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1、旋挖钻机施工工艺及控制2008-3-18【大 中 小 】【 打印 】一 前言随着高速公路的迅速发展，钻孔灌注桩运用在公路桥梁基础工程中日益增加，在大中桥梁中的运用显得愈来愈重要，同时也促进了桥梁钻孔灌注桩施工技术的快速发展。近几年来，旋挖钻机是钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法，该施工方法主要特点是施工效率高，适用于工期要求紧的工程项目。在成章互通主线跨省道239 桥桩基施工中发挥了充分的作用，同时使现场技术人员掌握了新技术，加块了施工进度，确保了工程质量。二 工程概况成章互通主线跨省道239 桥位于常州市武进区嘉泽镇成章南，桥梁角度90 ，桥梁全长692.85m.基础采用钻孔灌注桩，桩径分
2、别为1.4m、1.5m，桩长 45m、47m、50m、不等，数量为 124 根。地基岩土主要以可塑或硬塑状中偏低压缩性粘土、亚粘土、 中间夹有中密密实状态的粉砂层及中密密实状态的亚砂土层为主。三 设备特点用于桩基施工的旋挖钻机是东明TRM140 型，其最大扭矩140KN.m ，最大旋挖速度6-23rpm，发动机功率192KW ，最大桩径1500mm.适用于粘性土、 粉质土、 砂土等土层施工，该钻机通过钻斗的旋转、削土、 提升、 卸土， 反复循环而成孔， 并具有功率大、 钻孔速度快、移位方便、定位准确、工作效率高、噪音小、环保的特点。四 工程施工（一）施工方案确定根据该桥址处地质情况、施工工期要
3、求紧、施工场地受到限制、环保等因素，易选用旋挖钻机成孔。（二）施工准备施工图纸的会审，测量放样，施工场地平整，机械设备、材料的进场。组织施工人员对施工现场进行深入的调查和研究，收集与施工相关资料，采用合理的施工组织方法，使桩基施工保持连续、均衡、有节奏地进行。机械设备投入旋挖钻机2 台（东明 TRM140 型），配备泥浆泵，1625T 汽车吊 2 台等设备。（三）施工工艺1. 机械就位、护筒埋设施工场地平整处理，保证旋挖钻机底座场地应平整、夯实， 避免在钻进过程中钻机产生沉陷。桩位确定后，利用十字线放出四个控制桩位，并以四个控制桩为基准进行埋设护筒。护筒埋设：护筒由厚度46mm 钢板制成，护筒
4、直径比桩基孔径大100150mm，每节护筒长度1.5-3.0m，护筒至少高出地面30cm.以防止杂物、泥水流入孔内。旋挖钻机在埋设护筒时，应由人工进行辅助配合，护筒埋设利用旋挖机的钻斗挤压作用做相应的调整。2. 泥浆调制因钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、 悬浮钻渣等作用，为此泥浆是保证孔壁稳定的重要因素。由于地基岩土中又夹有粉砂土层、亚砂层， 地面水位较高的特点，调制出良好泥浆的各项性能指标尤为重要。泥浆相对密度：1.021.10，粘度： 1822s，砂率 4 ，泥皮厚度：2mm， PH 值：大于 7. 施工过程中随时检测清孔后灌注砼时泥浆的各项性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用，
5、避免发生施工事故。3. 钻孔施工旋挖钻机采用筒式钻斗。钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。 当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，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。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。如下图所示。4. 改善钻斗护壁能力旋挖钻机施工初期，提升料筒时，发现提升力显著增大，有孔壁颈缩现象。经过详细分析，由于筒式钻斗完全无护壁作用，在提升钻斗时，其下部产生较大负压力作用，致使产生“ 吸钻 ” 现象，从而造成孔壁颈缩现象。
6、因此，必须对筒式钻斗进行改进。在筒壁上加焊4 块双曲面护壁钢板（或增设导流槽），两两对称布置，为防止升降时碰怀孔壁，钻头旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm.由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减小，钻孔颈缩现象得到改善。5. 控制钻斗钻进、提升速度（1） 旋挖钻机钻机过程中应严格控制钻进速度，避免钻进尺度较大，造成埋钻事故。（ 2） 若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.750.80m/s.当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升
7、降速度应更加缓慢。五 钻进施工时出现卡埋钻的控制措施卡埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故，因此，施工过程中应采取积极主动的措施加以预防。当钻机施工时出现卡埋钻现象时，采取切实可行的措施及时进行处理施工事故。处理卡埋钻的方法如下：（1） 直接起吊法：采用吊车直接向上起吊即可。（2） 钻斗周围疏通法：即用水下切割或反循环等方法，清理钻筒周围沉渣，然后起吊即可。六 施工注意事项（1） 由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，避免钻机发生沉陷。（2） 钻机施工中检查钻斗，发现侧齿磨怀，钻斗封闭不严时必须及时整修。（3） 泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行入浆，避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部
8、，致使护筒底部土质松散。（ 4） 因粘土层中钻进过深易造成颈缩现象，在钻机施工时应严格一次钻进深度。（5） 钢筋笼或探孔器向孔内放置时，应由吊车吊起，将其垂直、稳定放入孔内，避免碰坏孔壁，使孔壁坍塌，在砼浇筑时出现废桩事故。（ 6） 根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。（7） 其他施工工艺事项，应严格按照桥涵施工技术规范和标准进行施工。七 旋挖钻机TRM140 型成孔优点（1） 因该钻机操作由全液压系统控制，能保证桩基垂直度、孔位、孔深、沉淀厚度等各项指标全部达到施工规范要求。（2） 该钻机适用不同地质情况，成孔效率高，约6h 左右即可成孔，1 天成孔 3-4 个，是该桥回旋钻机成孔的5-6 倍，因此使用于工期要求紧的工程项目。（3） 孔壁稳定性好，成孔后清孔彻底，施工进度快。（4） 施工噪音低，不污染环境，使用于环境保护要求高的施工地区。八 结束语通过本次施工，旋挖钻机施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔效率高、适应性强、 环保的优点。 由于旋挖钻机所形成的孔壁较粗糙，增加了桩侧摩阻力，克服了回旋钻机桩侧摩阻力低，以及孔底沉渣多，泥浆管理差的缺点。尽管旋挖钻机投资较高，但适应性强，最终的经济效益综合指标还是远大于回旋钻机，可见旋挖钻机是一种理想的施工工艺。
