一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，具体为一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法。

背景技术：

2.钻孔灌注桩作为建筑工程的常用基础构造，其成孔方式也是多种形式，对于工期要求快的项目，往往选择旋挖钻机成孔。旋挖钻机是一种综合性的钻机，它可以用多种地层，具有成孔速度快，污染少，机动性强等特点。对于一些流塑状淤泥质地质层采用旋挖钻机施工时，容易出现吸钻，缩孔及塌孔现象，造成工程质量问题及成本增加；且旋挖钻机在砂性黏土层中施工，容易出现粘钻，渣斗内渣样紧紧吸附在内壁和外壁，影响旋挖钻机的工效。
3.目前，施工现场针对流塑状淤泥质地质，采用地基降水固化处理和采用配置特殊的化学原浆进行护壁的方法，但是对流塑状淤泥层进行地基降水固化处理的方法存在投入成本大、工期长的缺陷；而化学原浆护壁的方法有时也会因为化学制浆材料短缺而使整体工期严重滞后，而传统一般采用d型钻头来解决流塑状淤泥产生的负压问题；针对砂性黏土层，则采用开合式钻头便于钻头打开弃渣。但对于淤泥层与砂性黏土层的组合土层，d型钻头容易被砂性土粘钻，严重影响工效，开合式钻头无法解决流塑状淤泥质土吸钻问题。
4.本发明在此基础上提出一种流塑淤泥及粘性土组合土层地质条件下的成孔方法。

技术实现要素：

5.为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，能有效的解决背景技术提出的问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，该流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法采用如下成孔装置，该成孔装置包括钻头及与钻头连接的钻杆，所述钻头与钻杆活动连接，并且钻头与钻杆连接处设有钻头伸缩活动装置，所述钻头包括钻渣斗及储浆腔，所述钻渣斗内置有空腔，所述钻渣斗与储浆腔之间连接设有可活动的隔板，所述钻渣斗通过隔板使空腔内形成用于固态储存的装渣腔，所述钻渣斗上还设有活动盖板，所述活动盖板通过活动装置与钻渣斗活动连接；
8.所述储浆腔与钻杆之间连接设有弹簧支撑杆，所述储浆腔的上方设有多个进浆口，储浆腔的下方设有多个限位出浆口，所述限位出浆口设有可移动的漏浆活动限位件，漏浆活动限位件用于出浆口开合，且所述漏浆活动限位件与隔板连接，用于隔板与钻渣斗分离；
9.采用上述流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔装置对流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法包括以下步骤：
10.s1、钻进时将活动盖板、钻渣斗及隔板锁紧，卸钻渣前将锁扣打开；
11.s2、在流塑状淤泥层施工时，单个组合式钻头增加储浆腔，提钻时通过钻头活动空间不带动装渣斗，活动的钻杆通过弹簧支撑杆拉开储浆腔上的出浆口，作为连通钻头上下的泥浆通道，以消除负压状态；
12.s3、另外，钻头为分离式，一侧设置为储浆腔，另一侧为钻渣斗，中间设置与储浆腔连接且可活动的隔板，钻渣斗下方设置的活动盖板，当钻头卸渣时，活动盖板打开后，将钻渣斗和隔板分开，钻杆通过倾斜，储浆腔与隔板受弹性支撑拉动向上转动，钻渣斗受重力因素通过钻杆摆动将钻渣卸出渣斗外。
13.特别的，所述钻头伸缩活动装置设于钻杆的下方，所述钻杆连接钻头的顶部，所述钻头伸缩活动装置包括活动限位块及活动空腔。
14.特别的，所述钻头与钻杆之间设有活动件，所述活动件为铰链，所述钻头通过铰链与钻杆具有倾斜角度。
15.特别的，所述活动装置为插销活动转轴。
16.特别的，所述弹簧支撑杆一端连接活动限位块，另一端连接于储浆腔的上方。
17.特别的，所述装渣腔外侧还设有伸缩装置，所述伸缩装置与钻头伸缩活动装置配合，所述伸缩装置包括一组气动推杆，所述气动推杆由第一活动杆及第二活动杆连接组成，其中第一活动杆的一端固定于装渣腔的外侧。
18.特别的，所述储浆腔与装渣腔平行。
19.特别的，所述隔板与储浆腔的连接处设有储浆腔转动轴。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.本发明的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，在使用的过程中具有如下至少之一的有益效果：
22.第一、成孔装置内的储浆腔进出口设计，能保证在旋挖钻在提钻过程中消除淤泥层土范围吸钻产生的负压，避免钻头下方缩孔和塌孔，造成成桩质量及混凝土超方问题；
23.第二、成孔装置当中的储浆腔与隔板连接储浆腔与隔板连接带动隔板转动与钻渣斗分离，提高钻渣斗的卸渣效率，有效避免砂性粘土的粘钻影响，加快了施工进度；
24.第三、成孔装置构造简单，操作方便，便于更换和维修。
附图说明
25.图1为本发明的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法所采用的成孔装置整体结构示意图；
26.图2为本发明的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法的图1中a部分结构示意图；
27.图3为本发明的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法的倒渣状态示意图；
28.图4为本发明的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法的翻盖状态示意图；
29.图5为本发明的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法的钻提状态示意图；
30.图6为本发明的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法的钻进状态示
意图；
31.图7为本发明的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法的伸缩装置结构示意图。
32.图中标号：
33.1、钻杆；2、钻头；3、钻头伸缩活动装置；4、钻渣斗；5、储浆腔；6、隔板；7、装渣腔；8、活动盖板；9、弹簧支撑杆；10、进浆口；11、活动空腔；12、活动限位块；13、气动推杆；14、第一活动杆；15、第二活动杆；16、漏浆活动限位件。
具体实施方式
34.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。
35.如图1-7所示，本发明提供了一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，该流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法采用如下成孔装置，该成孔装置包括钻头2及与钻头2连接的钻杆1，所述钻头2与钻杆1活动连接，并且钻头2与钻杆1连接处设有钻头伸缩活动装置3，所述钻头2包括钻渣斗4及储浆腔5，所述钻渣斗4内置有空腔，所述钻渣斗4与储浆腔5之间连接设有可活动的隔板6，所述钻渣斗4通过隔板6使空腔内形成用于固态储存的装渣腔7，所述钻渣斗4上还设有活动盖板8，所述活动盖板8通过活动装置与钻渣斗4活动连接；
36.本实施例在流塑淤泥及粘性土组合土层地质条件下，能通过进浆口10和限位活动出浆口，将储浆腔5作为钻头2上下的泥浆通道，消除负压，避免钻头2下方缩孔和塌孔。同时储浆腔5与隔板6连接带动隔板6转动与钻渣斗4分离，提高钻渣斗4的卸渣效率，有效避免砂性粘土的粘钻影响。整个成孔装置在该地质条件下，施工进度、质量和成本起到较大的经济效益。
37.所述储浆腔5与钻杆1之间连接设有弹簧支撑杆9，所述储浆腔5的上方设有多个进浆口10，储浆腔5的下方设有多个限位出浆口，所述限位出浆口设有可移动的漏浆活动限位件16，漏浆活动限位件16用于出浆口开合，且所述漏浆活动限位件16与隔板6连接，用于隔板6与钻渣斗4分离；
38.通过钻头2内设置的储浆腔5，在提钻时拉动储浆腔5，打开漏浆口，通过储浆腔5将钻头2上部浆液与钻头2下方连通消除在淤泥层吸钻时产生的负压，避免缩孔、塌孔情况发生；在钻头2卸渣时，旋挖钻倾斜，下方装渣斗依靠自重下垂，上方通过弹性支撑拉动储浆腔5和隔板6旋转上翘，最后通过振动将下方打开的装渣斗钻渣卸出渣斗外，从而提高卸渣效率。
39.采用上述流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔装置对流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法包括以下步骤：
40.s1、钻进时将活动盖板8、钻渣斗4及隔板6锁紧，卸钻渣前将锁扣打开；
41.s2、在流塑状淤泥层施工时，单个组合式钻头2增加储浆腔5，提钻时通过钻头2活动空间不带动装渣斗，活动的钻杆1通过弹簧支撑杆9拉开储浆腔5上的出浆口，作为连通钻
头2上下的泥浆通道，以消除负压状态，防止钻头2下方塌孔和缩孔，避免后续混凝土施工超方及大头桩的产生；成孔装置能够有效防止提钻过程淤泥质土层的吸钻作用，避免吸钻产生负压导致缩孔和塌孔，造成成桩质量及混凝土超方问题；该成孔装置能高效快速清除钻渣，有效应对砂性黏土粘钻问题，提高旋挖钻在砂性黏土层施工的效率。
42.s3、另外，钻头2为分离式，一侧设置为储浆腔5，另一侧为钻渣斗4，中间设置与储浆腔5连接且可活动的隔板6，钻渣斗4下方设置的活动盖板8，当钻头2卸渣时，活动盖板8打开后，将钻渣斗4和隔板6分开，钻杆1通过倾斜，储浆腔5与隔板6受弹性支撑拉动向上转动，钻渣斗4受重力因素通过钻杆1摆动将钻渣卸出渣斗外。钻渣斗4受重力影响通过插销活动转轴向下转动与储浆腔5和隔板6分开，开口状态下的钻渣斗4通过钻杆1摆动将钻渣卸出渣斗外，从而提高卸渣效率，有效避免砂性粘土的粘钻影响。
43.进一步说明的是，所述钻头伸缩活动装置3设于钻杆1的下方，所述钻杆1连接钻头2的顶部，所述钻头伸缩活动装置3包括活动限位块12及活动空腔11。提钻时钻杆1与钻头2有一定活动空间不带动装渣斗，活动的钻杆1通过弹簧支撑拉动储浆腔5转动，使出浆口打开。
44.进一步说明的是，所述钻头2与钻杆1之间设有活动件，所述活动件为铰链，所述钻头2通过铰链与钻杆1具有倾斜角度。其中铰链分别连接在钻头2与钻杆1上，使钻头2具有摆动角度，用于卸渣。
45.进一步说明的是，所述活动装置为插销活动转轴。当打开漏浆活动限位件16时，装渣斗倾斜，活动盖板8通过插销活动转轴向下垂，其装渣斗内部的钻渣卸出。
46.进一步说明的是，所述弹簧支撑杆9一端连接活动限位块12，另一端连接于储浆腔5的上方。钻杆1通过弹簧支撑拉动储浆腔5转动，使出浆口打开。
47.进一步说明的是，所述装渣腔7外侧还设有伸缩装置，所述伸缩装置与钻头伸缩活动装置3配合，所述伸缩装置包括一组气动推杆13，所述气动推杆13由第一活动杆14及第二活动杆15连接组成，其中第一活动杆14的一端固定于装渣腔7的外侧。
48.当安装有伸缩装置的另一状态的成孔装置时，气动推杆13连接气缸，通过气体压缩将第一活动杆14沿装渣腔7的外侧推出，第二活动杆15则固定在钻杆1上，该结构无需倾斜钻渣斗4也可完成钻渣的卸出，更加方便，操作也更加简单。
49.进一步说明的是，所述储浆腔5与装渣腔7平行。该结构设计为分离式，一侧为储浆腔5，另一侧为钻渣斗4，中间设置与储浆腔5连接且可活动的隔板6，钻渣斗4下方设置活动盖板8，钻头2卸渣时，打开盖板后，将钻渣斗4和隔板6分开，旋挖钻杆1通过倾斜，储浆腔5与隔板6受弹性支撑拉动向上转动，钻渣斗4受重力影响通过插销活动转轴向下转动与储浆腔5和隔板6分开，开口状态下的钻渣斗4通过钻杆1摆动将钻渣卸出渣斗外，从而提高卸渣效率，有效避免砂性粘土的粘钻影响。
50.进一步说明的是，所述隔板6与储浆腔5的连接处设有储浆腔5转动轴。所述储浆腔5在钻头2顶板设置进浆口10，下方设置限位出浆口，限位出浆口固定端设置在隔板6靠钻渣斗4一侧，活动端设置在储浆腔5一侧，便于拆卸和定时清理储浆腔5，限位出浆口允许小范围移动，用于出浆口开合，同时与隔板6连接带动隔板6转动与钻渣斗4分离。
51.具体实施方式：
52.首先成孔装置为单个组合式钻头2，钻头2是由储浆腔5、隔板6、钻渣斗4及钻头伸
缩活动装置3组成。储浆腔5设置上方进浆口10、下方限位出浆口、上方弹簧支撑杆9；钻渣斗4设置活动盖板8、插销活动转轴；钻头2伸缩活动装设置活动限位块12及活动空腔11。所述储浆腔5上方设置进浆口10，下方设置限位出浆口，限位出浆口允许小范围移动，用于出浆口开合，通过进浆口10和限位活动出浆口，将储浆腔5作为钻头2上下的泥浆通道，消除负压。所述钻渣斗4由活动盖板8及插销活动转轴组成，在钻进过程盖板将钻渣斗4和隔板6锁紧，卸钻渣前将锁扣打开翻盖，并将钻杆1倾斜时，钻渣斗4受重力影响通过插销活动转轴向下转动与储浆腔5和隔板6分开，再抖动钻渣卸出渣斗外。所述钻头2伸缩活动装设置在钻头2顶部的钻杆1下方，提钻时钻杆1与钻头2有一定活动空间不带动装渣斗，活动的钻杆1通过弹簧支撑拉动储浆腔5转动，使出浆口打开。整个成孔装置能同时适用流塑状淤泥层和砂性黏土层组合的复杂地质条件，同时很好的解决吸钻和粘钻问题。
53.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：

1.一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，该流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法采用如下成孔装置，该成孔装置包括钻头(2)及与钻头(2)连接的钻杆(1)，其特征在于：所述钻头(2)与钻杆(1)活动连接，并且钻头(2)与钻杆(1)连接处设有钻头伸缩活动装置(3)，所述钻头(2)包括钻渣斗(4)及储浆腔(5)，所述钻渣斗(4)内置有空腔，所述钻渣斗(4)与储浆腔(5)之间连接设有可活动的隔板(6)，所述钻渣斗(4)通过隔板(6)使空腔内形成用于固态储存的装渣腔(7)，所述钻渣斗(4)上还设有活动盖板(8)，所述活动盖板(8)通过活动装置与钻渣斗(4)活动连接；所述储浆腔(5)与钻杆(1)之间连接设有弹簧支撑杆(9)，所述储浆腔(5)的上方设有多个进浆口(10)，储浆腔(5)的下方设有多个限位出浆口，所述限位出浆口设有可移动的漏浆活动限位件(16)，漏浆活动限位件(16)用于出浆口开合，且所述漏浆活动限位件与隔板(6)连接，用于隔板(6)与钻渣斗(4)分离；采用上述流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔装置对流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法包括以下步骤：s1、钻进时将活动盖板(8)、钻渣斗(4)及隔板(6)锁紧，卸钻渣前将锁扣打开；s2、在流塑状淤泥层施工时，单个组合式钻头(2)增加储浆腔(5)，提钻时通过钻头(2)活动空间不带动装渣斗，活动的钻杆(1)通过弹簧支撑杆(9)拉开储浆腔(5)上的出浆口，作为连通钻头(2)上下的泥浆通道，以消除负压状态；s3、另外，钻头(2)为分离式，一侧设置为储浆腔(5)，另一侧为钻渣斗(4)，中间设置与储浆腔(5)连接且可活动的隔板(6)，钻渣斗(4)下方设置的活动盖板(8)，当钻头(2)卸渣时，活动盖板(8)打开后，将钻渣斗(4)和隔板(6)分开，钻杆(1)通过倾斜，储浆腔(5)与隔板(6)受弹性支撑拉动向上转动，钻渣斗(4)受重力因素通过钻杆(1)摆动将钻渣卸出渣斗外。2.根据权利要求1所述的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，其特征在于：所述钻头伸缩活动装置(3)设于钻杆(1)的下方，所述钻杆(1)连接钻头(2)的顶部，所述钻头伸缩活动装置(3)包括活动限位块(12)及活动空腔(11)。3.根据权利要求1所述的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，其特征在于：所述钻头(2)与钻杆(1)之间设有活动件，所述活动件为铰链，所述钻头(2)通过铰链与钻杆(1)具有倾斜角度。4.根据权利要求1所述的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，其特征在于：所述活动装置为插销活动转轴。5.根据权利要求1或2所述的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，其特征在于：所述弹簧支撑杆(9)一端连接活动限位块(12)，另一端连接于储浆腔(5)的上方。6.根据权利要求1所述的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，其特征在于：所述装渣腔(7)外侧还设有伸缩装置，所述伸缩装置与钻头伸缩活动装置(3)配合，所述伸缩装置包括一组气动推杆(13)，所述气动推杆由第一活动杆(14)及第二活动杆(15)连接组成，其中第一活动杆(14)的一端固定于装渣腔(7)的外侧。7.根据权利要求1所述的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，其特征在于：所述储浆腔(5)与装渣腔(7)平行。8.根据权利要求1所述的一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，其特征在于：所述隔板(6)与储浆腔(5)的连接处设有储浆腔转动轴。

技术总结

本发明公开了一种流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法，该流塑淤泥及粘性土组合地质条件下的成孔方法采用如下成孔装置，该成孔装置包括钻头及与钻头连接的钻杆，所述钻头与钻杆活动连接，并且钻头与钻杆连接处设有钻头伸缩活动装置，所述钻头包括钻渣斗及储浆腔，所述钻渣斗内置有空腔，所述钻渣斗与储浆腔之间连接设有可活动的隔板，所述钻渣斗通过隔板使空腔内形成用于固态储存的装渣腔，所述钻渣斗上还设有活动盖板，所述活动盖板通过活动装置与钻渣斗活动连接。本发明将储浆腔作为钻头上下的泥浆通道，消除负压，避免钻头下方缩孔和塌孔，提高钻渣斗的卸渣效率，有效避免砂性粘土的粘钻影响，能起到较大的经济效益。能起到较大的经济效益。能起到较大的经济效益。