旋挖钻机钻孔灌注桩施工技术

旋挖钻机钻孔灌注桩施工技术

晁李军金小飞靳龙彬

晁李军金小飞靳龙彬

北京振冲工程股份有限公司

摘要：目前，我国岩土施工技术得到快速发展，因而在钻孔灌注桩中，施工机械更新的速度较快，随着近年来，旋挖钻机的引进与应用，使得钻孔灌注桩的施工速度得到极大的提高，同时施工成本也得到大幅度的节俭。本文在对旋挖钻机相关优势进行阐述的基础上，对施工准备、施工技术、施工流程及施工中所注意的事项进行进一步的分析、探究。

关键词：旋挖钻机灌注桩技术研究

一、旋挖钻机的工作原理及相关优势

1、旋挖钻机的工作原理

旋挖机在钻孔时，首先利用底部带有活门的桶式钻头，来回转破碎岩土，然后再利用钻机提升装置及伸缩式钻杆将钻头提出孔外进行卸土，这样循环工作，就能够完成取土与卸土的过程，直到钻至到适当的设计深度为止。而对于粘结性好的岩土层来说，可采用干式或清水钻进的施工工艺。而对松散易坍塌地层来说，则需要利用泥浆护壁钻进的工艺来进行施工。

2、旋挖钻机的相关优势

第一，其能够实现一机多用及多种钻进的方式，工作时，其能够在主机不变的情况下，旋挖钻机在短螺旋钻头及钻头的配合下，来对不同地层达到要求的成孔效果。第二，由于此设备为履带式全液压自行式钻机，因此其性能较为先进，自动化程度较高，劳动强度较低，另外通过对全套液压系统及电脑操作系统的采用，能够做到对自动化的大大提升，从而在施工时能够自行移动，从而达到移动、对孔位方便、快捷的效果。同时，缩式钻杆的采用，能够做到对施工时间的有效减少，做到对时间利用率有效高。第三，其钻进效率较高，对于旋挖钻机来说，其能够根据地层情况来做到对各类钻头的配置，从而对于粘性土层来说，可以采用长钻筒，进而做到对钻进速度的加快；而对砂卵石含量较大的地层来说，可采用短钻筒，继而做到对泥浆护壁的有效配置，同时做到对钻速的有效控制；而对孤石、漂及石较硬岩石地层来说，可以将长、短螺旋钻头进行变换使用，从而能够在松动时，再换上钻筒继续钻进。第四，其成桩质量较好，旋挖钻进时，对地层造成的扰动较小，孔壁泥皮薄，孔壁呈现为粗糙型，这样一来，便利于做到对加桩侧摩擦阻力的增大，并做到对桩基设计承载力的保障。另外其孔底沉渣少、便于清孔，同时能够做到对桩端承载力的提升。最后，其造成的环境污染较小，这样一来，就能做到对施工现场环境提供有效保障。

二、施工准备

1、泥浆配置

旋挖钻机只需采用护壁稳定液便可施工。施工前，需在在孔口一定距离内，做到对泥浆池与循环水沟的开挖，并使用清水加膨润土来做到对护壁稳定液的制备，加强试验，做到对配合比的择优选择，将比重控制在1.1～1.3内。当钻入砂层等地段时，需根据需求，在稳定液内加入粘土来增大泥浆稠度，做到对泥浆护壁能力的提升。

2、钻头储备

按施工需要，做好普通钻头及螺旋钻头储备。

三、施工技术及施工过程

1、钻孔施工

首先进行钻头对中孔位，人工依据桩位十字线，使钻头尖与十字线中心对中，调整桅杆竖直度及钻机机身水平。在钻进过程，对于砂性土层及砂层，直接用旋挖筒钻进、取渣，遇到石层及卵砾层时，先用螺旋钻头将其搅拌，再用旋挖筒取渣。由于钻渣可直接用旋挖筒提取，所以仅用静态泥浆护壁，这样大大减少了泥浆用量，钻渣可用装载机车外运。旋挖钻机操作室中有深度显示仪，达到设计深度后，用测绳复测，这样可以控制孔深。在钻进过程中若遇跑浆，可直接加膨润土于孔内，用旋挖机旋挖筒下入孔内跑浆位置反转不进尺，边加边搅直到不漏浆为止。

2、第一次清孔

由于旋挖钻机的钻渣可直接用旋挖筒提取，所以仅用静态泥浆护壁，这样大大减少了泥浆用量。通常在钻到设计标高后，用旋挖筒进行第一次清孔，把孔底的沉渣清理干净，厚度控制在10㎝之内，检验合格后方可下钢筋笼和导管。?

3、吊放钢筋笼

首先，钢筋笼分段进行吊装，接头采用单面搭接焊，上下段保持顺直，在同一条轴线上；其次，钢筋笼入孔时，动作要轻缓，对准孔中心，防止碰撞孔壁，造成塌孔将泥土杂物带入孔中；最后钢筋笼入孔后应校正轴线位置垂直度，勿使扭转变形，并应固牢定位，以免填充混凝土时发生掉笼或上浮。第三，导管的设立：导管采用快速接头导管，底节长3.8米，中间段每节2.65导管的设立：米并配备1米和0.5米的调节段。吊装前先试拼，连接牢固，封闭严密，并进行水密承压试验，上下成直线吊装，位于桩孔中央，并在混凝土灌注前进行升降试验，防止导管卡住，导管下口至孔底距离控制在30-50cm。最后，第二次清孔：钢筋笼和导管安装到位后，把泥浆泵从导管插入进行第二次清孔次清孔，时间控制在2小时左右，清孔后要求泥浆比重1.03-1.0，含沙率小于2％，粘度在17－20之间。检验合格后，方可安装料斗进行砼灌注。

4、灌注混凝土

??桩基采用C25砼，拌和站集中拌和，混凝土运输车运送。混凝土运至灌注地点时，应检查和易性和塌落度，混凝土塌落度18~22cm。首批灌注混凝土的数量应能满足导管埋入混凝土的深度≥1.0m和填充导管底部间隙的需要，数量不小于2立方米（桩径1.2m）立方米(桩径1.5m)、4立方米(桩、3径1.8m)。确认封底成功后，进行正常连续灌注。混凝土灌注过程中，导管埋深一般控制在2~6米。

四、施工中常见问题及处理措施?

1、卡埋钻具?

卡埋钻具是旋挖钻进施工中最容易发生的、也是危害较大的事故，因此在施工过程中一定要采取积极主动的措施加以预防，一旦出现事故，要采取有效措施及时处理。发生的主要原因及预防措施有：首先，较疏松的砂卵层或流砂层，孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。在钻至此地层时，应提前制定对策，调整好泥浆比重。其次，粘泥层进尺太深时，就会使得孔壁易缩径，而造成卡钻问题的产生。地层钻进时，需对每次进尺量加以控制，比如对于15m以下进行深度钻进时，每次钻进深度不能超出40cm。最后，由于机械事故而造成钻头在孔底停留时间较长，从而使得钻头筒壁四周沉渣较多等问题出现。所以，施工时，需注重对钻机本身的有效保养与维修，同时还需要做到泥浆性能的调整，从而使得孔底在沉渣的减少。?

2、塌孔?

这是由于在钻进过程中，没有或者很少对泥浆进行使用，因而造成护壁效果较差。因此为了避免钻孔坍塌，在钻进过程中，需保持孔内水位能够高出地下水位，在做到对泥浆比重的有效控制，同时做到对钻斗升降速度的有效控制。?

3、不进尺?

造成这一问题的主要原因在于，施工时，钻头受到基岩、漂石等因素的影响，从而造成不进尺问题的产生。因此，在解决时，当打滑问题出现时，需要将斗齿角度调转60，可采取向孔内投石块、换螺旋钻头及截齿钻头等办法来进行处理。当遇到漂石、卵石层、基岩等问题时，需要做到对钻头的改造及更换，从而做到对刀具角度、形状、排列方向的重新安排。?

总结：

灌注桩施工过程中，旋挖钻机在应用时，具有很多优势及特点，因此在施工前，需要做到对现场实际情况的调查，并做到对勘察报告、图纸及可能发生的情况，做到很好的分析与处理，从而在施工过程中，能够严格施工、精心管理，做到对这些技术优势的有效发挥。做到施工质量的有效提升，做到对施工成本的有效降低，从而帮助这一技术的更好发展。

参考文献：

[1]何佯达.浅谈旋挖钻的优点及在特殊地层所发挥的优势[J].企业技术开发.2009(07)

[2]赵殷军.旋挖钻钻孔施工技术[J].山西科技.2008(02)

[3]刘华栋.旋挖钻成孔灌注桩的施工过程[J].山西交通科技.2008(03)