤泥；对于块石直径大于100cm、层厚大于4m的填石层，采用冲孔钻机就位于铺设的钢板进行成孔施工，利用冲击锤将块石冲击破碎后带出钻孔；
步骤四、在旋挖钻机和冲孔钻机成孔施工过程中，配制相对密度分别为1.3～1.4和1.4～1.5的泥浆注浆成孔，其中，旋挖钻机施工过程中，泥浆液面始终不得低于护筒底部，保证孔壁的稳定性，冲孔钻机施工过程中，泥浆液面始终保持高过护筒底口0.5m以上，同时大于地下水位1m以上；
步骤五、成孔后，采用测绳测量检查孔深，核对无误后，进行清孔，采用相对密度为1.05～1.1的泥浆进行孔底的泥浆和沉渣的清理，使孔底的泥浆密度控制在1.1～1.15之间。
进一步，所述旋挖钻机成孔过程中，调整钻杆垂直度并且对准护筒中心，对于局部侵入孔内较大的块石，采用短螺旋钻头将其挤压到孔壁范围外侧；对于大部分落入孔内范围的块石，采用截齿取芯钻筒将其松动后捞出钻孔；对于粒径较小的碎石，采用旋挖钻斗捞取；待穿过人工填石层后进入淤泥层或粘性土层，采用旋挖钻斗进行钻进，当旋挖钻头下降到预定深度后，旋挖钻斗施加压力，将土挤入钻斗内，当显示筒满时，旋挖钻斗底部关闭，提升旋挖钻斗将土卸于堆放地点。
进一步，所述冲孔钻机成孔过程中，十字冲击锤对准护筒中心并且偏差不大于±20mm，开始以0.4～0.6m冲程低锤密击，直至孔深达护筒下3～4m后，加大冲程至1.0～1.5m转入正常连续冲击，并及时将孔内残渣排出，以免孔内残渣太多出现埋钻现象。
进一步，所述护筒的钢板厚度为6～8mm、内径比设计桩径大200mm，并且护筒上部开设1～2个溢流孔。
进一步，所述护筒采用挖坑埋设法，护筒底部和四周回填黏性土并分层夯实，并且护筒平面允许误差为50mm、垂直线倾斜不大于1％。
进一步，所述冲孔钻机在钻进过程中，每1～2m检查成孔的垂直度，发现偏斜立即停止钻进并采取措施纠偏，对于变层处和易发生偏斜的部位，十字冲击锤采用低锤轻击、间断冲击穿过，以保持孔形良好。
进一步，所述配制泥浆的粘度为30～40s。
由于本发明在人工填石层中成孔的施工方法采用了上述技术方案，即本方法首先在桩位位置采用挖机筛选清除浅层块石并回填粘性土并压实后铺设钢板；埋设护筒，护筒中心与桩位中心重合；根据块石直径和填石层层厚，分别采用旋挖钻机和冲孔钻机就位于铺设的钢板进行成孔施工，同时配制一定的相对密度的泥浆注浆成孔；成孔后，采用测绳测量检查孔深，核对无误后，进行清孔。本方法解决了在填石层内进行灌注桩成孔施工的问题，确保了建筑施工作业的正常进行，降低施工作业成本，提高施工作业效率。
具体实施方式
本发明在人工填石层中成孔的施工方法包括如下步骤：
步骤一、浅层块石清除，根据施工场地内块石层分布情况，对待施工的桩位放线确定桩位位置，在桩位位置处，采用挖机筛选清除6m以内、粒径大于20cm的块石，块石清除完毕后回填不含块石的粘性土并压实后铺设钢板；
步骤二、在桩位位置埋设由钢板卷制而成的护筒，护筒埋设深度不宜小于1.5m，护筒顶面高出地面300mm，并且护筒中心与桩位中心重合；
步骤三、对于块石直径在20～100cm之间，层厚小于4m的填石层，采用旋挖钻机就位于铺设的钢板进行成孔施工，旋挖钻机采用短螺旋钻头和截齿取芯钻筒配合捞出块石、采用旋挖钻斗捞取碎石和淤泥；对于块石直径大于100cm、层厚大于4m的填石层，采用冲孔钻机就位于铺设的钢板进行成孔施工，利用冲击锤将块石冲击破碎后带出钻孔；
步骤四、在旋挖钻机和冲孔钻机成孔施工过程中，配制相对密度分别为1.3～1.4和1.4～1.5的泥浆注浆成孔，其中，旋挖钻机施工过程中，泥浆液面始终不得低于护筒底部，保证孔壁的稳定性，冲孔钻机施工过程中，泥浆液面始终保持高过护筒底口0.5m以上，同时大于地下水位1m以上；
步骤五、成孔后，采用测绳测量检查孔深，核对无误后，进行清孔，采用相对密度为1.05～1.1的泥浆进行孔底的泥浆和沉渣的清理，使孔底的泥浆密度控制在1.1～1.15之间。
优选的，所述旋挖钻机成孔过程中，调整钻杆垂直度并且对准护筒中心，对于局部侵入孔内较大的块石，采用短螺旋钻头将其挤压到孔壁范围外侧；对于大部分落入孔内范围的块石，采用截齿取芯钻筒将其松动后捞出钻孔；对于粒径较小的碎石，采用旋挖钻斗捞取；待穿过人工填石层后进入淤泥层或粘性土层，采用旋挖钻斗进行钻进，当旋挖钻头下降到预定深度后，旋挖钻斗施加压力，将土挤入钻斗内，当显示筒满时，旋挖钻斗底部关闭，提升旋挖钻斗将土卸于堆放地点。
优选的，所述冲孔钻机成孔过程中，十字冲击锤对准护筒中心并且偏差不大于±20mm，开始以0.4～0.6m冲程低锤密击，直至孔深达护筒下3～4m后，加大冲程至1.0～1.5m转入正常连续冲击，并及时将孔内残渣排出，以免孔内残渣太多出现埋钻现象。
优选的，所述护筒的钢板厚度为6～8mm、内径比设计桩径大200mm，并且护筒上部开设1～2个溢流孔。
优选的，所述护筒采用挖坑埋设法，护筒底部和四周回填黏性土并分层夯实，并且护筒平面允许误差为50mm、垂直线倾斜不大于1％。
优选的，所述冲孔钻机在钻进过程中，每1～2m检查成孔的垂直度，发现偏斜立即停止钻进并采取措施纠偏，对于变层处和易发生偏斜的部位，十字冲击锤采用低锤轻击、间断冲击穿过，以保持孔形良好。
优选的，所述配制泥浆的粘度为30～40s。以增加护壁效果，同时加大排渣能力。
本方法中旋挖钻机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。冲孔钻机就位时，十字冲击锤对准桩位，并将冲孔钻机调至水平、稳定。
本方法中对于填石层厚度大于4m的，采用旋挖钻机则会造成不经济，同时引起填石层坍孔，且容易造成混凝土灌注超方，桩身不规则，后期引起止水帷幕施工困难，因而采用冲孔钻机进行成孔施工，利用冲击锤将块石冲击破碎，并通过泥浆循环将碎石带出钻孔。
本方法根据填石层厚度，块石大小，针对性地选择旋挖钻机和冲孔钻机配合施工，选择合适的旋挖钻机钻头对地层中块石进行切割、挤压并捞除，配合挖机清除表层填石层块石进行施工。采用多种工艺配合灌注桩成孔，达到技术上可行，并经济合理的目的。本方法可应用于在人工大规模填海造陆区域的建筑建设施工中的基坑支护及建筑工程桩等混凝土灌注桩成孔施工，特别是解决存在较大厚度的人工填石层内进行灌注桩成孔施工的问题。