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1、旋挖钻钻孔桩施工工艺工法1前言1.1工艺工法概况旋挖钻机是一种适合在土建工程基础施工中快速成孔作业的施工机械，具有功 率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高等特点，适应我国大部 分地区的土壤地质条件。其成孔工艺广泛应用于铁路、公路桥梁、市政建设、高 层建筑等地基基础钻孔灌注桩工程。1.2工艺原理旋挖钻机采用动力头形式，用短螺旋钻头或旋挖斗，利用强大的扭矩直接将土 或砂砾等钻渣旋转挖掘，然后迅速提出孔外并及时运走，如此循环形成桩孔。且 旋挖钻在不需要泥浆护壁的情况下，可实现干法施工。即使对特殊地层需要泥浆 护壁，也只起支护作用。2工艺工法特点2.1该机在常规操作及过程监控方面采用了电
2、子控制系统，如伸缩式钻杆、工 作状态的动画显示及虚拟仪表显示；故障检测、报警及信息显示等，特别是自动 化控制水平及施工精度的提高，使成孔质量、工效大大提高，减轻了劳动强度。2.2旋挖钻机的特殊成孔工艺，仅需要静压泥浆作护壁，所采用的泥浆一般用 膨润土、火碱、纤维素等配置，在孔壁不形成厚的泥皮。此外由于钻头的多次上 下往复，使孔壁粗糙，不易产生缩径，因此提高了灌注桩的承载力。2.3旋挖钻机可实现干法施工，即使需要泥浆护壁，也只起支护作用，钻削中 的泥浆含量相当低，大大减少了污染源，降低了施工成本，同时发动机转速的自 动控制，减少了油耗、降低了噪音及废气排放，改善了施工环境，适用于繁华市 区和自然
3、生态保护区的桩基施工。3适用范围旋挖钻机一般适用于黏土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土、含有部分（碎） 卵石土层及中硬度以下岩石等地层，但不适用于含有强承压水的土层。4主要技术标准铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424）高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10752）钻孔灌注桩施工规程（DG/TJ08-202）混凝土结构工程施工及验收规范（GBJ50204）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50）公路工程质量检验评定标准（JTGF80-1）5旋挖钻钻孔桩施工方法旋挖钻施工法，又称钻斗施工法。钻机自身行走就位后，钻斗精确定位锁定坐 标，钻机的液压系统给钻斗施加压力，可闭合开启的钻斗
4、的底部及侧边，镶焊切 削刀锯，在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，然后提出孔外卸土并及时将渣土运出，如此循环形成桩孔。必要 时，泥浆泵向孔内注入泥浆。6工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程旋挖钻钻孔桩施工工艺流程图（见图1）图1 旋挖钻钻孔桩施工工艺流程图6.2操作要点6.2.1施工准备1平整场地（陆地）场地为旱地时，首先平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。钻机座不 宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。施工用水、用电及便道等有 关临时工程满足施工需要。2围堰筑岛（浅水）对于浅水区域的桩基施工，可采用围堰筑岛方式施工，筑岛填料宜用粘土， 岛
5、面要有足够的施工场地，岛面标高应高出施工水位1.52.0m。3测量定位依据已布设的平面控制加密导线控制点坐标和经复核计算无误的各钻孔桩中 心坐标，安置全站仪在控制网点、精确定位，确定各桩位的中心桩，并根据坐标 放样，钉好十字护桩，做好测量复测。4制作、埋设护筒钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒内径比设计桩直径大约20cm，内 壁平整，竖直，壁厚不得少于5 mm，节长一般为2 m。接缝严密，连接处筒内无 突出物，应耐拉、压，不漏水。埋设护筒前要先放出桩位点，过桩位中心点拉十字线在护筒外80cm100cm 处设控制桩，然后在桩位处用钻头边刀挖一个比护筒外径大20cm、深度比护筒略 小30cm的
6、圆坑，在坑底填筑20cm的粘土，然后将护筒用钢丝绳对称吊放进坑内， 用水平尺（吊线锤）校验护筒竖直后，并保证护筒中心与桩位中心位移不超出2mm， 方可在护筒周围回填最佳含水量的粘土，分层夯实且要防止护筒倾斜。护筒埋设应高出地面30cm或水面1.52 m，且应高于钻孔内稳定后的承压 水位2m以上。护筒的定位必须准确，顶面位置偏差不大于50毫米，竖直线倾斜 率不大于1%，必须将护桩十字线在护筒边作上记号，施工中要保护好护桩，以 便随时校核孔位。护筒必须埋设牢固，当表层土松软时，将护筒埋置到较坚硬密 实的土层中至少0.5m。用加压、振动等方法下沉护筒。5钻机就位、安装钻机钻孔的作业平台应基本水平，使
7、主机左右履带板处于同一水平面上。钻 机钻孔时的站位一般应对准孔桩位置，动力头施工方向应和履带板方向平行，钻 机侧向应留有排渣场地。开钻前调整好机身前后左右的水平。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。开始钻 进时，采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以 保证孔位不产生偏差。6泥浆制备及指标控制施工前必须配置合格高质量的钻孔泥浆，根据施工段落的地质情况，泥浆采 用膨润土或粘土或其它合格的新型材料制备，每立方米泥浆需膨润土 450-500kg， 为提高泥浆粘度和胶体率，在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其掺量经试验 决定，新材料的掺量按使用说明书
8、和试验结果共同确定。采用高速回转式搅拌机，搅拌时间为10min15min，且提前12h预拌好。造 浆后要试验全部性能指标，施工中应根据不同的地质情况适时调整泥浆指标。钻孔施工时随着孔深的增加对孔内泥浆及时添制、净化，维持护筒内应有的 水头，防止孔壁坍塌。对于灌注返出的泥浆，经处理后符合要求的泥浆用于后续 施工的钻孔桩施工。泥浆性能指标，按钻孔方法和地质情况确定，符合下列规定:表1泥浆性能指标表序号项目名称性能指标备注1相对密度1.11.152黏度（Pa s）18243静切力（Pa）12.54含砂率（%）W45酸碱度（pH）796胶体率（%）N957失水率(ml/30min)306.2.2钻进成
9、孔1成孔工艺旋挖钻机成孔工艺是通过底部带有活门的桶式钻头利用动力头驱动钻杆、钻 头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将 钻斗提出孔外卸土，这样循环往复不断地取土卸土，直至钻至设计深度。钻进过 程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当钻 头下降到预定深度后，旋转钻头并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒 充满时，钻头底部关闭，提升钻头到地面卸土。开始钻进时采用低速钻进，钻进 护筒以下3m可以采用高速钻进，根据压力调整钻进速度。钻进过程中严格控制钻 进速度，避免进尺过大，造成埋钻。钻孔过程中要保证桩孔内泥浆标高，泥浆补充一般采用泵送方
10、式，其速度以 保证液面始终在护筒地面以上为标准。钻孔前先用水准仪定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高计 算孔深，且孔深不应小于设计深度，超钻深度不大于20cm，孔径用孔径仪测量， 若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后方可进行下道工序。2终孔检查当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径和垂直度等进行检查，确认满足 设计要求后，立即填写终孔检查证，并经检查确认后，方可进行孔底清理和灌注 水下混凝土的准备工作。3第一次清孔钻孔完成后，用电子孔斜仪或监理工程师指定的检孔器进行检孔。孔径、孔 垂直度、孔深检查合格后，再拆卸钻机进行清孔工作，否则重新进行扫孔。清孔 的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密
11、度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规 范要求。钻至设计标高后，对孔径、孔深、垂直度进行检查确认合格后，即进行清孔。 浇筑水下混凝土前沉渣厚度要满足设计要求。严禁采用加深钻孔深度方法代替清 孔。在抽渣或吸泥时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆保持孔内水位。4钢筋笼制作安装钢筋笼分部下料，分节同槽制作。根据运输、起重设备性能，分节制作。主 筋间采用焊接或直螺纹套筒连接，每个断面接头数量不大于50%，相邻接头断面 间距不小于1.5m。加工好的钢筋笼按安装要求分节、分类编号堆存。为防止钢筋笼吊安运输过程中变形，每节端头、钢筋笼内环加强圈处用钢筋 加焊防变形十字支撑，待钢筋笼起吊至孔口时，将支撑割除。钢
12、筋笼制作好后，采用汽车吊起吊就位。钢筋笼的材料、加工、接头和安装， 符合铁道部现行混凝土与砌体相关施工标准的有关规定，钢筋笼主筋与加强箍筋 要全部焊接。钢筋笼吊装时、入孔后要准确、牢固定位，平面位置偏差不大于50mm, 底面高程偏差不大于土 100mm。钢筋笼外侧对称设置控制钢筋保护层厚度用的耳 环。应注意护筒处保护层块要根据护筒的直径而加厚、加密。为防止钢筋骨架在浇筑混凝土时上浮，在钢筋笼上端均匀设置吊环或固定杆， 支撑系统应对准中线，防止钢筋骨架的倾斜和移动。同时当灌注混凝土顶面距钢 筋笼底部1米左右时降低混凝土灌注速度。当混凝土拌合物上升到距钢筋笼底口 4 米以上时提升导管，使底口高于骨
13、架底口2米以上，即可恢复正常灌注速度。5声波检测管安装对桩长在50m及以上的钻孔桩，按设计要求在钢筋笼内侧设置通长超声波检 测管，检测管接头顺直牢靠，与钢筋笼的主筋牢固连接，其下端口用钢板密封。 为确保混凝土灌注后管道畅通，检测管安装后，在检测管内注水，上口用木塞封 口，严禁泥浆或水泥浆进入管内。6导管安装导管采用30的钢导管，必须保证导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严 密。导管使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和 标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm；试压压力 为孔底静水压力的1.5倍。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔
14、上口，大于一节中间导 管长度。导管采用螺旋丝扣型接头，设防水垫圈。导管位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，进行升降试验。导管吊装升降设备能 力，与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混 凝土漏斗。7浇注混凝土前二次清孔浇注混凝土前，应再次量测孔深和沉渣厚度，若沉渣厚度大于20cm，则应进 行二次清孔，清孔时注意保持孔内水头高程，方法采用换浆清孔法或抽浆法。当 孔底沉渣厚度小于20cm，经监理工程师确认后，立即灌注水下混凝土。8灌注水下混凝土第二次清孔后马上灌注水下混凝土。混凝土在拌合站集中拌制，采用混凝土 运
15、输罐车运输，导管法灌注。初灌前在装砼漏斗底口处要设置严密、可靠的隔水 装置，该装置要有良好的隔水性能并能顺利排出。备足首盘封底混凝土数量，打 开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出 导管内埋置深度，如符合规范要求，即可正常灌注。灌注开始后，应紧凑地，连续地进行，严禁中途停工，在灌注过程中要防止砼 拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆内含有水泥浆而变稠凝结。致 使测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼 面高度，正确指挥导管的提升和拆除，尽量缩短拆除导管的间断时间，拆除导管 动作要快，时间一般不宜超过15分钟，每根桩在8小时内浇筑完成。当导管内砼 不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊， 挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。当混凝土浇筑面接近设计高程时，用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶 面位置，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m左右。9对钻碴及废浆的处理为确保文明
