《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》是中國一冶集團有限公司於2011年4月15日申請的發明專利，該專利的公布號為CN102226340A，專利公布日為2011年10月26日，發明人是黎明中、王亮、焦勇、田國清、吳宗慶、王春蘭。該發明涉及灌注樁的施工方法。
《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》其步驟：做好準備工作並測量放線及埋護筒一；採用旋挖機鑽孔至孔底標高；對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測並取出護筒一；進行樁位覆核並埋入護筒二；採用衝擊鑽機鑽孔並對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測；對終鑽孔進行常規檢測；進行第一次清孔；在鑽孔內埋入鋼筋籠；安裝導管；對鑽孔進行第二次清孔；向鑽孔內灌注混凝土直至結束；對混凝土灌注樁進行常規檢測。
2017年12月11日，《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法
- 公布號：CN102226340A
- 公布日：2011年10月26日
- 申請號：2011100941976
- 申請日：2011年4月15日
- 申請人：中國一冶集團有限公司
- 地址：湖北省武漢市青山區工業大道3號
- 發明人：黎明中、王亮、焦勇、田國清、吳宗慶、王春蘭
- Int. Cl.：E02D5/34(2006.01)I、E02D33/00(2006.01)I、E02D15/04(2006.01)I
- 專利代理機構：湖北武漢永嘉專利代理有限公司
- 代理人：段姣姣
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著城市的發展，高架橋被廣泛套用於解決城市交通壓力問題，橋樑跨徑不斷加大，大直徑超深入岩鑽孔灌注樁的套用也急劇增多。城市高架橋大多在城市道路中央占道施工，因此工期十分緊張，其中鑽孔灌注樁的施工占據大量的工期，尤其是大直徑超深入岩鑽孔灌注樁，往往成為制約整個工程進度的瓶頸，另外，在超高層建築等領域的大直徑超深入岩鑽孔灌注樁施工也遇到同樣的問題。截至2011年4月，直徑在大於1.5米的超深入岩鑽孔灌注樁，均採用的迴轉鑽機或衝擊鑽機等進行獨立施工，鑽孔效率低。由於受地質條件制約和大型迴旋鑽機大直徑鑽孔的限制，在超深入岩的情況下若強行採用旋挖鑽機鑽進，則鑽進效率將大大降低，且鑽頭極易卡在岩層中無法打撈造成質量和設備事故。若用衝擊鑽機獨立施工，在岩層中進尺效率極低，通常需要大量的時間和能耗來完成一根樁的成孔施工，容易引起塌孔，造成質量事故。且在中央占道施工，這對於解決城市道路交通緊張以及節能低碳來講，其顯然是非常不利的。
發明內容
專利目的
《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》的目的是提供一種在保證灌注樁施工質量的前提下提高成孔速度，縮短施工周期，工序緊湊，施工效率高，成本較低的適於直徑＞1.5米的入岩鑽孔灌注樁的施工方法。
技術方案
《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》其步驟為：
1）做好施工前的準備工作，並進行測量放線及埋下護筒一，護筒一直徑大於設定鑽孔直徑200～300毫米；
2）護筒一到位後，採用鑽頭直徑小於設定鑽孔直徑18～30毫米的旋挖機鑽孔至孔底標高，在此過程中始終採用打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換；
3）採用樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測，檢查合格後，將已置入的護筒一取出；
4）進行樁位覆核，並埋入直徑大於設計鑽孔直徑200～400毫米的護筒二；
5）採用衝擊鑽機鑽孔，其鑽頭直徑小於設計鑽孔直徑20～30毫米；在此過程中始終採用打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換，且每鑽深度10～15米採用樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測；
6）對終鑽孔進行常規檢測；
7）檢測合格後，採用打樁可分離泥漿的裝置進行第一次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；
8）在鑽孔內埋入鋼筋籠；
9）安裝導管；
10）採用打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔進行第二次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；控制沉渣厚度≤50毫米；
11）向鑽孔內灌注混凝土直至結束；
12）對混凝土灌注樁進行常規檢測。
其特徵在於：所述的樁孔孔型檢測裝置，由檢測架、連線於檢測架上的支撐環、與支撐環連線的吊繩、與吊繩連線的吊鉤、連線於檢測架下端的導向件組成。
其特徵在於：所述的打樁可分離泥漿的裝置，其主要由打樁機、泥漿池、泥漿輸送管、泥漿泵一、泥漿泵二、排泥渣管、泥漿沉澱池、在泥漿沉澱池上端通過支架安裝錐形砂石分離器、在錐形砂石分離器與泥漿泵二上的排泥渣管之間連線並相通安裝的泥漿進管、與錐形砂石分離器的頂部及另一端伸入泥漿池內的排泥漿管組成。
其特徵在於：在旋挖鑽機鑽孔灌注樁成孔過程中泥漿指標控制為：一般地層：相對密度在1.05～1.20，粘度在16～22s；易塌地層：相對密度在1.20～1.45，粘度在19～28s；岩層：相對密度在1.10～1.15，粘度在20～35s；含沙率為≤8％，膠體率至少96％。
其特徵在於：在衝擊鑽機鑽孔灌注樁成孔過程中泥漿指標控制為：一般地層：相對密度在1.10～1.20，粘度在18～24s；易塌地層：相對密度在1.20～1.40，粘度在22～30s；岩層：相對密度在1.10～1.20，粘度在25～35s；含沙率≤4％，膠體率至少95％。
改善效果
《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》的有益效果，一是不僅充分利用旋挖鑽機成孔速度快、機動性強，衝擊鑽機堅硬岩層成孔適應強、直徑大等各自的特點和優點，更主要是通過設定合理的鑽頭直徑，能有效提高成孔速度，大幅縮短工期，降低工程質量風險，並極大地減少了占用城市道路施工的時間，節省大量成本；二是降低了噪音和減少了泥漿的排放，滿足城市工程施工的環保節能要求。
附圖說明
圖1為樁孔孔型檢測裝置的結構示意圖
圖2為打樁可分離泥漿裝置的結構示意圖。
權利要求
1.《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》其步驟：
1）做好施工前的準備工作，並進行測量放線及埋下護筒一，護筒一直徑大於設定鑽孔直徑200～300毫米；
2）護筒一到位後，採用鑽頭直徑小於設定鑽孔直徑18～30毫米的旋挖機鑽孔至孔底標高，在此過程中始終採用打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換；
3）採用樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測，檢查合格後，將已置入的護筒一取出；
4）進行樁位覆核，並埋入直徑大於設計鑽孔直徑200～400毫米的護筒二；
5）採用衝擊鑽機鑽孔，其鑽頭直徑小於設計鑽孔直徑20～30毫米；在此過程中始終採用打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換，且每鑽深度10～15米採用樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測；
6）對終鑽孔進行常規檢測；
7）檢測合格後，採用打樁可分離泥漿的裝置進行第一次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；
8）在鑽孔內埋入鋼筋籠；
9）安裝導管；
10）採用打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔進行第二次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；控制沉渣厚度≤50毫米；
11）向鑽孔內灌注混凝土直至結束；
12）對混凝土灌注樁進行常規檢測。
2.如權利要求1所述的用於直徑大於1.5米的入岩鑽孔灌注樁的施工方法，其特徵在於：所述的樁孔孔型檢測裝置，由檢測架、連線於檢測架上的支撐環、與支撐環連線的吊繩、與吊繩連線的吊鉤、連線於檢測架下端的導向件組成。
3.如權利要求1所述的用於直徑大於1.5米的入岩鑽孔灌注樁的施工方法，其特徵在於：所述的打樁可分離泥漿的裝置，其主要由打樁機、泥漿池、泥漿輸送管、泥漿泵一、泥漿泵二、排泥渣管、泥漿沉澱池、在泥漿沉澱池上端通過支架安裝錐形砂石分離器、在錐形砂石分離器與泥漿泵二上的排泥渣管之間連線並相通安裝的泥漿進管、與錐形砂石分離器的頂部及另一端伸入泥漿池內的排泥漿管組成。
4.如權利要求1所述的用於直徑大於1.5米的入岩鑽孔灌注樁的施工方法，其特徵在於：在旋挖鑽機鑽孔灌注樁成孔過程中泥漿指標控制為：一般地層：相對密度在1.05～1.20，粘度在16～22s；易塌地層：相對密度在1.20～1.45，粘度在19～28s；岩層：相對密度在1.10～1.15，粘度在20～35s；含沙率為≤8％，膠體率至少96％。
5.如權利要求1所述的用於直徑大於1.5米的入岩鑽孔灌注樁的施工方法，其特徵在於：在衝擊鑽機鑽孔灌注樁成孔過程中泥漿指標控制為：一般地層：相對密度在1.10～1.20，粘度在18～24s；易塌地層：相對密度在1.20～1.40，粘度在22～30s；岩層：相對密度在1.10～1.20，粘度在25～35s；含沙率≤4％，膠體率至少95％。
實施方式
- 實施例一 鑽孔直徑設計值為1.8米：
《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》其步驟：
1）做好施工前的準備工作，並進行測量放線及下護筒一，護筒一直徑大於設定鑽孔直徑200毫米；
2）護筒一到位後，採用鑽頭直徑小於設定鑽孔18～20毫米直徑的旋挖機鑽孔至孔底標高，在此過程中始終採用打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換，所述的打樁可分離泥漿的裝置主要由打樁機1、泥漿池2、泥漿輸送管3、泥漿泵一4、泥漿泵二5、排泥渣管6、泥漿沉澱池7、在泥漿沉澱池7上端通過支架11安裝錐形砂石分離器8、在錐形砂石分離器8與泥漿泵二5上的排泥渣管6之間連線並相通安裝的泥漿進管9、與錐形砂石分離器8的頂部及另一端伸入泥漿池2內的排泥漿管10組成，其專利號為ZL200920230379.X，並控制鑽孔內的泥漿指標為：一般地層：相對密度在1.05～1.15，粘度在16～18s；易塌地層：相對密度在1.20～1.30，粘度在19～22s；岩層：相對密度在1.10～1.13，粘度在20～28s；含沙率為3.8％，膠體率為96.2％；
3）採用由檢測架1、連線於檢測架1上的支撐環2、與支撐環2連線的吊繩3、與吊繩3連線的吊鉤4、連線於檢測架1下端的導向件5組成的樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測，其專利號為：ZL200920288951.8；檢查合格後，將已置入的護筒一取出；
4）進行樁位覆核，並埋入直徑大於設計鑽孔直徑200毫米的護筒二；
5）採用衝擊鑽機鑽孔，其鑽頭直徑小於設計鑽孔直徑20毫米；在此過程中始終採用前述的打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換，並控制鑽孔內的泥漿指標為：一般地層：相對密度在1.10～1.18，粘度在18～20s；易塌地層：相對密度在1.20～1.35，粘度在22～26s；岩層：相對密度在1.10～1.17，粘度在25～30s；含沙率為3.3％，膠體率為95％；且每鑽深度10～12米採用前述的樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測；
6）對終鑽孔進行常規檢測；
7）檢測合格後，採用前述的打樁可分離泥漿的裝置進行第一次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；
8）在鑽孔內埋入鋼筋籠；
9）安裝導管；
10）採用氣舉反循環法及前述的打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔進行第二次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；沉渣厚度為28毫米；
11）向鑽孔內灌注混凝土直至結束；
12）對混凝土灌注樁進行常規檢測。
- 實施例二 鑽孔直徑設計值為2.2米：
《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》其步驟：
1）做好施工前的準備工作，並進行測量放線及下護筒一，護筒一直徑大於設定鑽孔直徑250毫米；
2）護筒一到位後，採用鑽頭直徑小於設定鑽孔直徑22毫米的旋挖機鑽孔至孔底標高，在此過程中始終採用前述的打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換，並控制鑽孔內的泥漿指標為：一般地層：相對密度在1.12～1.15，粘度在18～20）；易塌地層：相對密度在1.28～1.40，粘度在21～27s；岩層：相對密度在1.12～1.14，粘度在25～30s；含沙率為3.0％，膠體率為96.5％；
3）採用前述的樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測，檢查合格後，將已置入的護筒一取出；
4）進行樁位覆核，並埋入直徑大於設計鑽孔直徑250毫米的護筒二；
5）採用衝擊鑽機鑽孔，其鑽頭直徑小於設計鑽孔直徑25毫米；在此過程中始終採用前述的打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換，並控制泥漿指標為：一般地層，相對密度在1.13～1.20，粘度在18～22s；易塌地層：相對密度在1.3～1.40，粘度在22～28s；岩層，相對密度在1.10～1.17，粘度在26～32s；含沙率為3.5％，膠體率為95.3％；且每鑽深度12～14米採用前述的樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測；
6）對終鑽孔進行常規檢測；
7）檢測合格後，採用前述的打樁可分離泥漿的裝置進行第一次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；
8）在鑽孔內埋入鋼筋籠；
9）安裝導管；
10）採用氣舉反循環法及前述的打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔進行第二次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；沉渣厚度為36毫米；
11）向鑽孔內灌注混凝土直至結束；
12）對混凝土灌注樁進行常規檢測。
實施例三：鑽孔直徑設定值為2.5米：
《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》其步驟：
1）做好施工前的準備工作，並進行測量放線及下護筒一，護筒一直徑大於設定鑽孔直徑300毫米；
2）護筒一到位後，採用鑽頭直徑小於設定鑽孔直徑30毫米的旋挖機鑽孔至孔底標高，在此過程中始終採用前述的打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換；一般地層：相對密度在1.15～1.20，粘度在20～22s；易塌地層：相對密度在1.30～1.45，粘度在22～28s；岩層：相對密度在1.12～1.15，粘度在28～35s；含沙率為6％，膠體率為97.5％；
3）採用前述的樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測，檢查合格後，將已置入的護筒一取出；
4）進行樁位覆核，並埋入直徑大於設計鑽孔直徑400毫米的護筒二；
5）採用衝擊鑽機鑽孔，其鑽頭直徑小於設計鑽孔直徑30毫米；在此過程中始終採用前述的打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔內的泥漿進行置換，並控制泥漿指標為：一般地層：相對密度在1.15～1.20，粘度在21～24s；易塌地層：相對密度在1.35～1.45，粘度在27～30s；岩層：相對密度在1.14～1.20，粘度在30～35s；含沙率為3.5％，膠體率為98.5％；且每鑽深度13～15米採用前述的樁孔孔型檢測裝置對鑽孔的垂直度及孔徑進行檢測；
6）對終鑽孔進行常規檢測；
7）檢測合格後，採用前述的打樁可分離泥漿的裝置進行第一次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；
8）在鑽孔內埋入鋼筋籠；
9）安裝導管；
10）採用氣舉反循環法及前述的打樁可分離泥漿的裝置對鑽孔進行第二次清孔，並控制鑽孔內的泥漿指標符合國家或行業技術標準；沉渣厚度為50毫米；
11）向鑽孔內灌注混凝土直至結束；
12）對混凝土灌注樁進行常規檢測。
表1該發明施工工期與單獨採用旋挖機或衝擊鑽機施工工期的比較統計表 | ||||
施工方法 | 工期（天） | |||
Φ1.8米 | Φ2.2米 | Φ2.5米 | ||
該發明實例 | 1 | 5 | —— | —— |
2 | —— | 12~16 | —— | |
3 | —— | —— | 25～30 | |
單獨採用旋挖鑽機 | 3～8 | 由於鑽進風險 大，不敢使用 | 無法鑽進 | |
單獨採用衝擊鑽機 | 8～10 | 28～33 | 62～66 | |
從表1可看出，該發明的施工工期大大縮短，對城市交通壓力的緩解有突出貢獻，經濟適用。
榮譽表彰
2017年12月11日，《用於直徑大於1米5的入岩鑽孔灌注樁的施工方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
