在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法

摘要

本发明涉及一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法。在井筒底部，整个岩石开挖部位的轮廓为一个圆柱体，其厚度等于井筒直径的2.0-2.5倍，其直径等于井筒的直径。在岩石开挖部位的操作平台上，架设一台平面旋转冲击钻，其钻头与设定岩石井筒侧壁相切，并以相等的环向间距，顺次钻制独立冲击孔和贯通冲击孔。首先形成实际岩石井筒侧壁，并使岩体开挖部位仅存一个孤岛状的残存体。该残存体周围的约束被解除，周围的侧压力被撤消，故可用机械方式将其破碎。本发明所使用的机械简单，易于安装和操作，并可一次开挖成形。所形成的岩石井筒侧壁规则，且井壁岩石完好无损。与爆破开挖方法相比，其施工速度可提高一倍，其施工费用可减少一半。

主权项

一种在钻孔桩井筒底部开挖岩石的环式冲击法，在桥梁工程中，被用于开挖钻孔桩井筒〔1〕底部的岩石部位；在山区或浅山区，大地表层通常为7‑30m厚的土层，在土层之下是大范围的岩石结构〔3〕；所述的井筒〔1〕其直径大多为1.2m、1.5m和1.8m，它向下首先穿过土层，然后进入岩石结构〔3〕中；在穿过土层部位，设有混凝土护壁〔2〕；在岩石结构〔3〕中，形成实际岩石井筒侧壁〔6〕；该实际岩石井筒侧壁〔6〕用平面旋转冲击钻〔8〕冲击而成；为了在井筒〔1〕底部安装平面旋转冲击钻〔8〕，并满足其操作需要，在距岩石结构〔3〕表面3m高的范围内，所述的混凝土护壁〔2〕其口径大于井筒〔1〕的直径240mm；在井筒〔1〕底部，整个岩石开挖部位〔7〕呈一个圆柱体，其厚度等于井筒〔1〕直径的2.0‑2.5倍，其直径等于井筒〔1〕的直径，其侧面与设定岩石井筒侧壁〔4〕相吻合，其底面与设定岩石井筒底面〔5〕相吻合；所述的岩石开挖部位〔7〕可一次开挖完成；本发明的特征在于：在穿过土层部位，所述的井筒〔1〕用人工开挖；每向下开挖1000mm深，都制作一层混凝土护壁〔2〕，其底部三层混凝土护壁〔2〕的口径皆大于井筒〔1〕的直径240mm；在井筒〔1〕底部，用电动切割片对岩石结构〔3〕的表层进行水平切割，在其表面的正中部位形成一个操作平台〔7‑1〕；在这个操作平台〔7‑1〕上，安装一台平面旋转冲击钻〔8〕；该平面旋转冲击钻〔8〕可绕其自身的中心主轴作360度的平面转动，其钻头〔8‑3〕与所述的设定岩石井筒侧壁〔4〕相切，并以185‑190mm的相等环向间距，首先顺次向下钻制垂直的独立冲击孔〔10〕；然后在每相邻的两个独立冲击孔〔10〕之间的正中部位，都钻制一个垂直的贯通冲击孔〔11〕；整个一圈独立冲击孔〔10〕和贯通冲击孔〔11〕的孔腔沿着圆周贯通起来，形成一道环状岩石间距〔7‑4〕；所述的独立冲击孔〔10〕和贯通冲击孔〔11〕的口径皆为130mm，它们的孔底都处于同一个标高，且都低于所述的设定岩石井筒底面〔5〕100‑400mm；在所述的环状岩石间距〔7‑4〕之外，是实际岩石井筒侧壁〔6〕；在所述的环状岩石间距〔7‑4〕之内，是岩石开挖部位〔7〕的残存体〔7‑2〕；在该残存体〔7‑2〕的上部和中部，直接用风镐对岩石进行破碎；在该残存体〔7‑2〕的下部，先在岩石中钻制胀裂孔〔12〕，再向这些胀裂孔〔12〕中灌注无声破碎剂浆液〔13〕对岩石进行胀裂，最后用风镐进行破碎；在该残存体〔7‑2〕的根部，所剩余的残留岩石〔7‑3〕仍固定在原处；在所述的井筒〔1〕的开口处，安装一台卷扬机，利用吊桶吊装，及时将破碎的岩石运出井筒〔1〕；将钻孔桩的钢筋笼〔14〕放入井筒〔1〕中，在该井筒〔1〕中注满C25混凝土〔15〕，残留岩石〔7‑3〕构成了钻孔桩的根部。