旋挖钻机钻孔灌注桩施工工艺及控制.docx

旋挖钻机钻孔灌注桩施工工艺及控制贾云峰( 甘肃省建设监理公司 第一工程部，甘肃 兰州 730000)摘 要: 旋挖钻成孔技术是近几年出现较先进的桩基施工工艺，通过对该施工工艺的特点、原理、旋挖钻工艺控制、适用范围等进行分析，探讨了在市政、建筑工程应用方面的施工控制要点及该工艺的开展前景。关键词: 旋挖钻; 灌注桩; 工艺控制中图分类号: TU473 16随着钻孔灌注桩在公路桥梁根底工程、建筑工程根底中广泛应用，质优、快速、环保、节能的钻孔施 工技术得到不断开展。旋挖钻机施工工艺便是近几 年在我国才热起来的一种较先进的桩基施工工艺， 该施工工艺主要特点是施工效率高，环境污染小，适 用于工期要求紧的工程工程，特别是市政工程、建筑 工程。该工法在兰州大学第二医院医疗综合楼二期 内科大楼基坑工程中取得了良好的经济效益和社会 效益。目前国内普遍使用的旋挖钻机主要是以德国 宝峨( BAUE) BG 系列旋挖钻机为代表的进口钻机 和以三一 SY220 型等为代表的国产旋挖钻机。该 工程主要使用的是中联 Z220A、雷沃 F6300 旋挖 钻机，通过对近 200 余根旋挖钻机钻孔灌注桩的施 工总结，形成了该施工工艺及其控制方法。情况的钻孔灌注桩施工，也可适用于深基坑支护桩作业。旋挖钻施工原理旋挖钻机通过自身行走装置移动到位后，以自 带动力提供钻孔所需钻压和扭矩，结合使用不同类 型钻头钻具切削不同地层，利用可伸缩钻杆和钻头 的特殊结构快速出渣，实现较高速钻进。成孔后现 场分节段制作钢筋笼及井口吊装焊接，并控制好标 高。成孔后进行一次清孔，灌注前进行二次清孔除 沉渣，最终浇灌注水下混凝土成桩。3施工工艺44 1 工艺流程场地平整测量定位钻机就位护筒安装 钻机钻孔成孔安装钢筋笼及导管灌注水下混 凝土成桩。4 2 施工准备1) 对施工场地进行平整，确保钻机在施工过程 中不沉陷倾斜。同时保证运渣车辆有进出空间;2) 测量定位。利用十字线放出四个控制桩位;3) 机械引孔。引孔过程中要及时埋设钢护筒。 护筒由厚度 6 10mm 钢板制成，护筒及护壁直径比 桩基孔径大 10 15cm。护筒要比原地面高出 30cm 以上，以保证灌注水下砼时泥浆顺利流出，同时亦为 防止杂物、泥水流入。护筒顶设水平参照高程，并做 好记录;4) 旋挖钻机就位。将钻机驶入预定位置后将 钻头中心与护筒中心点( 桩位点) 粗略对中后，再通 过机架水平垂直度仪表精确调整，将钻头精确定位。 旋挖机就位完毕，报质量员及监理核准，作为控制成 孔进尺深度的原始依据。旋挖钻施工工艺特点1) 环境污染小。旋挖钻机可以循环使用泥浆， 也可适用于干成孔作业。同时其噪音明显小于传统 循环钻机;2) 成孔速度快、钻孔直径范围广。旋挖钻机可 成孔直径范围为 0 6 3 2m; 在一般性土层中完成 一根长 50m 直径 1 2m 灌注桩只需 4h，是普通钻机4 倍以上;3) 行走移位方便快捷。旋挖钻机可通过履带 机构迅速快捷地移动到所要到达的位置;4) 桩孔对位准确。利用先进的电子设备就可 以精确地实现对位，使钻机到达最正确钻进状态，同时 可通过主机井架控制系统随时调整机架的垂直度， 保证钻孔质量。1旋挖钻施工适用范围本工法适用于粘性土、粉质土、砂土等多种地质2甘 肃科 技第 29 卷134节段的加工焊接必须满足标准要求，并应经质检人员检查批准方能起吊。兰州大学第二医院医疗综合 楼二期内科大楼基坑工程支护桩钢筋笼采用直螺纹 连接，钢筋笼 14 8 25 2m，采用一次成笼。钢筋笼 的吊装宜 4 点起吊，保持笼轴线重合( 如兰大二院 基坑工程支护桩钢筋笼纵筋加密区朝基坑外侧) 。 入孔时，始终需保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放， 保持稳定，防止碰撞孔壁，一旦遇阻立即查明原因， 禁止晃动和强行冲击下放。吊放到入孔内的节段固 定好后，再起吊和焊接下一节段。4 3 钻孔施工1) 钻机就位后，注入调制好的泥浆，然后进行 钻孔。仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻 斗将土卸于堆放地点并及时清运;2) 主动钻杆入孔前，应保证钻杆匀速慢速钻 进，直到主动钻杆全部入孔后，方可逐渐加大钻速和 钻压。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度: 由 硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度; 当软地 层变为硬地层时，要减速慢进; 对硬塑层采用快转速 钻进，以提高钻进效率; 砂层侧采用慢转速慢钻进并 适当增加泥浆比重和粘度;3) 钻进过程中，回转斗的底盘斗门必须保证处 于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁 泥浆中，破坏泥浆的配比( 比重 1 3 ) 。泥浆面要保 持不得低于护筒顶 40cm。在提钻时，须及时向孔内 补浆，以保证泥浆高度;4) 严格控制每次的钻进尺度，防止埋钻事故; 同时应控制回转斗的提升速度，提升速度过快，泥浆 在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁泥皮，破坏 孔壁的稳定，容易引起坍塌。同时，提升钻斗过快 时，其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻 现象，从而造成孔壁颈缩。故在易缩径的地层中，应 适当增加扫孔次数并对孔壁进行有意挤压，防止缩 径;5) 按以上反复循环直至到设计高程成孔。4 6水下混凝土灌注水下混凝土浇筑是同一般钻孔桩施工工艺，但在施工中必须注意以下几点:1) 导管必须严密，长度适中，保证底端距孔底30 50cm;2) 混凝土拌和必须均匀，坍落度控制在 18 22cm，首批混凝土必须保证导管漏斗封底且超过导 管漏斗 1m 以上;3) 混凝土浇筑必须连续作业，严禁中断浇筑; 导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在 2 4m， 不宜大于 5m;4) 浇筑过程中应有质检人员旁站指导，以防导 管提升过猛或导管埋入过深，造成断桩;5) 灌注桩的顶面标高应比设计值高 0 5m，以确 保桩顶混凝土的质量。清孔桩孔终孔后，将钻斗提高，泵入性能指标符合要 求的新泥浆，并维持正循环 30min 以上，直至流出孔 口的泥浆根本无块渣，泥浆比重为 1 2 左右，同时孔 底沉渣在 + 15cm 以内，方可停止第一次清孔。第一 次清孔后要尽快完成钢筋笼吊放及节段的井口焊接 工作。待安装完混凝土导管后进行第二次清孔，二 次清孔的终结条件为: 沉渣厚度小于 10cm，泥浆比 重小于 1 15。4 4结束语通过多项工程的桩基施工比照说明，旋挖钻机 钻孔灌注桩具有桩侧摩阻力大、孔底沉渣少、环境污 染小、质量可靠、成孔效率高的优点; 同时由于旋挖 钻机施工工艺新，中标单价往往较高，但实际本钱 低，所以对施工单位而言，采用旋挖钻进行灌注桩 施工利润空间较大，具有较高的使用价值。参考文献:51郭玉文 旋挖钻机在北京城市铁路高架桥桩基施工中的应用J 铁道建筑技术，2001，13( 12) : 5 7韩金亭 大口径旋挖钻机在桩基施工中的技术优势J 西部探矿工程，2002，10( 3) : 23 244 5钢筋笼制作安装由于旋挖钻机成孔快，故应提前在桩位附近分2节段加工好钢筋笼。为减少井口焊接的工程量，根据现场起重能力，节段的长度一般为 16 25m。各