一种倾斜岩面旋挖钻成孔的方法与流程

1.本发明涉及桥梁桩基施工技术领域，具体涉及一种倾斜岩面旋挖钻成孔的方法。


背景技术：

2.旋挖钻机因其移动灵活、工作效率高、施工质量好、泥浆污染少的特点被广泛应用于桥梁桩基施工中。
3.在现有技术中，旋挖钻钻孔施工在土层多采用全断面钻头连续钻进，遇到岩层时，先采用小直径筒钻取芯，再利用直径递增的筒钻分别对前一级孔径进行扩孔钻进。遇到倾斜岩面时，采用常规施工方法，桩位容易发生偏位，严重影响成孔质量。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种倾斜岩面旋挖钻成孔的方法。能够解决现有技术中遇到倾斜岩面时，采用常规施工方法，桩位容易发生偏位，导致严重影响成孔质量的问题。
5.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
6.提供一种倾斜岩面旋挖钻成孔的方法，包括以下步骤：
7.测量放样孔位，并埋设与孔位同轴的钢护筒；
8.在旋挖钻机的钻杆和筒钻之间设置限位器，并使所述限位器位于所述钢护筒内；
9.利用筒钻钻进初始孔至设定位置；
10.拆除所述限位器，利用筒钻沿初始孔继续钻进至成孔的设计深度。
11.在一些可选的方案中，在利用筒钻沿所述初始孔继续钻进至成孔的设计深度后，还包括：将已钻孔扩孔至设定直径。
12.在一些可选的方案中，将所述初始孔扩孔至设定直径，包括：
13.在旋挖钻机的钻杆和筒钻之间设置直径更大的下一级筒钻，使筒钻位于已钻孔内，利用下一级筒钻扩孔至设计深度，循环该步骤，直至已钻孔达到设定孔径。
14.在一些可选的方案中，在利用下一级筒钻扩孔至设计深度前，利用捞渣钻头清理已钻孔内的岩渣。
15.在一些可选的方案中，所述设定位置为筒钻钻进初始孔至限位器与倾斜岩面开始接触时的对应位置。
16.在一些可选的方案中，所述限位器的外径比所述钢护筒的内径小10cm。
17.在一些可选的方案中，所述钢护筒的高度为3m，厚度为2cm。
18.在一些可选的方案中，所述限位器包括：基轴；位于基轴两端的连接座和连接杆，所述连接座用于与旋挖钻机的钻杆连接，所述连接杆用于与筒钻连接；限位筒体，其套设在所述基轴外侧；多个限位支撑，其间隔设置在所述基轴的周向方向，两端分别与所述基轴和限位筒体连接。
19.在一些可选的方案中，所述限位筒体的高度为1m，厚度为2cm。
20.在一些可选的方案中，所述限位器还包括多个橡胶片，多个所述橡胶片间隔设置在所述限位筒体外侧的周向方向。
21.与现有技术相比，本发明的优点在于：在旋挖钻孔前，测量放样孔位，并埋设与孔位同轴的钢护筒。在旋挖钻机的钻杆和筒钻之间设置限位器，并使限位器位于钢护筒内起到限位的作用，确保开设的初始孔与设计孔位同心同轴。拆除限位器后，利用筒钻沿初始孔继续钻进至成孔的设计深度。解决了现有技术中，遇到倾斜岩面时，采用常规施工方法，桩位容易发生偏位，导致严重影响成孔质量的问题。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
23.图1为本发明实施例中施工工艺流程的示意图；
24.图2为本发明实施例中利用限位器和筒钻钻进初始孔的施工示意图；
25.图3为本发明实施例中利用筒钻将已钻孔扩孔的施工示意图；
26.图4为本发明实施例中限位器的正视图示意图；
27.图5为本发明实施例中限位器的俯视图示意图；
28.图6为本发明实施例中筒钻的正视图示意图；
29.图7为本发明实施例中筒钻的俯视图示意图；
30.图8为本发明实施例中限位器与筒钻的连接示意图；
31.图9为本发明实施例中筒钻与筒钻的连接示意图；
32.图中：1、旋挖钻机；2、钢护筒；3、筒钻；300、中轴；301、筒体；302、加强筋；303、钻齿；304、筒钻连接座；305、筒钻连接杆；4、限位器；400、基轴；401、限位筒体；402、限位支撑；403、橡胶片；404、连接座；405、连接杆；5、钻杆。
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
35.如图1、图2和图3所示，本发明提供一种倾斜岩面旋挖钻成孔的方法，包括以下步骤：
36.s1：场地清理及整平，测量放样孔位，埋设钢护筒2。
37.具体地，对作业区进行杂物清理并布置场地，采用全站仪定位桩孔中心并标记。将钢护筒2中心与设计桩孔中心重合，确定钢护筒2位置后，在钢护筒2周围对称填土夯实。为后续的钻孔施工做好准备，钢护筒2起到限位和保护支撑的作用。
38.优选地，钢护筒2的高度为3m，厚度为2cm，外径为3.2m，埋设钢护筒2时，需保证有
30cm高度位于地面上方。钢护筒2有足够的高度和厚度保证强度，保证钢护筒2支撑的可靠性。
39.s2：设置限位器4，使限位器4位于钢护筒2内。
40.具体地，在旋挖钻机1的钻杆5和筒钻3之间设置限位器4，并使限位器4位于钢护筒2内，利用限位器4紧贴钢护筒2内壁进行限位。确保钻孔时，孔位与垂直度与设计孔位一致。
41.优选地，限位器4的外径为3.1m，比钢护筒2的内径小10cm。确保限位器4的限位效果的同时保留一定的缓冲区域。
42.优选地，如图4、图5和图8所示，限位器4包括：基轴400；位于基轴400两端的连接座404和连接杆405，连接座404用于与旋挖钻机1的钻杆5连接，连接杆405用于与筒钻3连接；限位筒体401，其套设在基轴400外侧；多个限位支撑402，其间隔设置在基轴400的周向方向，两端分别与基轴400和限位筒体401连接。给限位器4提供足够的强度以保证限位效果。
43.优选地，连接座404通过销轴与钻杆5可拆卸连接；连接杆405通过销轴与筒钻3可拆卸连接，连接杆长度0.4m，采用与钻杆5相同截面的杆件。方便限位器4与钻杆5及筒钻3的连接和拆卸。
44.优选地，限位筒体401的高度为1m，厚度为2cm。
45.优选地，限位器4还包括多个橡胶片403，多个橡胶片403间隔设置在限位筒体401外侧的周向方向。限位器4在钢护筒2内起限位作用时，橡胶片403可起到缓冲减震的作用。
46.s3：利用筒钻3钻进初始孔至设定位置。
47.具体地，在限位器4的限位作用下，利用筒钻3进行钻进开孔作业，当筒钻3钻进至设定位置时，所钻进的孔为初始孔。
48.优选地，设定位置为筒钻3钻进初始孔至限位器4与倾斜岩面开始接触时的对应位置。后续的钻进施工将以初始孔为基础继续钻进。
49.优选地，如图6、图7和图9所示，筒钻3包括：中轴300、筒体301、筒钻连接座304、多个加强筋302和多个钻齿303。其中，筒体301套设在中轴300外侧，采用钢板加工制作，筒体301的高度为3m，厚度为2cm；筒钻连接座304位于中轴300的顶端，用于与限位器4通过销轴连接；多个加强筋302，其间隔设置在中轴300的周向方向，两端分别与中轴300和筒体301连接；多个钻齿303间隔设置在筒体301底端外侧的周向方向，钻齿303采用适用于硬质岩层掘进的合金材料制成。
50.s4：拆除限位器4，利用筒钻3沿初始孔继续钻进至成孔的设计深度。
51.具体地，筒钻3插入初始孔后，初始孔对筒钻3起到了限位的作用，利用筒钻3继续钻进至成孔的设计深度。
52.优选地，筒钻连接座304还可用于与钻杆5通过销轴连接。
53.s5：在利用筒钻3沿初始孔继续钻进至成孔的设计深度后，还包括：将已钻孔扩孔至设定直径。
54.具体地，将初始孔扩孔至设定直径，包括：在旋挖钻机1的钻杆5和筒钻3之间设置直径更大的下一级筒钻3，使筒钻3位于已钻孔内并与孔壁贴合，起到对下一级筒钻3限位的作用，保证扩孔时成孔的垂直度，利用下一级筒钻3扩孔至设计深度。循环该步骤，直至已钻孔达到设定孔径。
55.优选地，在利用下一级筒钻3扩孔至设计深度前，利用捞渣钻头清理已钻孔内的岩
渣。
56.优选地，筒钻3还包括位于中轴300底端的筒钻连接杆305；筒钻连接座304还可用于与下一级筒钻3的筒钻连接杆305通过销轴连接。
57.优选地，以三级扩孔为例，所使用的筒钻3按照直径从小到大依次设置为第一筒钻至第四筒钻，第一筒钻至第四筒钻直径依次为1.5m、2m、2.5m、3m。此时，已钻孔为第一筒钻钻进的直径为1.5m的桩孔。将第二筒钻通过销轴连接设置在钻杆5和第一筒钻之间，第一筒钻插入已钻孔中，对第二筒钻进行限位。利用第二筒钻继续钻进至设计深度，将已钻孔扩孔为直径2m。依次类推，将第三筒钻设置在钻杆5与第二筒钻之间，利用第三筒钻将已钻孔扩孔为直径2.5m，第四筒钻设置在钻杆5与第三筒钻之间，利用第四筒钻将已钻孔扩孔为3m。
58.优选地，本方法在岩面与水平面的夹角为60
°
～70
°
的大倾斜岩面上相较于常规施工方法有最大优势。
59.综上，本发明在旋挖钻机的钻杆5和筒钻3之间设置限位器4，并使限位器4位于钢护筒2内起到限位的作用，确保开设的初始孔与设计孔位同心同轴。拆除限位器4后，利用筒钻3沿初始孔继续钻进至成孔的设计深度。同时，在需要扩孔钻进时，在钻杆5和筒钻3之间设置下一级筒钻3，使筒钻3对下一级筒钻3在扩孔钻进时起到限位作用。解决了现有技术中，遇到倾斜岩面时，采用常规施工方法，桩位容易发生偏位，导致严重影响成孔质量的问题。同时避免了常规施工方法在倾斜岩面上因多次返工导致施工效率低的问题。
60.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
61.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
62.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。