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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 旋挖钻施工工法 1、 前言 中国在公路桥梁上采用钻孔灌注桩基础始于20 世纪 50 年代末期 , 最初采用人工 转动钻头钻孔 , 随着施工工艺的改进和各种钻孔设备的出现, 逐渐出现了正反循环 钻、 冲击钻、 冲抓钻、 潜水钻、 螺旋钻、 旋挖钻、 人工挖孔等多种成孔工艺 , 成 孔桩径可达 3 米以上 , 桩长可达到 100 米以上。近年来 , 旋挖钻成孔施工工艺以其低 噪音、 低振动、钻进速度快、施工现场内移动就位方便、施工占地面积小等诸多 优点得到了广泛推广 , 特别在市政工程和施工工期较紧、桥梁分布较分散的高速公路 上应用较
2、多。 2、 工法特点 旋挖钻与常规回旋钻机在使用功能或施工方法上相比较具有以下特点。 2.1 成孔工艺不同 旋挖钻机用筒式钻头成孔, 利用钻杆和钻斗的旋转将斗齿切削下来的土直接装进 筒式容器内 , 然后由钻杆提出。经过钻斗的旋转、削土、 提升和出土 , 多次重复成 孔。 常规回旋钻机一般用鱼尾钻锥、三翼或四翼钻锥等将土切削, 经过循环泥浆带出 孔口。 2.2 就位方式不同 旋挖钻机一般采用履带式行走体系, 移动方便 , 就位仅需几分钟 , 钻机整体置于 履带上进行钻孔作业。 常规回旋钻机经过吊车或人工简易方法就位, 对原地面要求高, 辅助工作时间 长。 2.3 施工需求能源不同 旋挖钻机由自带
3、的柴油发动机输出动力来完成钻机的行走移动和钻进成孔工作。 常规回旋钻机需要依靠施工现场提供大功率电源来完成钻孔工作。 2.4 钻进工效不同 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 旋挖钻机钻杆为液压伸缩式, 与钻头相连 , 可快速下钻和提钻 , 使钻进速度快 , 效益高。 常规回旋钻机的钻杆之间经过栓接或销接, 每钻进到一定深度 , 就必须人工加一 节钻杆 , 速度慢、效益低。 2.5 自身稳定性的可调程度不同 旋挖钻机自身稳定性经过底盘伸缩式履带调整, 机体垂直度 , 钻杆垂直度 , 成孔 垂直度经过电子监测元件控制, 操作手可直接读取 , 操作起来简易方便。 常规回
4、旋钻机自身稳定性和垂直度依靠垫在钻机下面的方木和楔块经过人工来调 整, 成孔垂直度只有在成孔后可测设。 2.6 使用的泥浆不同 旋挖钻机使用的泥浆由膨润土、烧碱、 纤维素根据不同地质按一定比例组成化 学泥浆 , 泥皮薄 , 护壁作用好 , 并可重复利用 , 环境污染小。 常规回旋钻机使用泥浆的造浆材料一般为桩体自身土质, 遇到砂性土加些粘土或 膨润土即可。 3、 适用范围 旋挖钻适用于填土层、粘土层、 粉土层、 淤泥层、 砂土层、 短螺旋不易钻进 的含有部分卵石或碎石的地层以及强度不高的风化岩层。成孔孔径一般在13m, 最大 成孔孔深可达 100m 。对于地质情况较好不易坍孔的土层除了能够采用
5、泥浆护壁湿钻外 还能够选择干钻以降低工程成本。 4、 工艺原理 旋挖钻成孔施工法 , 又称钻斗施工法。成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底 部及侧边 , 镶焊切削刀锯 , 在液压伸缩钻杆旋转驱动下, 旋转切削挖掘土层 , 同时使 切削挖掘下来的土渣进入钻斗内, 钻头装满后提出孔外卸土 , 如此循环形成桩孔。 5、 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 图 5.1 钻孔灌注桩 ( 旋挖成孔 ) 工艺流程 平整场地 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 由工艺流程图可知 , 当钻孔灌注桩采用旋挖成孔时, 由于钻斗需要多次上下往复 作业摩擦孔壁 , 容易发生坍孔事故
6、 , 因此在钻孔过程中 , 要制备符合性能指标的高质 量泥浆 , 同时要及时补充泥浆护壁, 以确保孔内水头压力 , 防止坍孔。 5.2 操作要点 5.2.1 合理布置施工现场 , 清理场地内影响施工的障碍物, 低洼处用粘土回填 , 达到”三通一平” , 挖好泥浆循环池。 桩位放样 埋设护筒并注泥 制作护筒 钻机就位开 旋挖钻进 钻渣及时清 清孔 吊装钢筋笼 吊装砼导管 二次清孔 灌注水下砼 拔出导管 拔出护筒 及时补充泥 钢筋笼制作和运 拌制和运输混凝制备砼试件 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 5.2.2 钻孔前使用全站仪采用逐桩坐标法施放桩位点, 放样后四周设
7、护桩并复测 , 误差控制在 5mm 以内, 待甲方或监理验收合格后方可进行成孔施工。 5.2.3 设置护筒 : 根据桩位点设置护筒 , 护筒的内径应大于钻头直径200300mm, 护筒位置应埋设正确稳定, 护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm, 倾斜度的偏差不 大于 1%, 护筒与坑壁之间应用粘土填实。施工中, 护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来 完成。首先正确就位钻机 , 使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一, 然 后在钻杆顶部带好筒式钻头, 再用吊车吊起护筒并正确就位, 用旋挖钻杆将其垂直压 入土体中。护筒埋设后再将桩位中心经过四个控制护桩引回, 使护筒中心与桩位中心 重合, 并在
8、护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。护筒的埋设深度: 在粘性土中不宜 小于 1m, 在砂土中不宜小于1.5m。 护筒应高出地面 2030cm, 随即注入泥浆 , 并应保 证孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。 5.2.4 钻机就位 : 钻机就位应保持平稳 , 不发生倾斜、位移, 钻头对准孔位开启 电机进行开孔。旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置, 并在操作室内有仪表准确显示 电子读数 , 当钻头对准桩位中心十字线时, 各项数据即可锁定 , 勿需再作调整。钻机 就位后钻头中心和桩中心应对正准确, 误差控制在 2cm内。 5.2.5 旋挖钻进 : 当钻机就位准确 , 泥浆制备合格后即开始钻进, 钻进时每
9、回次 进尺控制在 60cm左右, 刚开始要放慢旋挖速度 , 并注意放斗要稳 , 提斗要慢 , 特别是 在孔口 58m段旋挖过程中要注意经过控制盘来监控垂直度, 如有偏差及时进行纠正 , 而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆, 使孔内水头保持一定高度 , 以增加压 力, 保证护壁的质量。 5.2.6 清孔: 钻进至设计孔深后 , 将钻斗留在原处机械旋转数圈, 将孔底虚土尽 量装入斗内 , 起钻后仍需对孔底虚土进行清理。一般用沉渣处理钻斗( 带挡板的钻斗 ) 来排出沉渣 , 若沉淀时间较长 , 则应采用水泵进行浊水循环。 5.2.7 钢筋笼制作应符合设计要求, 钢筋笼存放场地应平整 , 钢筋笼
10、应先进行隐 蔽工程验收方能下放 , 下放时应保证钢筋笼顺直, 严禁摆动碰撞孔壁 , 就位后焊制定 位钢筋。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 5.2.8 钢筋笼下放至设计深度后, 立即安装混凝土灌注导管 , 避免导管与钢筋笼 碰撞, 遇导管下放困难应及时查明原因。导管一般由直径为200300mm 的钢管制作 , 内壁表面应光滑并有足够的强度和刚度, 管段的接头应密封良好和便于装拆。 5.2.9 二次清孔 : 将头部带有 1m长管子的气管插入导管内, 气管底部与导管底部 最小距离 2m, 压缩空气从气管底部喷出, 如能使导管底部在桩孔底部不停的移动, 就 能全部排出
11、沉渣 , 对深度不足 10m的桩孔 , 须用空吸泵清渣。灌注混凝土前的孔底沉 渣厚度应满足要求。 5.2.10灌注水下混凝土 : 配制的混凝土强度等级必须满足设计要求, 并应具备 良好的和易性。开始灌注混凝土时, 为使隔水栓顺利排出 , 导管底部至孔底的距离宜 为 3050cm, 使导管一次埋入混凝土面下1.0m以上, 灌注过程中导管埋深宜为26m, 严禁将导管提出混凝土面, 设专人测导管埋深及管内外混凝土液面高差。混凝土必须 连续灌注 , 灌注的桩顶标高应预加一定的高度, 一般应比设计高出50100cm, 预加 高度可于基坑开挖后凿除, 凿除时候应防止损坏桩身。 处于地面及桩顶以下的钢护筒,
12、 可在砼灌注完毕提起 , 在提起过程中 , 要防止提起过快过猛 , 造成填土杂物或淤泥夹 入砼, 影响桩身质量。灌注完毕后, 整理冲洗现场 , 清除设备、工器具上的砼积物。 6、 材料与设备 旋挖钻成孔施工作业的主要配套设备大致见下表: 表 6.1 旋挖钻成孔主要配套设备 序号设备名称规格型号数量用途 1 旋挖钻机Z200 1 台钻孔 2 挖掘机1m 3 1 台清理平整场地、装弃渣 3 自卸汽车5T 2 台运弃渣 4 吊车16T 1 台 下钢筋笼、吊装导管、协助灌注 砼 5 泥浆泵3pnl 2 台泥浆循环护壁、排浆 6 发电机75KW 1 台备用电源、钢筋笼焊接 7 电焊机BX400-1 3
13、台焊接钢筋笼 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 8 全站仪尼康1 台桩位放样 9 水准仪DS3 1 台高程测量 7、 质量控制 7.1 钢筋笼质量检验标准 7.1.1 主控项目 1) 主筋间距允许偏差 20mm 检查数量 : 全部检查检查方法 : 用钢尺量。 2) 长度允许偏差 10mm 检查数量 : 全部检查检查方法 : 用钢尺量。 7.1.2 一般项目 1) 钢筋材质应满足设计要求检查数量 : 根据规定检查方法 : 根据规定。 2) 箍筋间距允许偏差 -20mm 检查数量 : 全部检查检查方法 : 用钢尺量。 3) 直径允许偏差 5mm 检查数量 : 全部检查
14、检查方法 : 用钢尺量。 7.2 混凝土灌注桩质量检验标准 7.2.1 主控项目 1) 桩位偏差满足以下规定 群桩: 100 mm; 单排桩 : 50 mm 检查数量 : 全部检查检查方法 : 全站仪 2) 孔深允许偏差 : 不小于设计孔深检查数量 : 全部检查 检查方法 : 用重锤测或测钻杆、导管长度 , 嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深 度 7.2.2 一般项目 1) 垂直度允许偏差 1检查数量 : 全部检查 检查方法 : 测导管或钻杆 , 或用超声波探测。 2) 桩径允许偏差 : 不小于设计桩径 检查数量 : 全部检查检查方法 : 井径仪或超声波检测。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或
15、者侵权，请联系改正或者删除。 3) 化学泥浆比重 1.03 1.10 检查数量 : 全部检查检查方法 : 用比重计测 , 清孔后在距孔底 50cm处取样 4) 化学泥浆液面标高 ( 高于地下水位 0.5 1.0m) 检查数量 : 全部检查检查方法 : 目测 5) 沉渣厚度 : 端承桩 50mm, 摩擦桩 300mm, 摩擦端承、端承摩擦桩 100mm 检查数量 : 全部检查检查方法 : 用沉渣仪或重锤测量 6) 混凝土坍落度 180220mm 检查数量 : 全部检查检查方法 : 用坍落度仪 7) 钢筋笼安装深度允许偏差100mm 检查数量 : 全部检查检查方法 : 用钢尺量 8) 混凝土充盈系
16、数 1 检查数量 : 全部检查检查方法 : 检查每根桩的实际灌注量 7.3 确保质量的技术措施 7.3.1 钢护筒埋设 : 护筒既保护孔口壁防止坍孔, 又是钻孔的导向 , 因此护筒的 垂直度要保证不得大于施工技术规范要求。为防止漏浆以维持孔内泥浆液面, 护筒周 围土要夯实 , 最好是采用粘土封口。在上层土质较差时, 可将护筒加长至 46m以提 高护壁效果。在松散的杂填土层和流砂层成孔时, 需加大泥浆比重 , 增加化学泥浆的 粘度, 以提高泥浆的护壁效果。 7.3.2 对化学泥浆的要求 : 要根据土质情况选择合适的泥浆比重, 一般应控制泥浆 的比重在 1. 03 1. 10 之间, 粘度在 18s25s , 含砂率小于 6 % , 定期测试化学泥 浆的各项技术指标 , 出现问题及时解决。 7.3.3 孔底沉渣控制 : 旋挖钻斗的切削、提升土屑的机理与常见回转钻进的正、 反循环成孔的切削、提升形式完全不同。前者是经过钻斗把孔底原状土切削成条状载 入钻斗提升出土 , 后者是经过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。前者底部 面缓, 钻至设计标高对土的扰动
