省级工法-大起伏岩面复杂地层嵌岩桩入岩深度控制钻 孔施工工法.pdfVIP

大起伏岩面复杂地层嵌岩桩入岩深度控制钻孔施工工法 1 前言 嵌岩桩作为一种常用的桩型在硬质岩地区被广泛采用，通常要求嵌 岩桩在桩端持力层中有一定的入岩深度作为终孔条件。当嵌岩达到一定 深度后，继续增加嵌岩深度，对桩的承载力的提高已不明显，且施工投 入人力物力巨大，嵌入深度不够则影响成桩质量，嵌入深度过多则无助 于单桩承载力的提高，且施工困难拖延工期。然而，基岩在空间上分布 和风化程度的差异往往变化较大，对于不同风化程度的岩层钻孔入岩判 定尚无统一的固定标准，传统钻孔入岩深度控制依赖人工对钻出渣土根 据经验推断，对于大起伏复杂岩层的桩基入岩深度控制难度较大。而且， 由于岩层分布和风化情况的复杂性，桩基钻孔入岩施工效率和成孔质量 受到地层条件影响较大，护壁和凿岩也是大起伏复杂岩层的施工难点。 因此，针对大起伏复杂岩层钻孔灌注桩入岩施工难题，开发了双回旋潜 孔锤入岩控制施工技术，采用长螺旋潜孔锤钻机进行凿岩施工，建立了 依据实时入岩速率和回旋套管比功的入岩深度判定方法，提高了入岩深 度控制精度，并采用双回旋跟管钻进提高入岩效率和孔壁稳定性。该技 术申请了发明专利“一种软覆盖层端承嵌岩桩成桩系统及施工方法 （2022103787460）”，和实用新型专利“一种软覆盖层端承嵌岩桩成桩系 统（2022208372318）”。技术在大峃镇龙川B 地块安置小区（龙川家园） 等工程上成功应用，取得了显著的经济效益和社会效益，形成了 “大起 伏岩面复杂地层嵌岩桩入岩深度控制钻孔施工工法”，经国家一级查新机 构浙江省科技信息研究院查新 （查新报告编号为：202333B2109759），本 1 工法核心技术未见文献报道。 2 工法特点 2.0.1 入岩深度控制准确；依据实时入岩速率和回旋套管比功的入岩 深度判定方法，显著提高了入岩深度控制精度。 2.0.2 入岩效率高；上动力头在下动力头套管中旋转钻进，冲击器采 用高频率低冲程碎岩，钻进效率高，不需要反复人工测量孔深，也提高 了施工效率。 2.0.3 孔壁稳定性好；全套管跟进，避免了孔壁坍塌起到护壁作用， 振拔套管时可二次密实混凝土。 2.0.4 孔底沉渣厚度小；高风压排渣，排渣彻底，孔底干净。 2.0.5 不需要泥浆护壁，无泥浆污染。 3 适用范围 适用于厚回填土层、砂层、黏土层、砂砾层、卵石层、块石层、软 中硬岩石层钻孔施工，尤其适用于大起伏岩面复杂地层要求嵌入中-微风 化岩层的钻孔灌注桩施工。 4 工艺原理 4.0.1 双回旋潜孔锤施工原理 大起伏复杂岩层入岩深度示意图如图 4.0.1 所示。本工法利用长螺 旋潜孔锤钻机，采用双回旋跟管钻进技术进行钻孔施工。利用双动力头 2 分别驱动钻杆和设在钻杆底部的气动潜孔锤以及外部钢套管。钻杆动力 头带动长螺旋钻杆及底部潜孔锤作顺时针转动，潜孔锤在压缩空气作用 下产生的冲击功和冲击频率直接传给锤头快速破碎孔内岩石；同时套管 动力头驱动钢套管逆时针旋转，钢套管底端环状合金钻头切割岩层与潜 孔锤同步跟进成孔；渣土和岩石颗粒借助于潜孔锤排出的压缩空气从钢 套管与螺旋杆之间向上吹起排出套管外，从而实现孔底冲击回旋钻进与 清孔同步施工。 图4.0.1 大起伏岩面桩基入岩深度示意图 4.0.2 入岩深度判定标准 针对大起伏岩面复杂地层入岩深度变化大，入岩深度难判定的问题， 建立了依据潜孔锤实时入岩速率和回旋套管比功的入岩深度判定方法。 钻孔施工过程计算各时段入岩速率（m/h）,通过对施工过程入岩速率沿 工程勘察剖面深度方向的变化分析，岩石风化程度界限深度处入岩速率 变化明显，入岩速率变化图如图 4.0.2-1 所示。通过对试验孔入岩速率 与岩质情况的对比建立钻孔进入强风化、中风化等岩层的入岩深度判定 标准。