一种矩形抗滑桩全机械施工方法与流程

1.本发明属于矩形抗滑桩施工技术领域，具体涉及一种矩形抗滑桩全机械施工方法。


背景技术：

2.矩形抗滑桩相比于同截面面积圆形抗滑桩具有刚度大、抗弯能力高，因此矩形抗滑桩可承受较大竖向荷载和水平荷载，因此矩形抗滑桩得以广泛运用与山体边坡防滑，从而起到稳定山体边坡的效果，减少地质灾害的发生。
3.然而矩形抗滑桩的难点在于成孔比较困难，目前多采用旋挖桩机形成圆形桩孔之后，再采用人工开挖的方式形成矩形桩孔，但是人工挖孔多需要采用单节护壁、施工效率低，并且人工万挖孔超过一定深度后还需要采取通风等安全措施，因此，人工挖孔存在着安全风大大、施工周期长的问题。
4.基于人工开挖存在着的上述技术问题，现有技术中出现了采用全机械成孔的方式。
5.例如申请号为201910615879.3的专利公开了一种矩形抗滑桩成孔施工方法，包括：a矩形桩孔放线定位；b制作矩形钢护筒；c旋挖桩机挖孔（利用旋挖桩机三次成孔后形成具有弧形状的桩孔）；d将矩形钢护筒放入桩孔内；e在钢护筒的外围浇筑混凝土，从而形成入矩形桩孔。这种方式不仅导致旋挖桩机土方开挖量大，同时在弧形状的桩孔与钢护筒浇筑混凝土会导致施工周期长并且施工成本高。
6.又例如申请号为20201057587.1的专利公开了一种软质岩层矩形抗滑桩施工方法，包括步骤s5，小钻头周边取土，待孔口钢护筒安装完成后，旋挖钻换成小钻头准确就位后，钻机带动小钻头岩钢护筒内壁进行顺序周边切土、取土；步骤s6，大钻头中间去取，袋周边土体切割完成，使中间土体分离开后，旋挖机更换安装为何抗滑桩短边尺寸相符的大钻头，通过大钻头将中部剩余土体全部取出。该方法先利用小钻头对桩孔周边进行顺序取土，然后再利用大钻头对中间剩余土体取出，会导致施工周期长，并且小钻头形成的为圆形孔，矩形桩孔的孔壁上或多或少存在一些未取出土体的区域，需要进行修复，进一步增加了施工周期和施工成本。


技术实现要素：

7.本发明为了解决现有机械施工方法存在着施工周期长、施工成本高的问题，而提供一种矩形抗滑桩全机械施工方法，能够缩短施工周期，提高矩形桩孔的成孔效率。
8.为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种矩形抗滑桩全机械施工方法，其特征在于，包括： s1、依次进行测量放线、对矩形桩孔的孔口进行锁口施工；s2、旋挖钻机就位：锁口施工完成后，根据测量放线的桩孔位置将旋挖钻机移动至抗滑桩桩孔附近，并调整好作为位置以准备钻孔取土；
s3、旋挖钻机第一组旋挖，选取旋挖钻机的钻头型号，使得旋挖钻机的钻头外径等于矩形桩孔长边的一半，并且旋挖钻机的钻头的外径大于矩形桩孔短边的一半；旋挖钻机进行第一组旋挖时，旋挖钻机的钻头的外边缘与矩形桩孔的短边和长边均能够接触，旋挖钻机第一组旋挖的次数为两次并沿着矩形桩孔的一条长边依次进行；s4、旋挖钻机第二组旋挖，利用步骤s3选取的钻头进行第二组旋挖，第二组旋挖时，钻头的外边缘与矩形桩孔的短边和长边均能够接触，旋挖钻机第二组旋挖的次数为两次并沿着矩形桩孔的另一条长边依次进行，第二组旋挖与第一组旋挖具有重叠区域；s5、振动桩锤就位；s6、利用振动桩锤对矩形桩孔未开挖的区域进行开挖形成矩形桩孔：其中，当振动桩锤对矩形桩孔四个角区域剩余的土体进行振动锤击时，振动桩锤上连接有角部刀盘；当振动桩锤对矩形桩孔中部区域剩余的土体进行振动锤击时，振动桩锤上连接有中部刀盘，利用角部刀盘和中部刀盘完成振动锤击后形成矩形桩孔。
9.在一些实施例中，所述角部刀盘的切割尺寸大于旋挖钻机进行第二组旋挖后在矩形桩孔的四个角剩余土体的外形尺寸。
10.在一些实施例中，所述中部刀盘的切割尺寸大于旋挖钻机进行第二粗旋挖后在矩形桩孔的中间区域剩余土体的外形尺寸。
11.在一些实施例中，所述角部刀盘包括呈直角三角形并能够与振动桩锤可拆卸连接的顶板，所述顶板的两条直角边的下方分别连接有第一竖板和第二竖板，第一竖板与第二竖板相互垂直，所述第一竖板与第二竖板形成的空间内倾斜安装有切割板，所述切割板的上端连接在顶板的下端面上，所述切割板的下端连接在第一竖板与第二竖板形成的夹角处，所述切割板沿着第一竖板与第二竖板的相互连接的连接处至顶板的斜边方向倾斜向上设置。
12.在一些实施例中，所述中部刀盘包括能够与振动桩锤可拆卸连接的固定板，所述固定板的下方连接有用于对矩形桩孔的长边上的土体进行切割的第一切割板，所述第一切割板与固定板之间还倾斜安装有第二切割板，所述第二切割板的上端与固定板的下端面固定连接，所述第二切割板的下端与第一切割板的下段连接。
13.在一些实施例中，所述顶板和固定板的上端安装与振动桩锤进行连接的连接柱，所述连接柱上开设有销孔，所述连接柱与振动桩锤之间通过销轴实现可拆卸连接。
14.在一些实施例中，所述第一竖板和第二竖板的外侧面上设置有若干用于对矩形桩孔进行拉毛处理的凸点，所述第一切割板背离第二切割板的侧面上设置有若干用于对矩形桩孔进行拉毛处理的凸点。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的矩形抗滑桩全机械施工方法，将旋挖钻机和振动桩锤相互结合，解决了矩形抗滑桩成孔机械施工的难题，采用了新型刀盘（角部刀盘和中部刀盘），结合振动锤和旋挖钻机，使用时可提高在粘性土及软岩地区的钻进效率。本发明通过利用旋挖机械成孔和振动锤刀片的快速清角、修边，大大提高了矩形抗滑桩成孔施工的效率，解决了矩形抗滑桩以往人工分层挖孔、分层护壁施工的一系列缺点，降低了人力成本、安全风险、施工工期、施工成本和施工复杂度。
16.同时本发明相比于现有技术在旋挖钻机上安装小钻头进行贴边旋挖钻进的方式，
能够减少旋挖钻机的钻进次数，提高成孔效率，降低施工成本。
17.本发明相比于现有技术采用在钢护筒的外围浇筑混凝土的方式，能够降低土方开挖量，并且节约了钢护筒外围浇筑的混凝土，从而缩短施工周期以及降低施工成本。
18.并且，本发明在实施过程中，当完成第二组旋挖之后矩形桩孔内剩余土体的区域面积本身就比较小，并且利用角部刀盘和中部刀盘在振动桩锤的冲击作用下，对剩余土体进行冲击、切割、挤压破碎，能够提高振动桩锤对剩余土体进行破碎的效率。并且当地层中含有倾斜岩石的时候，当倾斜岩石无法冲击破碎的时候，通过角部刀盘和中部刀盘的挤压作用，能够将倾斜岩石挤压出来，以达到提高成孔的效率。
附图说明
19.图1为本发明的施工方法的流程图；图2为本发明进行锁口施工后的结构示意图；图3为本发明利用旋挖钻机进行第一组旋挖后的结构示意图；图4为本发明利用旋挖钻机准备进行第二组旋挖时的结构示意图；图5为本发明利用旋挖钻机进行第二组旋挖后的结构示意图；图6为本发明矩形桩孔的成孔后的结构示意图；图7为本发明的角部刀盘的俯视图结构示意图；图8为图7中a
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a处的剖视图结构示意图；图9为本发明的中部刀盘的俯视图结构示意图，其中，为了便于现场下料制作，本实施例中的固定板与角部刀盘的顶板外形尺寸相同并呈直角三角形状；图10为图9中b
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b处的剖视图结构示意图；图中标记：1、矩形桩孔，2、锁口，3、顶板，4、连接柱，5、销孔，6、第一竖板，7、第二竖板，8、切割板，9、固定板，10、第一切割板，11、第二切割板。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
21.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
22.结合附图1
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附图10，本发明的矩形抗滑桩全机械施工方法，包括：s1、依次进行测量放线、对矩形桩孔的孔口进行锁口施工；其中，对于矩形桩孔1进
行测量放线以及锁口2施工，均属于现有技术，本领域的技术人员都能明白和理解，在此不再赘述。
23.s2、旋挖钻机就位：锁口施工完成后，根据测量放线的桩孔位置将旋挖钻机移动至抗滑桩桩孔附近，并调整好作为位置以准备钻孔取土；s3、旋挖钻机第一组旋挖，选取旋挖钻机的钻头型号，使得旋挖钻机的钻头外径等于矩形桩孔1长边的一半，并且旋挖钻机的钻头的外径大于矩形桩孔1短边的一半；旋挖钻机进行第一组旋挖时，旋挖钻机的钻头的外边缘与矩形桩孔的短边和长边均能够接触，旋挖钻机第一组旋挖的次数为两次并沿着矩形桩孔的一条长边依次进行；结合附图3，其中，当第一组旋挖进行第一次旋挖时，钻头的外边缘紧贴矩形桩孔的一条长边和一条短边；当第一组旋挖进行第二次旋挖时，钻头的外边缘紧贴矩形桩孔的一条长边和另一条短边，结合附图4和附图，s4、旋挖钻机第二组旋挖，利用步骤s3选取的钻头进行第二组旋挖，第二组旋挖时，钻头的外边缘与矩形桩孔的短边和长边均能够接触，旋挖钻机第二组旋挖的次数为两次并沿着矩形桩孔1的另一条长边依次进行，第二组旋挖与第一组旋挖具有重叠区域；s5、振动桩锤就位；结合附图5，s6、利用振动桩锤对矩形桩1未开挖的区域进行开挖形成矩形桩孔1：其中，当振动桩锤对矩形桩孔四个角区域剩余的土体进行振动锤击时，振动桩锤上连接有角部刀盘；当振动桩锤对矩形桩孔中部区域剩余的土体进行振动锤击时，振动桩锤上连接有中部刀盘，利用角部刀盘和中部刀盘完成振动锤击后形成矩形桩孔。
24.在一些实施例中，所述角部刀盘的切割尺寸大于旋挖钻机进行第二组旋挖后在矩形桩孔的四个角剩余土体的外形尺寸。
25.在一些实施例中，所述中部刀盘的切割尺寸大于旋挖钻机进行第二粗旋挖后在矩形桩孔的中间区域剩余土体的外形尺寸。
26.结合附图7和附图8，在一些实施例中，所述角部刀盘包括呈直角三角形并能够与振动桩锤可拆卸连接的顶3，所述顶板3的两条直角边的下方分别连接有第一竖板6和第二竖板7，第一竖板6与第二竖板7相互垂直，所述第一竖板6与第二竖板7形成的空间内倾斜安装有切割板8，所述切割板8的上端连接在顶板3的下端面上，所述切割板8的下端连接在第一竖板6与第二竖板7形成的夹角处，所述切割板8沿着第一竖板6与第二竖板7的相互连接的连接处至顶板3的斜边方向倾斜向上设置。
27.结合附图8，在一些实施例中，为了提高第一竖板6和第二竖板7冲击切入到土体中，第一竖板6和第二竖板7的下端面开设有刃口。
28.为了提高对土体的挤压、切割破碎作用，切割板与第一竖板6、第二竖板7的连接处距离第一竖板6和第二竖板7的下端面具有一段距离。
29.结合附图9和附图10，在一些实施例中，所述中部刀盘包括能够与振动桩锤可拆卸连接的固定,9，所述固定板9的下方连接有用于对矩形桩孔1的长边上的土体进行切割的第一切割板10，所述第一切割板10与固定板9之间还倾斜安装有第二切割板11，所述第二切割板11的上端与固定板9的下端面固定连接，所述第二切割板11的下端与第一切割板10的下段连接。
30.在一些实施例中，所述顶板3和固定板9的上端安装与振动桩锤进行连接的连接柱
4，所述连接柱4上开设有销孔5，所述连接柱4与振动桩锤之间通过销轴实现可拆卸连接。
31.在一些实施例中，所述第一竖板6和第二竖板7的外侧面上设置有若干用于对矩形桩孔1进行拉毛处理的凸点，所述第一切割板10背离第二切割板11的侧面上设置有若干用于对矩形桩孔进行拉毛处理的凸点。从而使得本发明在对旋挖钻机未开挖的土体既能够进行冲击切割挤压破碎，还能够同步对矩形桩孔的内壁进行拉毛处理，减少后续对矩形桩孔进行拉毛处理的工作量，进一步提高矩形桩孔成孔的效率。
32.本发明的矩形抗滑桩全机械施工方法，将旋挖钻机和振动桩锤相互结合，解决了矩形抗滑桩成孔机械施工的难题，采用了新型刀盘（角部刀盘和中部刀盘），结合振动锤和旋挖钻机，使用时可提高在粘性土及软岩地区的钻进效率。本发明通过利用旋挖机械成孔和振动锤刀片的快速清角、修边，大大提高了矩形抗滑桩成孔施工的效率，解决了矩形抗滑桩以往人工分层挖孔、分层护壁施工的一系列缺点，降低了人力成本、安全风险、施工工期、施工成本和施工复杂度。
33.同时本发明相比于现有技术在旋挖钻机上安装小钻头进行贴边旋挖钻进的方式，能够减少旋挖钻机的钻进次数，提高成孔效率，降低施工成本。
34.本发明相比于现有技术采用在钢护筒的外围浇筑混凝土的方式，能够降低土方开挖量，并且节约了钢护筒外围浇筑的混凝土，从而缩短施工周期以及降低施工成本。
35.并且，本发明在实施过程中，当完成第二组旋挖之后矩形桩孔内剩余土体的区域面积本身就比较小，并且利用角部刀盘和中部刀盘在振动桩锤的冲击作用下，对剩余土体进行冲击、切割、挤压破碎，能够提高振动桩锤对剩余土体进行破碎的效率。并且当地层中含有倾斜岩石的时候，当倾斜岩石无法冲击破碎的时候，通过角部刀盘和中部刀盘的挤压作用，能够将倾斜岩石挤压出来，以达到提高成孔的效率。
36.现有技术中也有直接采用矩形状的刀具（刀具与矩形桩孔的内壁相互适配）对旋挖钻机未开挖的土体进行清理，一方面，本发明的旋挖钻机的旋挖方法能够降低剩余的土体量，从而便于采用刀具对未清理的土体进行清理破碎，提高清理破碎的效率；另一方面，现有技术中的矩形刀具仅仅能够通过板子对土体进行冲击破碎，而本发明的角部刀具和中部刀具将冲击、切割和挤压破碎融为一体，提高成孔的效率：同时，本发明是将角部刀盘和中部刀盘单独进行，能够提高对土体清理破碎的效率，能够满足不同类型地层的使用。