复杂地质条件下基础施工钻筒潜孔锤施工工艺

技术领域

本发明涉及一种钻孔工艺，特别是涉及复杂地质条件下基础施工钻筒潜孔锤施工工艺。

背景技术

所谓的松散破碎地层，如砂层、卵砾石地层、破碎带、块石回填地层等，目前国内外对于该种类型地层进行钻孔施工时，常出现孔壁不稳定，在钻探界将其归为不稳定地层，属于复杂的地质条件；对于各种类型不同的地层，其钻孔施工方法也不同，存在的问题也各异，如对于不稳定地层厚度较薄，地层颗粒之间存在一定的粘结力，地层孔隙比较小，无较大漏失的地层，采用泥浆护壁正、反循环钻进，技术上要求较严格，容易因水浸使泥浆粘度变小或孔内泥浆压力变化引起孔壁坍塌，造成埋钻事故，钻进效率低、钻头磨损严重；对于硬岩层，含漂石、滚石的卵砾石地层钻进采用钢绳冲击钻进，利用钻头的冲击挤密和孔内填加粘土的办法，可有效护壁，保证孔壁的稳定，但孔内遇水、地层孔隙比较大时，孔壁不易稳定。在一些复杂的地质条件下，可能还要更换各种不同钻具，费时费力，工作效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了复杂地质条件下基础施工钻筒潜孔锤施工工艺，面对各种复杂地质通用性强，工艺流程简单，钻具不必反复出井，钻具操作简单，工作效率高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

复杂地质条件下基础施工钻筒潜孔锤施工工艺，其工艺流程为：在处理平整的工地基础上测量定位，合理规划桩基施工顺序，钻机就位；采用钻筒潜孔锤钻具，开动钻机，钻筒旋转向下钻孔，同时通过注浆管向钻孔内注入定量的水，向下钻进一定深度之后，通过注浆管将钻渣抽出；下钻至大卵石分布的砾石、中微风化孤石、混凝土障碍物等复杂硬质地层时，潜孔锤伸出钻筒，空压装置将空气压入活塞筒，潜孔锤振动，潜孔锤对复杂硬质地层打击粉碎，穿透复杂地层后继续向下钻孔；下钻至设计深度后，开启注浆管吸取孔底沉渣清孔，完成清孔后钻筒潜孔锤钻具在向上提升的同时，通过注浆管向钻孔内压灌混凝土，直至完成整个桩基施工，转移至下一个桩位。

进一步地，崩塌型砂层较深时，钻孔完成后，潜孔锤缩回钻筒内，向钻筒潜孔锤钻具与钻孔壁之间注入水泥浆，在水泥浆与砂层形成较好护壁后提升一定高度，再注入水泥浆直至钻筒潜孔锤钻具提出钻孔，再向钻孔内下放钢筋笼，安放混凝土浇筑导管、清孔、向钻孔内灌注混凝土完成整个桩基施工。

进一步地，钻筒潜孔锤钻具从孔内提升时遇到卡钻的情况，通过调整进入钻筒潜孔锤钻具空气的流通路径，使潜孔锤向上振动，直至钻筒潜孔锤钻具提出钻孔。

进一步地，所述钻筒潜孔锤钻具包括钻筒、潜孔锤装置、液压杆、注浆管和进气管装置；所述潜孔锤装置安装在所述钻筒内部通过液压杆连接，所述潜孔锤装置能在所述钻筒内滑动；所述注浆管和所述进气管装置穿过所述钻筒顶部伸入到所述潜孔锤装置中，所述钻筒和所述潜孔锤装置均能沿着所述注浆管和所述进气管装置上下滑动。

进一步地，所述潜孔锤装置包括潜孔锤、砧板一、砧板二、活塞、活塞筒上、活塞筒中和单向进气阀；所述活塞筒上、所述砧板一、活塞筒中和所述砧板二所述潜孔锤从上到下依次连接，所述活塞安装在所述活塞筒中，所述进气管装置伸入到所述活塞中，所述注浆管伸入到所述潜孔锤中；所述单向进气阀竖直安装在所述活塞中。

进一步地，所述进气管装置包括进气管一和进气管二；所述进气管一和所述进气管二穿过所述钻筒伸入到所述活塞中。

本发明的有益效果在于：

本发明可应对各种复杂的地质条件，一般地质条件钻筒可直接钻至设计深度，遇到大的卵砾石、块石、漂石或遇到地下混凝土障碍等复杂硬质地层时，潜孔锤伸出钻筒继续钻孔穿透复杂地层，直至设计深度；钻具设计了潜孔锤反向振动，解决钻具出井时的卡钻问题；在钻孔至设计深度时，可通过潜孔锤的注浆管灌注混凝土进行桩基灌浆施工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为钻筒潜孔锤钻具结构示意图。

图2为钻筒潜孔锤钻具中潜孔锤伸出钻筒结构示意图。

图3为钻筒潜孔锤钻具正视图。

图4为图2中A-A剖面图。

图5为图2中B-B剖面图。

其中，图中：

1-钻筒、2-液压杆、3-活塞筒上、4-砧板一、5-活塞、6-单向进气阀、7-砧板二、8-潜孔锤、9-注浆管、10-进气管一、11-活塞筒中、12-进气管二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照附图1-5所示，本发明提供复杂地质条件下基础施工钻筒潜孔锤施工工艺，采用钻筒潜孔锤钻具进行引孔，钻筒潜孔锤钻具包括钻筒1、潜孔锤装置、液压杆2、注浆管9和进气管装置；潜孔锤装置安装在钻筒1内部通过液压杆2连接，潜孔锤装置能在钻筒1内滑动；注浆管9和进气管装置穿过钻筒1顶部伸入到潜孔锤装置中，钻筒1和潜孔锤装置均能沿着注浆管9和进气管装置上下滑动。本发明的钻筒潜孔锤钻具连接旋转动力装置，图中未画出，钻筒潜孔锤钻具竖直向下旋转钻孔；注浆管9可以用来向钻孔内灌注泥浆和水，也可以通过注浆管9将钻孔内的废渣抽出钻孔；钻筒1的端部呈锯齿状，方便向下钻孔。

潜孔锤装置包括潜孔锤8、砧板一4、砧板二7、活塞5、活塞筒上3、活塞筒中11和单向进气阀6；活塞筒上3、砧板一4、活塞筒中11和砧板二7潜孔锤8从上到下依次连接，活塞5安装在活塞筒中11，进气管装置伸入到活塞5中，注浆管9伸入到潜孔锤8中；单向进气阀6竖直安装在活塞5中，单向进气阀6数量为偶数个，均匀布置在活塞5上，单向进气阀6共四个，分成两组，两组单向进气阀6进气方向相反。砧板一4、活塞筒中11和砧板二7围城一个密闭的空间，活塞5在此空间沿着注浆管9上下运动。进气管装置包括进气管一10和进气管二12；进气管一10和进气管二12穿过钻筒1伸入到活塞5中，进气管装置连接空压装置，空压装置图中未画出。空压装置通过进气管二12进气，空气进入活塞5的上半部分，挤压活塞5向下运动，达到一定气压，进气方向向下的单向进气阀6打开，空气通过进气管一10排出去，此时潜孔锤8竖直向下振动，潜孔锤8向下钻孔；空压装置通过进气管一10进气，空气进入活塞5的下半部分，挤压活塞5向上运动，达到一定气压，进气方向向上的单向进气阀6打开，空气通过进气管二12排出去，此时潜孔锤8竖直向上振动，可解决潜孔锤8卡钻的问题。

先在工地基础上平整场地，测量仪器对整个工地进行测量放样，合理规划桩基施工顺序，根据地质勘察报告、桩基设计要求，决定钻具的的使用方案。本发明结合施工现场的地质条件，存在很多实施例的情况，下文只罗列较为典型的实施例，面对实际的工况。

实施例一

当工地土质的砂层较深时，可只使用钻筒1钻孔，开动钻机，钻筒1旋转向下钻孔，同时通过注浆管9向钻孔内注入定量的水，向下钻进一定深度之后，通过注浆管9将钻渣抽出；钻至设计深度后，钻筒潜孔锤钻具在向上提升的同时，通过注浆管9向钻孔内压灌混凝土进行灌浆作业，直至完成整个桩基施工，转移至下一个桩位。

实施例二

当工地土质的崩塌型砂层较深时，可只使用钻筒1钻孔，开动钻机，钻筒1旋转向下钻孔，同时通过注浆管9向钻孔内注入定量的水，向下钻进一定深度之后，通过注浆管9将钻渣抽出；下钻至设计深度后，向钻筒潜孔锤钻具与钻孔壁之间注入水泥浆，水泥浆与砂层形成较好护壁后钻具提升一定高度，再向钻筒潜孔锤钻具与钻孔壁之间注入水泥浆，直至钻筒潜孔锤钻具提出钻孔，再向钻孔内下放钢筋笼，安放混凝土浇筑导管、清孔、清孔完成后向钻孔内灌注混凝土完成整个桩基施工。

实施例三

当工地土质较硬，或是较深的砾石层时，浅层先用钻筒1钻孔，钻筒1旋转向下钻孔，同时通过注浆管9向钻孔内注入定量的水，一定深度之后，将钻渣抽出，潜孔锤8伸出钻筒1，空压装置将空气压入活塞5筒，潜孔锤8振动，潜孔锤8对大卵石打击粉碎，继续向下钻孔；下钻至设计深度后，开启注浆管9清除吸取孔底沉渣，清孔完成后钻筒潜孔锤钻具在向上提升的同时，通过注浆管9向钻孔内压灌混凝土，直至完成整个桩基施工，转移至下一个桩位。对桩基的强度要求较高时，还可以采用实施二的方案，钻至设计深度后，向钻筒潜孔锤钻具与钻孔壁之间注入水泥浆，待水泥浆和孔壁形成较好护壁后钻具提升一定高度，再向钻筒潜孔锤钻具与钻孔壁之间注入水泥浆，直至钻筒潜孔锤钻具提出钻孔，再向钻孔内下放钢筋笼，安放混凝土浇筑导管，清孔，清孔完成后向钻孔内灌注混凝土完成整个桩基施工。

实施例四

当工地土质较硬，钻孔完成后，钻具在提升的过程中，可能遇到卡钻的情况，此时空压装置通过进气管一10进气，空气进入活塞5的下半部分，挤压活塞5向上运动，达到一定气压，进气方向向上的单向进气阀6打开，空气通过进气管二12排出去，此时潜孔锤8竖直向上振动，直至潜孔锤8提出钻孔。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。