专利名称：基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法
技术领域：
本发明涉及一种振冲引孔施工方法，尤其涉及一种基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法。
背景技术：
在土木建筑工程中、特别是在水利水电工程中的振冲碎石桩工程，振冲碎石桩的主要作用是对软弱地层或易液化的沙土地层进行加密以提高地基的承载力(力学性能)或抗液化能力。但需振冲加密的地层本身或上覆地层存在较密实(坚硬)地层或存在漂卵石、孤石等地层，导致振冲器无法直接造孔穿透坚硬地层，而采用冲击钻机引孔的方式穿透坚硬地层后再采用振冲器造孔至设计深度后进行填料振动加密成桩，这种方法即为振冲引孔施工方法。传统的振冲引孔施工方法中，一般采用泥浆护壁，采用正循环或反循环或抽砂桶抽砂的方式将孔内钻渣排出孔外，为保证钻孔不塌孔要时刻保证合格泥浆的供应。护壁泥浆一般采用当地优质粘土或膨润土拌制，其成本很高。如果工程所在地附近没有符合要求的粘土，将需远距离运输合格粘土或膨润土，导致使用粘土或膨润土的成本非常高；工程所在地的交通条件不好或偏远的情况下成本增加尤其明显。如果采用正循环或反循环出渣方式，在施工现场要布置很多循环用泥浆坑，随着工作面的变化要随时将泥浆坑清除并回填，然后再布置新的泥浆坑；如果采用抽砂桶出渣的方式，要在施工现场布置许多排浆沟或泥浆坑，并要安排一定数量的人员和机械设备清除孔内排除的泥浆钻渣，以上这几种除渣方式均使施工现场的管理增加一定的难度，增加了相应的工程施工成本。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案本发明包括以下步骤(1)埋设护桶；(2)用钻头为空心钻头的冲击钻机钻出初级引孔；(3)在空心钻头的内管中接入风管，所述风管的另一端与空压机的出口连接；(4)开动空压机和冲击钻机，开始在所述初级引孔内向下深度钻孔；(5)向孔内加入水，持续钻孔至引孔设计深度；(6)停止钻孔，完成引孔施工。深度钻孔过程中，空压机送出的风使钻渣悬浮在泥浆中在孔内滚动，使得钻渣不沉淀；泥浆在向孔壁外渗透过程中形成泥皮，同时孔内泥浆因不排渣而使得其密度比较大， 也起到了很大的护壁作用，因此钻孔不会塌孔；由于钻渣与泥浆混合后在风力作用下共同形成护壁泥浆，所以可以不排或少排废泥浆钻渣，减少了清理废泥浆钻渣的人工和机械设备使用的费用，同时减小了对环境污染的影响，并提高了文明施工的技术水平。作为优选，所述步骤(1)中，所述埋设护桶的深度为1. 3 2. 0m，所述护桶内径大于钻孔直径20 40cm ；在埋设护桶时，所述护桶的外面要用粘土掺砾石分层回填密实；所述步骤⑵中，所述初级引孔的深度为3 5m ；所述步骤(3)中，所述风管的内径为25mm。具体地，所述步骤(5)中，所述向孔内加入水的水量，满足以下条件孔内钻渣浆液的稠度使得钻头在孔内上下活动自如且及风力能够吹动钻渣浆液滚动；所述步骤(5) 中，如果孔内钻渣不能全部裹在泥浆中并在风力作用下悬浮在泥浆中，则向孔内加入粘土， 加入的粘土量满足以下条件使孔内钻渣全部裹在泥浆中并在风力作用下悬浮在泥浆中； 所述步骤⑷和步骤(5)中，不抽取钻渣。作为最佳选择，所述步骤(6)中，所述停止钻孔的方法为先停止冲击钻机的冲击，将所述冲击钻机的钻头提出孔外后，再关闭空压机，停止供风。进一步，所述冲击钻机所用的空心钻头的重量为2500 4000kg ；所述空压机的风量为3 4m3/min，压力为0. 7 1. 2MPa。本发明的有益效果在于1、采用本发明进行振冲引孔施工，由于借助风力使钻渣悬浮在泥浆中在孔内滚动、不沉淀，泥浆在向孔壁外渗透过程中形成泥皮，同时孔内泥浆因不排渣而使得其密度比较大，也起到了很大的护壁作用，因此钻孔不会塌孔；2、由于钻渣与泥浆混合后在风力作用下共同形成护壁泥浆，所以可以不排或少排废泥浆钻渣，减少了清理废泥浆钻渣的人工和机械设备使用的费用，同时减小了对环境污染的影响，并提高了文明施工的技术水平；3、由于不用搅拌泥浆，因此节省了泥浆系统的泥浆搅拌及存储等临建设施的建造费用和泥浆搅拌设备的使用费用及泥浆搅拌的人工费用等；4、可以不用或少用合格粘土或少用不合格的粘土，因此显著地降低了需拌制泥浆而使用合格粘土或膨润土的费用，相比传统方法，可节约使用粘土或膨润土的数量约80 90%，节约钻孔成本约15 25%，对于交通条件不好、偏远，当地又没有合格粘土的工程项目节约成本效果更为显著。
附图是本发明所述基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法的施工状态示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步具体描述结合附图，本发明包括以下步骤(1)埋设护桶5 埋设护桶5的深度为1. 3 2. Om,护桶5内径大于钻孔直径20 40cm ；在埋设护桶5时，护桶5的外面要用粘土掺砾石分层回填密实。(2)用钻头为空心钻头4的冲击钻机钻出初级引孔，初级引孔的深度为3 5m，以空心钻头4的顶部进入初级引孔内1. O 1. 5m为宜；空心钻头4的重量为2500 4000kg。(3)在空心钻头4的内管中接入风管2，风管2的内径为25mm，风管2的另一端与空压机1的出口连接；风管2的底部距空心钻头4的底部1. 5m左右为宜，在空心钻头4的顶部用硬塑料管或高压风管延伸至孔外的空压机1 ；空压机1的风量为3 ％i3/min，压力为 0. 7 1. 2MPa。(4)开动空压机1和冲击钻机，开始在初级引孔内向下深度钻孔。(5)向孔内加入水，持续钻孔至引孔设计深度；向孔内加入水的水量，满足以下条件孔内钻渣浆液3的稠度使得空心钻头4在孔内上下活动自如且风力能够吹动钻渣浆液 3滚动；钻孔过程中，如果孔内钻渣不能全部裹在泥浆中并在风力作用下悬浮在泥浆中，则向孔内加入粘土，加入的粘土量满足以下条件使孔内钻渣全部裹在泥浆中并在风力作用下悬浮在泥浆中；钻孔过程中，不抽取钻渣，可以根据实际情况排出部分钻渣浆液3。(6)停止钻孔，完成引孔施工；其过程为先停止冲击钻机的冲击，将冲击钻机的空心钻头4提出孔外后，再关闭空压机1，停止供风。结合附图，深度钻孔过程中，空压机1送出的风使钻渣悬浮在泥浆中在孔内形成钻渣浆液3，钻渣浆液3不停滚动，使得钻渣不沉淀；泥浆在向孔壁外渗透过程中形成泥皮， 同时孔内泥浆因不排渣而使得其密度比较大，也起到了很大的护壁作用，因此钻孔不会塌孔；由于钻渣与泥浆混合后的钻渣浆液3在风力作用下形成护壁泥浆，所以可以不排或少排废泥浆钻渣，减少了清理废泥浆钻渣的人工和机械设备使用的费用，同时减小了对环境污染的影响，并提高了文明施工的技术水平。
权利要求
1.一种基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于包括以下步骤(1)埋设护桶；(2)用钻头为空心钻头的冲击钻机钻出初级引孔；(3)在空心钻头的内管中接入风管，所述风管的另一端与空压机的出口连接；(4)开动空压机和冲击钻机，开始在所述初级引孔内向下深度钻孔；(5)向孔内加入水，持续钻孔至引孔设计深度；(6)停止钻孔，完成引孔施工。
2.根据权利要求1所述的基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于所述步骤(1)中，所述埋设护桶的深度为1. 3 2. 0m，所述护桶内径大于钻孔直径20 40cm ； 在埋设护桶时，所述护桶的外面要用粘土掺砾石分层回填密实。
3.根据权利要求1所述的基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于所述步骤O)中，所述初级引孔的深度为3 5m。
4.根据权利要求1所述的基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于所述步骤(3)中，所述风管的内径为25mm。
5.根据权利要求1所述的基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于所述步骤(5)中，所述向孔内加入水的水量，满足以下条件孔内钻渣浆液的稠度使得钻头在孔内上下活动自如且风力能够吹动钻渣浆液滚动。
6.根据权利要求1所述的基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于所述步骤(5)中，如果孔内钻渣不能全部裹在泥浆中并在风力作用下悬浮在泥浆中，则向孔内加入粘土，加入的粘土量满足以下条件使孔内钻渣全部裹在泥浆中并在风力作用下悬浮在泥浆中。
7.根据权利要求1所述的基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于所述步骤(4)和步骤(5)中，不抽取钻渣。
8.根据权利要求1所述的基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于所述步骤(6)中，所述停止钻孔的方法为先停止冲击钻机的冲击，将所述冲击钻机的钻头提出孔外后，再关闭空压机，停止供风。
9.根据权利要求1所述的基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于所述冲击钻机所用的空心钻头的重量为2500 4000kg。
10.根据权利要求1所述的基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，其特征在于所述空压机的风量为3 4m7min，压力为0. 7 1. 2MPa。
全文摘要
本发明公开了一种基于风动搅拌钻渣的振冲引孔施工方法，包括以下步骤埋设护桶；用钻头为空心钻头的冲击钻机钻出初级引孔；在空心钻头的内管中接入风管，风管的另一端与空压机的出口连接；开动空压机和冲击钻机，开始向下深度钻孔；向孔内加入水，持续钻孔至引孔设计深度；停止钻孔，完成引孔施工。采用本发明进行振冲引孔施工，不用搅拌泥浆，因此节省了泥浆系统的泥浆搅拌及存储等临建设施的建造费用和泥浆搅拌设备的使用费用及泥浆搅拌的人工费用；可以不用或少用合格粘土或少用不合格粘土，因此显著地降低了需拌制泥浆而使用合格粘土或膨润土的费用，相比传统方法，可节约使用粘土或膨润土的数量约80～90％，节约钻孔成本约15～25％。
文档编号E21B21/14GK102561947SQ201210035360
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者李全福, 邓树密 申请人:中国水利水电第十工程局有限公司