大直径潜孔锤凿岩成孔技术

1、LOGO 大直径单管单动潜孔锤凿岩成孔技术大直径单管单动潜孔锤凿岩成孔技术 主讲：李慧生主讲：李慧生广州市地平线岩土工程有限公司广州市地平线岩土工程有限公司LOGOPage 2一、公司、个人简介一、公司、个人简介1二、潜孔锤介绍二、潜孔锤介绍2三、工程案例三、工程案例3四、设计方法四、设计方法4五、结五、结 束束 语语5LOGOPage 3一、个人简历一、个人简历个人简历个人简历李慧生，男，李慧生，男，1964年出生，年出生，1988年年毕业毕业于于成都成都理工大学；理工大学；高级工程师高级工程师；工作经历工作经历1988年年-1997年年，在海南省建筑设计院工作；，在海南省建筑设计院工作；1

2、997年后进入广州中煤江南基础工程公司工作；年后进入广州中煤江南基础工程公司工作；现任职务现任职务2003年创立广州市地平线岩土工程有限公司；年创立广州市地平线岩土工程有限公司；现任公司总经理；现任公司总经理；LOGO广州市地平线岩土工程有限公司广州市地平线岩土工程有限公司涉足桩基础及基坑支护各个涉足桩基础及基坑支护各个领域，尤其在领域，尤其在长螺旋桩基的施工与研究长螺旋桩基的施工与研究领域领域，进行了进行了大量探索与尝试，大量探索与尝试，申请有大直径潜孔锤与长螺旋多功申请有大直径潜孔锤与长螺旋多功能桩机组合引孔技术、一体化长螺旋旋喷支盘桩钻具、能桩机组合引孔技术、一体化长螺旋旋喷支盘桩钻具、

3、一体化长螺旋挤扩支盘桩钻具等专利技术。一体化长螺旋挤扩支盘桩钻具等专利技术。目前，长目前，长螺旋桩机潜孔锤引孔技术已得到广泛应用。螺旋桩机潜孔锤引孔技术已得到广泛应用。http:/LOGOhttp:/已取得的发明专利和实用新型专利已取得的发明专利和实用新型专利LOGOhttp:/LOGOhttp:/LOGO潜孔锤引孔技术概述潜孔锤引孔技术概述n 该技术以长螺旋多功能桩机（或旋挖桩该技术以长螺旋多功能桩机（或旋挖桩机）做桩架，以长螺旋动力头（或旋挖机）做桩架，以长螺旋动力头（或旋挖桩机动力头）做旋转动力，在特制的钻桩机动力头）做旋转动力，在特制的钻杆下悬挂风动式潜孔锤，杆下悬挂风动式潜孔锤，潜孔

4、锤冲击破潜孔锤冲击破碎岩石的同时，动力头带动钻杆及潜孔碎岩石的同时，动力头带动钻杆及潜孔锤进行适度的钻压与回转钻进，既能研锤进行适度的钻压与回转钻进，既能研磨刻碎岩石，又能使潜孔锤击打位置不磨刻碎岩石，又能使潜孔锤击打位置不停的变化，使潜孔锤底部的合金突出点停的变化，使潜孔锤底部的合金突出点每次都击打在不同位置，风动潜孔锤的每次都击打在不同位置，风动潜孔锤的空气既能冷却钻头又能将破碎的岩屑吹空气既能冷却钻头又能将破碎的岩屑吹离孔底并排离孔底并排出出孔口孔口，达到快速，达到快速破碎破碎岩石岩石的的作用作用。http:/LOGO 引孔直径引孔直径300mm-1000mm,引引孔直径孔直径600mm

5、以内，潜孔锤、以内，潜孔锤、钻杆等设备采用国产既有设备钻杆等设备采用国产既有设备加自主创新，设备成本低，造加自主创新，设备成本低，造价低，具有广阔的发展前景。价低，具有广阔的发展前景。 地平线公司地平线公司2012年施工多个年施工多个800mm潜孔锤引孔项目。潜孔锤引孔项目。http:/潜孔锤引孔技术概述潜孔锤引孔技术概述LOGO二、潜孔锤介绍二、潜孔锤介绍单击添加标题文字单击添加标题文字潜孔锤潜孔锤桩机桩机空压机空压机设备设备LOGO设备组成设备组成LOGO设备组成设备组成LOGOPage 13单击添加段落文字正确的润滑程序对正确的润滑程序对于钻掘过程是十分于钻掘过程是十分重要，如不适当的重

6、要，如不适当的处理会导致潜孔锤处理会导致潜孔锤的磨损和故障的磨损和故障。钻头上的下压力钻头上的下压力:每一每一吋直径需要约五百磅，吋直径需要约五百磅，即：即：32.7英寸英寸（830.58mm）的钻头）的钻头需要约需要约7.432106kg适宜的转速需根据适宜的转速需根据地质、进透率、钻地质、进透率、钻头种类和重量控制头种类和重量控制而定。最理想的进而定。最理想的进透率应是钻杆每转透率应是钻杆每转动一周，便能钻掘动一周，便能钻掘9.525mm。风量计算，决风量计算，决定风机数量定风机数量设备组成设备组成LOGO设备组成设备组成根据引孔直径、深度决定根据引孔直径、深度决定60、90、120型桩机

7、；型桩机；桩机桩机直径直径500mm以内采用低风压，设备及施工造价低；以内采用低风压，设备及施工造价低；直径直径600mm以上必须使用高风压；以上必须使用高风压；潜孔锤潜孔锤使用英格索兰高风压大风量空压机；使用英格索兰高风压大风量空压机；空压机空压机http:/LOGOhttp:/潜孔锤潜孔锤LOGO钻杆钻杆http:/LOGO内六方加插销连接内六方加插销连接http:/钻杆连接头钻杆连接头LOGO带护套管及杆衣钻杆带护套管及杆衣钻杆n 杆衣主要作用为减小钻杆杆衣主要作用为减小钻杆与孔壁之间的空隙，有利与孔壁之间的空隙，有利于渣土吹出地表，降低能于渣土吹出地表，降低能耗。耗。n 护套管主要作用

8、为防止复护套管主要作用为防止复杂地层孔壁坍塌掉块。杂地层孔壁坍塌掉块。n 护套管与杆衣相对固定，护套管与杆衣相对固定，上端不与动力头相连。上端不与动力头相连。http:/LOGO带管钻头带管钻头套管管靴套管管靴http:/LOGOPage 20三、工程实例三、工程实例地基为山区岩土混合地基，石灰岩出露浅，第四层覆地基为山区岩土混合地基，石灰岩出露浅，第四层覆盖层薄，岩溶等不良地质作用发育盖层薄，岩溶等不良地质作用发育地基为第四系人工填土层、残积层、寒武纪变质岩等地基为第四系人工填土层、残积层、寒武纪变质岩等要求以稳定石灰岩层作为桩端持力层，设计要求穿透要求以稳定石灰岩层作为桩端持力层，设计要求

9、穿透5-10m厚卵砾石层，局部有砂岩孤石厚卵砾石层，局部有砂岩孤石地基为第四系杂填土层、淤泥层、玄武岩等地基为第四系杂填土层、淤泥层、玄武岩等LOGO施工录像施工录像Page 21LOGOPage 22LOGOPage 23工程实例工程实例1：连州市现代国际广场连州市现代国际广场建筑概况建筑概况建筑物规模：建筑物规模：1#7#楼为楼为30层高层建筑，地下为层高层建筑，地下为二层地下室；最大单柱荷载预计在二层地下室；最大单柱荷载预计在15000kN。 地质条件地质条件地基为山区岩土混合地基，石灰岩出露浅，第四地基为山区岩土混合地基，石灰岩出露浅，第四层覆盖层薄，岩溶等不良地质作用发育，选用中层覆

10、盖层薄，岩溶等不良地质作用发育，选用中风化（破碎岩）灰岩或微风化灰岩为基础持力层风化（破碎岩）灰岩或微风化灰岩为基础持力层 嵌岩桩嵌岩桩冲孔嵌岩桩应嵌入微风化灰岩全岩面不少于冲孔嵌岩桩应嵌入微风化灰岩全岩面不少于0.5m，且桩底必须有，且桩底必须有3d或不少于或不少于5m的完整基岩的完整基岩持力层。持力层。 LOGO微风化灰岩层面标高等值线图微风化灰岩层面标高等值线图LOGO地基中溶洞分布平面图地基中溶洞分布平面图LOGO潜孔锤施工现场潜孔锤施工现场LOGOPage 27工程实例工程实例1：连州市现代国际广场连州市现代国际广场LOGO连州市现代国际广场连州市现代国际广场Page 28LOGOP

11、age 29工程实例工程实例2：湛江钢铁工程热轧单元湛江钢铁工程热轧单元建筑概况建筑概况建筑物规模：建筑物规模：1#7#楼为楼为30层高层建筑，地下为层高层建筑，地下为二层地下室；最大单柱荷载预计在二层地下室；最大单柱荷载预计在15000kN。 地质条件地质条件上部上部4-14米含块石杂填土、淤泥，覆盖层下有米含块石杂填土、淤泥，覆盖层下有1-5米厚破碎玄武岩，下部软塑、可塑、硬塑粘性土。米厚破碎玄武岩，下部软塑、可塑、硬塑粘性土。试验桩试验桩采用采用800mm 灌注桩，或灌注桩，或600mm管桩，分别进行管桩，分别进行试桩。试桩。LOGO湛江钢铁湛江钢铁LOGO湛江钢铁湛江钢铁Page 31

12、LOGO工程实例工程实例3：中石化茂名聚丙烯装置项目：中石化茂名聚丙烯装置项目建筑概况建筑概况聚丙烯项目，工程占地面积约聚丙烯项目，工程占地面积约130.00251.50m2，拟建建拟建建(构构)筑物有聚合反应框架、丙烯精制框架、筑物有聚合反应框架、丙烯精制框架、压缩机、其它框架及设备、挤压造粒厂房等。压缩机、其它框架及设备、挤压造粒厂房等。地质条件地质条件场地钻孔揭露的地基土岩层自上而下有第四系人场地钻孔揭露的地基土岩层自上而下有第四系人工填土层、残积层、寒武纪变质岩等工填土层、残积层、寒武纪变质岩等，局部含强局部含强风化碎块或大块孤石。风化碎块或大块孤石。 嵌岩桩嵌岩桩长螺旋嵌岩灌注桩长螺

13、旋嵌岩灌注桩LOGO茂名聚丙烯装置项目茂名聚丙烯装置项目Page 33LOGO茂名聚丙烯全风化层顶板标高等值线图茂名聚丙烯全风化层顶板标高等值线图LOGO茂名聚丙烯成桩效果检验茂名聚丙烯成桩效果检验LOGO茂名聚丙烯成桩效果检验茂名聚丙烯成桩效果检验LOGO1#单桩抗压载荷试验单桩抗压载荷试验LOGOPage 38工程实例工程实例4：清远市碧海云天花园工程清远市碧海云天花园工程（ 28层）层）地质概况地质概况石灰岩地区，覆盖层石灰岩地区，覆盖层7-15m，长螺旋素砼桩复合地基，长螺旋素砼桩复合地基承载力不够；灰岩地区直接打管桩不适合，断桩率高；承载力不够；灰岩地区直接打管桩不适合，断桩率高；采

14、用冲孔桩不可预见因素多，造价高，工期长。采用冲孔桩不可预见因素多，造价高，工期长。设计选择埋入式管桩设计选择埋入式管桩桩径桩径500mm，引孔直径，引孔直径500mm，潜孔锤引孔后，直，潜孔锤引孔后，直接放入管桩锤击终桩。采用柱下承台布桩，单桩承载接放入管桩锤击终桩。采用柱下承台布桩，单桩承载力特征值力特征值250吨，相对造价低，大大节省施工工期。吨，相对造价低，大大节省施工工期。结论结论桩基检测全部满足设计要求。桩基检测全部满足设计要求。LOGO清远市碧海云天花园工程地质剖面图清远市碧海云天花园工程地质剖面图LOGO清远市碧海云天花园工程钻孔平面布置图清远市碧海云天花园工程钻孔平面布置图LO

15、GO混凝土管桩设计说明混凝土管桩设计说明LOGOPage 42四、设计方法四、设计方法1、长螺旋嵌岩桩、长螺旋嵌岩桩 施工方法是潜孔锤引孔后，仍然采用长螺旋工法完成后施工方法是潜孔锤引孔后，仍然采用长螺旋工法完成后续成桩，其属于续成桩，其属于“干成孔钻孔灌注桩干成孔钻孔灌注桩”，只是施工工艺采，只是施工工艺采用长螺旋工法。由于其也存在孔底清渣不彻底问题，设计用长螺旋工法。由于其也存在孔底清渣不彻底问题，设计上建议桩端入岩深一些，即嵌固段长一些，施工时采用平上建议桩端入岩深一些，即嵌固段长一些，施工时采用平底钻头，减少孔底残渣遗留。底钻头，减少孔底残渣遗留。LOGOPage 43四、设计方法四、

16、设计方法2、埋入式管桩、埋入式管桩 桩底是稳定的中风化、微风化岩石，一般桩径多大，引桩底是稳定的中风化、微风化岩石，一般桩径多大，引孔的潜孔锤直径也是多大，成孔直径实际上稍大于桩径，孔的潜孔锤直径也是多大，成孔直径实际上稍大于桩径，只有这样桩才能压到底。短时间内桩没有摩擦力，只有端只有这样桩才能压到底。短时间内桩没有摩擦力，只有端承力，是完全的端承桩。桩完成一定时间以后，桩周土也承力，是完全的端承桩。桩完成一定时间以后，桩周土也可能会恢复一定摩擦力，但设计上难以考虑。可能会恢复一定摩擦力，但设计上难以考虑。 采用标准的开口桩尖，引孔后有少量渣土掉入，压桩时采用标准的开口桩尖，引孔后有少量渣土掉

17、入，压桩时将其挤入桩芯。将其挤入桩芯。LOGOPage 44施工中可能遇到的问题施工中可能遇到的问题1、上部上部覆盖覆盖土层土层太厚时太厚时，若直接用潜孔锤若直接用潜孔锤穿透，满地冒泡穿透，满地冒泡，破坏原状土。潜孔锤是破坏原状土。潜孔锤是“吃硬不吃软吃硬不吃软”，上部粘性较大的，上部粘性较大的土层要用长螺旋钻杆先引孔。杆衣也不是越大越好，上部土层要用长螺旋钻杆先引孔。杆衣也不是越大越好，上部覆盖层太厚时，要考虑钻杆与孔壁缝隙大小，否则也不利覆盖层太厚时，要考虑钻杆与孔壁缝隙大小，否则也不利于渣土排出，引起满场地冒泡。于渣土排出，引起满场地冒泡。LOGO施工中可能遇到的问题施工中可能遇到的问题Page 452、泥岩、泥质砂岩等软质岩石桩底、孔壁软化问题、泥岩、泥质砂岩等软质岩石桩底、孔壁软化问题（1）长螺旋灌注桩，潜孔锤引孔后，灌注前，间隔时间长，长螺旋灌注桩，潜孔锤引孔后，灌注前，间隔时间长，桩端土、桩端土、孔壁软化，形成软土薄层，使孔壁软化，形成软土薄层，使端承力、端承力、摩擦力达摩擦力达不到预定要求不到预定要求；当时引孔当时灌注。；当时引孔当时灌注。（2）管桩桩底软化管桩桩底软化，端承力降低，端承力降低。封底问题，先在孔中注封底问题，先在孔中注入水泥砂浆，再压桩。入水泥砂浆，再压桩。LOGOPage 46五、结束