一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法与流程

本申请涉及土木施工，具体公开了一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法。

背景技术：

1、红砂岩在冲击进尺中遇水及容易崩解，造孔时很容易发生坍塌事故；针对本身粉砂岩地质的特性，在冲击成孔过程中，孔底内容易产生大量粉砂碎屑且沉淀较快，对后续浇筑混凝土灌注桩成桩质量影响较大，会出现桩身底部质量较差的现象。

2、在冲击成孔过程中，孔底内容易产生大量粉砂碎屑且沉淀较快，现有技术是在工程施工时增加清除钻孔孔底沉渣的装置为捞渣筒，下部封口，打捞钻孔桩底部沉渣时，靠上下大幅度提动捞渣筒，以搅动桩底的沉渣，让沉渣悬浮到一定的高度后，从筒的上口落入到筒内，当筒装满后，提出至地面，再放入孔内，如此反复作业，将钻孔底的沉淀物清理出来。但是这种方法循环时间长，泥浆护壁造浆效果差，特别是对于该工程地层，清孔效果差，桩的质量控制难度高。

3、专利公开号为cn115726360a的中国发明提供一种冲击钻正循环灌注桩的施工方法，包括：将护筒埋设，在护筒底部地基换填黏土夯实，且在护筒外壁回填黏土并分层夯实；在护筒的一侧架设冲击钻机，冲击钻机的冲击钻头伸入护筒内进行钻孔；在护筒的一侧设置正循环排渣系统，并将正循环排渣系统与冲击钻头连接；在冲击钻头钻出的孔内通过正循环的方式排渣，并使泥浆上返流出进入正循环排渣系统；在孔内吊放钢筋笼，并对孔内进行清孔换浆处理；对放置有钢筋笼的孔内进行混凝土浇筑成桩，并将护筒取出。

4、该方法采用冲击钻头与正循环排渣系统相结合的方式造孔，实现在造孔的过程中将孔内的渣滓排出，并在后续的过程中，经过行清孔换浆处理以使孔内的环境适用于钢筋笼的放置和混凝土浇筑处理。

5、但是，对于溶洞地区的特殊地形条件，采用上述进行造孔方法无法达到良好的固壁效果，因此，发明人有鉴于此，提供了一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，以便解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于一种适用于溶洞地区的冲击钻正循环成孔施工方法，以提高在溶洞地区造孔的固壁效果。

2、为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，包括通过冲击钻正循环施工在溶洞地区进行造孔，对施工中的溶洞按照以下步骤进行处理：

3、步骤s001：在施工前根据地质资料分析溶洞信息；

4、步骤s002：通过冲击钻正循环施工至距离溶洞顶部0.6～10m范围内变换冲程，采用轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔，逐渐将溶洞的洞顶击穿；

5、步骤s003：在进入溶洞后，根据溶洞的大小抛填片石及粘土至溶洞顶面以上，然后低锤冲击使片石及粘土向溶洞填充积压。

6、进一步，在步骤s003中，根据岩层类型采用如下不同的施钻方法：

7、软硬塑状粘土和软硬相间的石灰岩地段：采用冲程为1～2m、冲击频率为4～5次/min的方式进行冲击钻进；

8、完整而坚硬的石灰岩：采用冲程为3m、冲击频率为7～8次/min的方式进行冲击钻进；

9、岩溶发达地段：采用冲程为2～3m、冲击频率为4～5次/min的方式进行冲击钻进；

10、岩面高差较大的地段：采取每孔钻进0.2～0.3m后，填平孔底，再用小冲程重锤慢击的方式进行冲击钻进；

11、接近岩溶顶板和穿过漏浆裂隙、溶洞地段：按4:1的比例投入块石和硬粘土，再用小冲程重锤慢击的方式进行冲击钻进；

12、孔位有高于3m或有多层溶洞且在钻进过程中漏浆严重、不能成孔的地段：采用边钻进边用振锤振入护筒的方式进行冲击钻进；

13、孔位有高于3m的溶洞、但在抛填石块粘土后能成孔的且不能灌注水下混凝土的地段，采用在溶洞位置的钢筋笼上焊接护筒，然后随钢筋笼一起放入，再浇筑水下混凝土的方式进行冲击钻进。

14、进一步，所述溶洞信息包括溶洞的位置、大小和充填情况以及成孔施工过程中每一个孔位的地质柱状图纸。

15、进一步，在步骤s002中，当出现歪钻时，按1:1的比例回填粘土和片石至弯孔处0.5m以上，并重新将溶洞的洞顶击穿。

16、进一步，在步骤s003中，当溶洞过大时，需要反复投石、粘土，直至孔内泥浆面不再下降、锤头停止晃动摆摇和钻机进尺速度恢复正常。

17、进一步，当采用抛填片石及粘土复冲砸的方法无法有效进行处理时，采用钻孔注浆或钢套筒护壁的方法进行处理。

18、进一步，在步骤s003中，高度小于1m的溶洞采用向孔内投放片石并以小冲程的方式冲进1m后，再次投放片石1.5m并夹杂投入粘土反复冲砸的方式进行填充。

19、进一步，在步骤s003中，高度在1～3m、且洞内为填充或半填充状态的溶洞，采取先填充碎石、砂混合物和注水泥浆，再用小冲程冲击片石挤压到溶洞边形成水泥浆碎石外护壁的方式进行填充；高度在1～3m、且溶洞内无填充物或填充物较少的溶洞，采取向洞内填充混凝土料填满溶洞，待固结体达到2.5mpa后进行冲孔施工。

20、进一步，在步骤s003中，高度在3～5m、且溶洞间的间距较小的多层溶洞，先用冲击钻锤进行冲孔、扩孔，然后采用振动锤把钢护筒振沉至溶洞底部。

21、进一步，在步骤s003中，高度大于5m、且溶洞间距较大的多层溶洞，采用套内护筒法施工，即用护筒穿过溶洞的方法进行施工。

22、本方案的效果在于：

23、与现有技术相比，本发明采用冲击钻头与正循环排渣系统相结合的方式、针对溶洞地区特定的地理因素进行造孔，使得冲击钻头与正循环排渣系统相结合的成孔方法能够适用于溶洞地区，有效的提高了在溶洞地区成孔过程中的固壁性能，从而提高了成孔质量。

24、与现有技术相比，本发明根据溶洞地区不同的溶洞信息和岩土情况采用不同的施钻方法和填充方法，从而对不同溶洞进行成孔处理，即可根据不同的溶洞信息和岩土情况采取更为适合的成孔方法以提高成孔质量。

技术特征：

1.一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，包括通过冲击钻正循环施工在溶洞地区进行造孔，其特征在于：对施工中的溶洞按照以下步骤进行处理：

2.根据权利要求1所述的一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，其特征在于，在步骤s003中，根据岩层类型采用如下不同的施钻方法：

3.根据权利要求2所述的一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，其特征在于，所述溶洞信息包括溶洞的位置、大小和充填情况以及成孔施工过程中每一个孔位的地质柱状图纸。

4.根据权利要求1所述的一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，其特征在于，在步骤s002中，当出现歪钻时，按1:1的比例回填粘土和片石至弯孔处0.5m以上，并重新将溶洞的洞顶击穿。

5.根据权利要求4所述的一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，其特征在于，在步骤s003中，当溶洞过大时，需要反复投石、粘土，直至孔内泥浆面不再下降、锤头停止晃动摆摇和钻机进尺速度恢复正常。

6.根据权利要求5所述的一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，其特征在于，当采用抛填片石及粘土复冲砸的方法无法有效进行处理时，采用钻孔注浆或钢套筒护壁的方法进行处理。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，其特征在于，在步骤s003中，高度小于1m的溶洞采用向孔内投放片石并以小冲程的方式冲进1m后，再次投放片石1.5m并夹杂投入粘土反复冲砸的方式进行填充。

8.根据权利要求7所述的一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，其特征在于，在步骤s003中，高度在1～3m、且洞内为填充或半填充状态的溶洞，采取先填充碎石、砂混合物和注水泥浆，再用小冲程冲击片石挤压到溶洞边形成水泥浆碎石外护壁的方式进行填充；高度在1～3m、且溶洞内无填充物或填充物较少的溶洞，采取向洞内填充混凝土料填满溶洞，待固结体达到2.5mpa后进行冲孔施工。

9.根据权利要求8所述的一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，其特征在于，在步骤s003中，高度在3～5m、且溶洞间的间距较小的多层溶洞，先用冲击钻锤进行冲孔、扩孔，然后采用振动锤把钢护筒振沉至溶洞底部。

10.根据权利要求9所述的一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，其特征在于，在步骤s003中，高度大于5m、且溶洞间距较大的多层溶洞，采用套内护筒法施工，即用护筒穿过溶洞的方法进行施工。

技术总结
本发明涉及土木施工技术领域，具体公开了一种溶洞地区冲击钻正循环成孔施工方法，包括通过冲击钻正循环施工在溶洞地区进行造孔，对施工中的溶洞按照以下步骤进行处理：步骤S001：在施工前根据地质资料分析溶洞信息；步骤S002：通过冲击钻正循环施工至距离溶洞顶部0.6～10m范围内变换冲程，采用轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔，逐渐将溶洞的洞顶击穿；步骤S003：在进入溶洞后，根据溶洞的大小抛填片石及粘土至溶洞顶面以上，然后低锤冲击使片石及粘土向溶洞填充积压，采用冲击钻头与正循环排渣系统相结合的方式、针对溶洞地区特定的地理因素进行造孔，使得冲击钻头与正循环排渣系统相结合的成孔方法能够适用于溶洞地区，从而提高了成孔质量。

技术研发人员：王明江,惠衡,周卫斌,郝建平,田秋林,陈赞,李小川,赵虎强,郭殿文,贺兴
受保护的技术使用者：新疆北新岩土工程勘察设计有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12