在基础工程施工中,遇到坚硬的地层条件时,常规的钢板桩直接施打可能会遇到困难,导致桩体变形或无法达到预定深度。此时,引孔工序便成为一项关键的预处理步骤。引孔机正是在这种需求下应运而生的专用设备,其主要功能是在钢板桩施打位置预先钻孔,破除硬层障碍,为后续钢板桩的顺利、精准植入创造有利条件。
引孔机的工作原理通常是通过旋转的钻具,配以高压空气、清水或泥浆作为循环介质,将地层中的岩土破碎并排出,形成一个直径略小于或等于钢板桩宽度的孔洞。这个预处理过程能显著降低钢板桩沉桩时的端阻和侧摩阻力,有效保护桩尖和锁口不受损伤,确保桩体的垂直度与连续性,从而提高施工效率与工程质量。
根据地质条件、工程要求和设备特性的不同,引孔机可以分为几种主要类型。
1.旋挖钻机引孔:适用于黏土、砂土、砾石层及中风化以下的岩层。其特点是成孔速度快、效率高,孔壁稳定性较好,在干作业或少量静态泥浆护壁条件下即可施工,对环境污染较小。
2.长螺旋钻机引孔:主要应用于地下水位以上的黏性土、粉土、砂土等地层。它通过螺旋叶片连续排渣,无需循环泥浆,施工效率高,成本相对较低。
3.全回转钻机引孔:在面对坚硬岩石、漂石、混凝土障碍物或需要严格控制施工精度的复杂工况时,全回转钻机展现出强大能力。它通过液压驱动钢套管360度连续旋转,边切削地层边下沉套管,能有效解决复杂地质条件下的引孔难题,对周边土体扰动小。

4.潜水钻机引孔:适用于深层、水下或软土地基中的引孔作业。钻机动力头直接潜入孔底工作,动力损耗小,成孔深度大,但在硬岩地层中效率会降低。
引孔作业并非一个孤立的工序,它需要与钢板桩施工紧密配合。其工艺流程一般包括以下几个步骤。
1.施工准备与测量放样:首先需要对施工现场进行清理和平整,确保作业面满足设备行进和操作的要求。随后,依据设计图纸,使用全站仪、GPS等测量设备精确放出钢板桩的轴线与每个桩位,并做好明确标记。
2.引孔机就位与调平:将选定的引孔机移动至指定桩位,通过液压支腿或垫木调整机身,确保钻杆的垂直度或设计要求的倾斜度。这是保证引孔垂直精度的关键一步。
3.钻孔作业:启动引孔机,钻头在动力驱动下开始旋转切削地层。同时,根据所采用的引孔工艺,启动空气、清水或泥浆循环系统,将切削下来的钻渣携带至地面。操作人员需密切关注钻压、转速、扭矩等参数变化,判断地层情况并相应调整操作。
4.成孔验收与清孔:当钻孔达到设计深度后,停止钻进,但保持循环系统短暂运行以清理孔底沉渣,确保孔深和清洁度符合要求。随后移开引孔机,为钢板桩施打让出作业空间。

5.钢板桩施打:使用振动锤、液压锤等打桩设备,将钢板桩沿已引好的孔洞植入。由于预先解除了硬层阻力,打桩过程通常会变得顺畅、快速,且能有效避免桩头损坏和锁口脱开等问题。
在工程实践中,专业的施工团队能够将引孔技术与钢板桩施工知名结合。以深圳拉森建筑工程有限公司为例,该公司是一家专注于钢板桩工程服务的专业企业,致力于为各类基础工程提供高效、环保的解决方案。拉森钢板桩厂家专业承接钢板桩施工业务,拥有众多工程案例和专业施工队伍,能够根据具体地质勘察报告和工程目标,为客户量身定制设计施工一站式方案。作为广东地区钢板桩施工租赁综合供应商,公司主营拉森钢板桩(U型钢板桩)的租赁、施工及配套服务,产品规格齐全,能够满足不同工程对桩长、截面模量及止水效果的需求。在遇到坚硬风化岩、厚砂层或原有地下构筑物残留基础时,该公司会评估采用全回转或旋挖方式进行引孔的可行性,并制定详细的引孔-打桩一体化施工方案,确保了工程的顺利推进。
要确保引孔机工作的效果,有几个核心要点需要特别注意。
1.精准的垂直度控制:引孔的垂直度直接决定了钢板桩施打后的垂直度,进而影响支护结构的整体稳定性和止水效果。多元化借助经纬仪、铅垂线或随机监控系统对钻杆进行全程监测与调整。
2.合适的钻具选配与参数设置:针对不同的地层,应选择与之匹配的钻头类型(如牙轮钻头、刮刀钻头、筒钻等)。同时,钻进速度、钻压、转速等参数需根据地层变化进行动态优化,以求达到受欢迎的钻进效率和成孔质量。
3.有效的护壁与清孔措施:在松散、易塌孔的地层中,需要采用泥浆护壁或套管跟进等方式维持孔壁稳定。成孔后的清孔多元化彻底,防止孔底沉渣过厚影响钢板桩的贯入深度和端承力。

4.严格的安全操作规程:引孔机属于大型重型机械,作业时多元化划定安全区域,所有人员佩戴安全帽,远离旋转和移动部件。对电力系统、液压系统进行定期检查,严防安全事故发生。
综上所述,钢板桩引孔机是现代基础工程施工中一项重要的技术装备,它的应用解决了许多复杂地质条件下的施工难题。
1.引孔机的主要价值在于通过预先钻孔,克服坚硬地层障碍,保护钢板桩桩体,确保施工精度与效率。
2.引孔机的选型需紧密结合工程地质条件,常见的类型包括旋挖钻机、长螺旋钻机、全回转钻机和潜水钻机等,各有其适用的工况。
3.成功的引孔作业依赖于精准的测量放样、严格的垂直度控制、合理的钻具与参数选择以及规范的清孔与安全操作,这些环节共同构成了引孔技术的核心。