建筑桩基孔施工工艺及相关创新设计

　　这篇论文主要介绍的是建筑桩基孔施工工艺及相关创新设计的相关内容，本文作者就是通过对建筑大口径桩基孔施工工艺的内容做出详细的阐述与介绍，特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

　　关键词：大口径;桩基孔;工艺;创新设计

　　1建筑大口径桩基孔施工工艺创新设计的开发背景

　　浙江省“十三五”规划中指出：我省经济已经进入加速转型期，要重点培育发展生物、物联网、新能源、新材料、节能环保、高端装备制造、海洋新兴、新能源汽车和核电关联等战略性新兴产业。国内外建筑业的大力发展，要求桩基孔施工质量和施工效率适应建筑业的快速发展需要。目前,国内外建筑业桩基孔、桥梁桩基孔成孔施工技术日益发展，归纳其机械成孔办法主要有旋挖钻进成孔和高效冲击成孔等方法。国内建筑企业在大型桩基孔施工中，普遍采用旋挖钻机配合钻具等施工钻进成孔，施工工艺技术较成熟，但成孔效率较国外采用空气冲击钻进高效成孔技术相比还有很大的差距。旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程，配合不同钻具，适应于干式(短螺旋)，或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业，旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活，施工效率高及多功能特点。旋挖钻机适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围广，基本可满足桥梁建设，高层建筑地基础等工程的使用。目前，旋挖钻机已被广泛推广于各种钻孔灌注桩工程。与旋挖钻机配套使用的钻具具有一定的刚度，在钻进中或其他操作时，不产生移动和摇晃，钻具的安装应符合生产厂家的标准。施工时可配用短螺旋钻头、回转斗，岩心钻头，岩心回转钻头等各种规格的钻头。施工时，根据不同的土壤、地质条件按下列规定选择不同的旋挖钻孔机的钻头：短螺旋钻具，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土，中等密实以上的砂土，风化岩层。螺旋回转头，采用泥浆护壁，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层。岩心螺旋钻头，适用于碎石土、中等硬度的岩石及风化岩层。岩心钻头，适用于风化岩层及有裂纹的岩石。钻头规格由用户据实际工程的情况选购选配。国内建筑企业采用空气冲击器钻进施工工艺的作业方式很少，香港、深圳部分企业引进国外先进的液压潜孔钻机，配套进口的高压冲击器和钻头，运用在建筑大型桩基孔施工中，取得了初步进展。国外建筑施工企业自上世纪九十年代，就创新使用了高效空气冲击技术钻进大型桩基孔的施工，高气压液压潜孔钻机与高气压冲击器连接，高压冲击器配有大口径的高压钻头，作业时，由空气压缩机作为动力源，进行高效钻进成孔施工，其钻进效率约为旋挖钻机施工作业方式效率的3倍以上，此施工工艺技术在国外已被广泛推广。目前，国内建筑施工单位在大口径桩基孔施工作业方式上还需改进，存在旋挖钻机成孔效率低、成孔质量不高等问题，成为当前建筑业企业急需解决的问题。通过本文研究，笔者了解国内外高效冲击式钻进大口径桩基孔应用情况，克服目前的浙江省内建筑企业桩基公司在大口径桩基孔施工工作效率较低的问题，提供一种适用多种不同地质岩层的高效钻进成孔的施工办法，为企业解决生产实际问题，对提高学生科技创新项目研发能力具有深远的意义。

　　2建筑大口径桩基孔施工工艺创新设计的主要内容

　　2.1进行产品调研和查阅文献

　　制定调研计划，查阅文献资料，调研曙光控股集团桩基孔施工厦门项目部在大口径桩基孔施工中，存在的问题。调研广东茂名等地采用液压潜孔钻机进行大口径桩基孔施工的作业方式。经过制定设计方案，旋挖钻机钻进动力头改造，钻杆、冲击器、潜孔锤配套组合钻具采购环节的落实，改进大口径桩基孔施工工艺的作业方式，将旋转开挖钻进方式改为高效气动高压冲击方式钻进桩基孔。借鉴和消化吸收国外先进的大口径桩基孔的施工技术，自主创新国产旋挖钻机的结构改造，成孔质量高、钻进效率快，降低其钻进成本。提高其改进后旋挖钻机工作效率，成为当前企业急需解决的问题。

　　2.2建筑业桩基孔施工工艺改进总体方案设计

　　本文将在现有“JA382型高气压潜孔钻头国防科工委科技进步二等奖和镶块钻头实用新型专利”基础上，在广泛调研和试验分析的基础上，消化、吸收国外最新技术，搭建科研创新平台，按国外先进的液压潜孔高效空气成孔技术要求将曙光控股集团桩基孔施工厦门项目部国产三一重工的旋挖钻机进行改造，改进该钻机的动力头结构，使其与美国英格索兰公司生产的DHD115高压冲击器配套连接，冲击器与国产810毫米以上口径高气压钻头配套钻进，对三一重工旋挖钻机动力头进行改造，改造动力头螺纹，连接组合钻杆、冲击器、大口径高压钻头，将旋转钻进改成高压冲击破碎岩石作业方式。如图1、2所示：通过国产旋挖钻机配套世界最先进的液压潜孔钻进配件的综合运用，提高大型桩基孔的施工质量和施工效率，经过多次现场试验认证后，保证成孔质量，使其钻进效率提高3倍左右。

　　2.3方案设计特点

　　该设计方案特点：(1)借鉴和消化吸收国外先进的大口径桩基孔的施工技术，自主创新国产旋挖钻机的结构改造。(2)配套国产高压潜孔钻头产品，填补省内运用此技术在大口径桩基孔施工的空白。(3)将传统的旋挖钻机桩基孔施工技术改进，使其成孔质量高、钻进效率快，降低其钻进成本。

　　2.4设计方案应用

　　建筑桩基孔施工工艺改进设计方案，经过制定设计方案，旋挖钻机钻进动力头改造，钻杆、冲击器、潜孔锤配套组合钻具采购环节的落实，改进大口径桩基孔施工工艺的作业方式，将旋转开挖钻进方式改为高效气动高压冲击方式钻进桩基孔，于2017年8月，在曙光控股桩基公司厦门项目工地试验，共试验了10个(40-60)米深桩基孔，岩石硬度系数f大于10级(花岗岩)。试验结果是孔径1000以上的大口径桩基孔钻进效率平均提高了3倍，为企业解决生产实际问题。目前，该工艺方案借鉴和消化吸收国外先进的大口径桩基孔的施工技术，自主创新国产旋挖钻机的结构改造，成孔质量高、钻进效率快，降低其钻进成本。该试验项目处于国内先进，省内领先水平，具有一定的使用价值和推广价值，该工艺方案已被该公司采纳。

　　3结束语

　　通过本工艺设计方案研究，改进浙江省内建筑行业在大口径桩基孔施工工艺的作业方式，将旋转开挖钻进方式改为高效气动高压冲击方式钻进桩基孔的作业方式，使孔径800以上的大口径桩基孔钻进效率提高3倍，为企业解决生产实际问题，提高教师科技创新项目研发能力。通过对本工艺设计方案的研究，设计出一种国内较先进的建筑业大口径桩基孔施工工艺方案，从而满足大口径桩基孔成孔可靠性的要求，提高其钻进效率。完成钻进设备的改造及总体工艺方案(研究报告被企业采用)等工作，成果应用于企业，具有一定的实际应用价值。

　　参考文献

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　　[6]夏丹丹，刘蕾.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息，2010(27).

　　作者：钱城悦 潘光永 单位：浙江广厦建设职业技术学院