深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法与流程

本发明涉及灌注桩，具体涉及深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法。

背景技术：

1、填海造地是指把原有的海域、湖区或河岸通过人工技术手段转变为陆地的行为，对于山多地少的沿海城市，填海造地是一个为城市有限空间的发展起到重要作用的方法，深厚填海区是指在填海区上部覆盖层较深的填海区，其上部覆盖层一般分布深厚的素填土、填石、冲填土、淤泥、中粗砂等不良地层，同时有的深厚填海区下部为微风化硬岩，在此种深厚填海区上进行住房建造工程的建设时，为保证住房安全，需要采用大直径灌注桩，以保证灌注桩的抗压承载力，然而，目前对于在填海区进行灌注桩施工时，一般采用沉管灌注桩方式，如申请号202110992907.0的发明专利，公开了沿海吹填地区填海造陆区域沉管灌注桩施工方法，其采用将套管打入岩石或者硬地层中，然后置入钢笼和混凝土浇筑的施工方式，进行填海区灌注桩的施工，然而，此种施工方法，对于普通的填海区能够适用，对于上部填海区分布较深厚的素填土、填石、冲填土、淤泥、中粗砂等不良地层，下部嵌入微风化硬岩的深厚填海区施工条件，难以使得灌注桩提供较大的抗压承载力。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种深厚填海区大直径硬岩扩底灌注桩施工方法，解决目前深厚填海区大直径灌注桩施工中存在的上述问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，包括以下步骤，

4、1)土层段成孔，将钢套管下沉至土层中，将泥土和石块取出；

5、2)嵌岩直孔段钻进，通过钻机进行断岩和排渣；

6、3)硬岩扩底，通过扩底钻头进行直孔段底部扩底；

7、4)桩身混凝土灌注。

8、进一步优选，在步骤1)中，通过全套管全回转钻机驱动钢套管一边旋转切割土体，一边向下沉入，进行土层段成孔作业。

9、进一步优选，土层段包括填石区和土层，钢套管下沉过程中，依次经过填石区和土层，在填石区采用吊车配合冲抓斗抓取钢套管内土石。

10、进一步优选，穿过填石区后，在土层内采用筒状钻斗加压旋转下切土层、装土后将土提出钢套管。

11、进一步优选，当钢套管钻进至基岩岩面时，将全套管全回转钻机移位，采用rcd钻机进行步骤2)的作业。

12、进一步优选，在步骤2)中，rcd钻机配备全断面磨岩钻头，钻头底部均匀分布有多个球齿滚刀，通过滚刀对桩孔岩面实施全断面钻进。

13、进一步优选，rcd钻机钻进过程中，启动空压机，在钻头中通入压缩空气，开启钻机，钻机利用动力头提供的液压动力带动钻杆和钻头旋转全断面碾磨岩石，岩渣从基岩中分离后进入桩孔内，形成泥水、岩渣混合物，泥水混合物携空气及破碎岩渣经由中空钻杆被举携至沉淀箱，分离出气体和岩渣后流回钻孔中，实现排渣。

14、进一步优选，在步骤3)中，提出钻杆，拆卸全断面磨岩钻头，更换为扩底钻头，启动空压机，在扩底钻头中输送压缩空气，开启钻机，启动扩底钻头独立液压系统，缓慢加压，扩张钻头扩底翼，同时利用钻机动力头提供的液压动力扭动钻杆并带动钻头旋转，依靠扩底翼上安装的球齿合金滚刀与岩石接触摩擦，全断面破岩扩底。

15、进一步优选，在步骤4)中，将钢筋笼放入钢套管中，然后安装灌注导管，导管安装后进行清孔，以清楚下放钢筋笼及导管时可能产生的刮碰套管内壁掉落泥皮和停钻后套管内水中直径较大的颗粒下沉形成的沉渣，然后进行混凝土灌注，当灌注一定深度后，拔起钢套管，随后边灌注边起拔钢套管，直到完成灌注作业。

16、本发明的有益效果：

17、本发明的深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，采用长套管对上部不良地层进行护壁，避免了钻进出现塌孔同时在钢套管内抓取块石、旋挖取土钻进，加快了钢套管安放和深长土层段的钻进速度；同时，本工法采用大扭矩钻机破岩钻进，扩底时配置扩底钻头，实现硬岩中高效扩底。在面对上部填海区分布较深厚的素填土、填石、冲填土、淤泥、中粗砂等不良地层，下部嵌入微风化硬岩的深厚填海区施工条件时，能够使得灌注桩提供较大的抗压承载力。

技术特征：

1.一种深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，其特征在于：在步骤1)中，通过全套管全回转钻机驱动钢套管一边旋转切割土体，一边向下沉入，进行土层段成孔作业。

3.根据权利要求2所述的深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，其特征在于：土层段包括填石区和土层，钢套管下沉过程中，依次经过填石区和土层，在填石区采用吊车配合冲抓斗抓取钢套管内土石。

4.根据权利要求3所述的深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，其特征在于：穿过填石区后，在土层内采用筒状钻斗加压旋转下切土层、装土后将土提出钢套管。

5.根据权利要求4所述的深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，其特征在于：当钢套管钻进至基岩岩面时，将全套管全回转钻机移位，采用rcd钻机进行步骤2)的作业。

6.根据权利要求5所述的深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，其特征在于：在步骤2)中，rcd钻机配备全断面磨岩钻头，钻头底部均匀分布有多个球齿滚刀，通过滚刀对桩孔岩面实施全断面钻进。

7.根据权利要求6所述的深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，其特征在于：rcd钻机钻进过程中，启动空压机，在钻头中通入压缩空气，开启钻机，钻机利用动力头提供的液压动力带动钻杆和钻头旋转全断面碾磨岩石，岩渣从基岩中分离后进入桩孔内，形成泥水、岩渣混合物，泥水混合物携空气及破碎岩渣经由中空钻杆被举携至沉淀箱，分离出气体和岩渣后流回钻孔中，实现排渣。

8.根据权利要求7所述的深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，其特征在于：在步骤3)中，提出钻杆，拆卸全断面磨岩钻头，更换为扩底钻头，启动空压机，在扩底钻头中输送压缩空气，开启钻机，启动扩底钻头独立液压系统，缓慢加压，扩张钻头扩底翼，同时利用钻机动力头提供的液压动力扭动钻杆并带动钻头旋转，依靠扩底翼上安装的球齿合金滚刀与岩石接触摩擦，全断面破岩扩底。

9.根据权利要求8所述的深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，其特征在于：在步骤4)中，将钢筋笼放入钢套管中，然后安装灌注导管，导管安装后进行清孔，以清楚下放钢筋笼及导管时可能产生的刮碰套管内壁掉落泥皮和停钻后套管内水中直径较大的颗粒下沉形成的沉渣，然后进行混凝土灌注，当灌注一定深度后，拔起钢套管，随后边灌注边起拔钢套管，直到完成灌注作业。

技术总结
本发明涉及一种深厚填海区深长大直径硬岩液压滚刀扩底灌注桩施工方法，包括以下步骤，1)土层段成孔，将钢套管下沉至土层中，将泥土和石块取出；2)嵌岩直孔段钻进，通过钻机进行断岩和排渣；3)硬岩扩底，通过扩底钻头进行直孔段底部扩底；4)桩身混凝土灌注。本发明能够在硬岩中进行扩底，确保填海区灌注桩具备较高的抗压承载力，保证建筑安全。

技术研发人员：曾纪红,唐芳文,曹成意,王志权,雷斌,李进阳,吴文炎,姚泽熙,唐树平,唐汉生,刘硕坚,吴俊峰,厉焘,卢晓杰
受保护的技术使用者：深圳市工勘岩土集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19