[發明專利]密集孔預松硬斜巖施工技術

有效

• 申請號: 201010199088.6
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN102041807A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 江拔其;胡偉;鄭先奇
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團有限公司
• 主分類號: E02D5/22
• 分類號: E02D5/22;E02D5/34
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于土木工程領域，特別是涉及一種新型的硬斜巖地質的鉆孔樁施工技術，采用潛孔鉆機預鉆孔定位削弱樁基巖石的抵抗力、糾偏修正斜坡巖面斜孔。

背景技術

無論以往修建鐵路與國內各路，還是如今大量修建鐵路客運專用線(高速鐵路)與高速公路，修筑橋梁是必不可少的，尤其修建高速鐵路修筑橋梁路基的比例，比以往修建鐵路要高得多。而修筑橋梁的基礎(地面以下)常采取鉆孔樁方法，鉆孔樁通常采取沖擊鉆施工方法，如遇到斜坡巖面或硬石，施工進度極慢，不但費工費力，而且影響工期。為了解決這一工程難題，結合京滬高速鐵路三標段(山東滕州——徐州)荊河特大橋斜坡巖面樁基礎施工發明了密集孔預松硬斜巖施工技術，不但大大加快鉆孔樁施工進度，而且提高了經濟效益，是一項很有作為很有應用前景的施工新技術。

發明內容

潛孔鉆機鉆孔，就是在樁基鉆孔施工前，用潛孔鉆機在樁基樁位巖面上鉆5～9個，直徑210mm的孔洞，在樁位整體、堅硬的巖面(斜坡巖面)上人工制造破碎巖層，通過用潛孔鉆機在樁基樁位巖面上鉆的多個孔洞，形成“篩子”狀的孔洞，有效地減小樁基柱狀巖石體積，人為制造樁基巖層的“臨空面”，能有效地削弱樁基柱狀巖石的抵抗力，斜坡巖面上的孔洞能更好地與鉆頭刃腳形成咬合作用，防止鉆頭順斜坡巖面傾斜方向偏轉，從而達到糾偏斜孔。經過潛孔鉆機在樁基樁位巖層預鉆的多個孔洞，削弱樁基巖石的抵抗力，樁基巖層在鉆頭的巨大沖擊能量作用下容易破碎，從而達到加快施工進度和斜坡巖面糾偏斜孔的目的。

孔洞數量根據樁基直徑而定，樁徑1.5m，鉆孔9個，樁徑1.25m，鉆孔7個，樁徑1.0m，鉆孔5個，孔洞深度與樁基設計深度相同，等間距均勻布置在樁基平面內。

附圖說明

圖1直徑150cm鉆孔樁鉆孔布置示意圖；

圖2直徑125cm鉆孔樁鉆孔布置示意圖；

圖3直徑100cm鉆孔樁鉆孔布置示意圖。

具體實施方式

1、預鉆孔采用SL400型潛孔鉆機，SL400型潛孔鉆機是一種輕型、高效多功能履帶式鉆機。該鉆機可在多種地層上采用壓縮空氣潛孔鉆進，配合美國英格索蘭移動式壓縮機XHP1017(排氣量1017m3/30.3min，壓力范圍150-375psig)，鉆孔直徑105～305mm，最大鉆進深度213m。主要用于鉆鑿水井、監測井、地源熱泵孔，也可用于橋梁樁基礎探孔的定位和偏孔的修正、以及樁基預鉆孔減小樁基巖石的硬度。

2、采用鋼套管跟進鉆采技術，解決覆蓋層不易成孔技術難題，用沖擊器、釬頭將堅硬的巖層打碎，空氣壓縮機的高壓氣流將碎石沖出孔外。用直徑200mm鉆頭、配帶對心和偏心擴孔鉆具，五點式及多點式預先定位預打孔后，形成孔洞減小樁基巖石的硬度，預鉆的多個孔洞有導向作用防止偏孔，樁基鉆孔鋼護筒跟進沖擊鉆鉆孔，樁基鉆孔不偏孔，進尺快。

3、沖擊鉆孔過程中，由于鉆頭沖擊能量對孔底巖石產生沖擊應力，孔底巖石會壓屈、壓碎，一般采用沖擊波動方程式的方法可以接近實際應力值。

表1鉆頭沖擊應力計算參數表

表2預鉆孔前、后鉆頭沖擊應力與樁基承載力比值計算表

荊河特大橋鉆孔樁基設計持力層δ0＝800～1000kN/m²石灰巖，潛孔鉆機預鉆孔前、后鉆頭沖擊應力與樁基承載力比值變化顯著，荊河特大橋重難點樁基，采用潛孔鉆機預鉆孔后，樁基鉆孔24h進尺一般在1.5～2.0m左右，鉆孔進尺快、不偏孔。潛孔鉆機在硬度大、溶洞發育、斜坡巖面預鉆孔，糾偏斜坡巖面斜孔、加快樁基鉆孔施工進度，具有省工時、斜孔糾偏效果好、合理可行等特點。