旋挖钻机灌注桩

旋挖钻机灌注桩（共11篇）

旋挖钻机灌注桩 篇1

1 前言

旋挖钻机在近年来应用广泛, 这是因为其具有优异的性能, 它具有成孔速度快, 效率高, 工期短等优点。2008 年, 新的《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-2008 ) 发布实施, 该规范在桩底沉渣要求中规定摩擦型桩, 不应大于100 ㎜;对于许多采用旋挖钻机成孔的工程, 若灌前未采取清孔处理, 一般桩底沉渣都不满足新规范的要求。本文借一工程实例, 阐述旋挖钻机成孔的灌注桩工程出现的沉渣过厚的问题, 指出, 灌前孔底沉渣必须采用清孔方式进行清理, 才能保证孔底沉渣满足规范要求。

2 旋挖钻机成孔灌注桩工程实例

2.1 工程概况

某工程设计钻孔灌注桩直径1500mm, 长度25m, 混凝土强度C30, 桩型为端承摩擦桩, 试桩3 根, 要求检测单桩承载力, 桩身完整性检测中除全部采用低应变动力检测外, 选1 根桩进行钻芯法检测桩身完整性、桩底沉渣、桩端持力层及桩身混凝土强度。

2.2 工程地质条件

据场区勘察报告, 场地下主要地层为:

(1) 层黄土状粉质粘土, 层底埋深2.90m。 (2) 层粉质粘土, 层底埋深7.50m。 (3) 层细砂, 层底埋深10.00m。 (4) 层中砂, 层底埋深12.90m。 (5) 层粉质粘土, 层底埋深18.50m。 (6) 层中砂, 层底埋深19.90m。 (7) 层卵石, 层底埋深39.10m。

2.3 试桩施工

试桩采用旋挖钻机成孔, 泥浆护壁, 配备成孔用泥浆及泥浆池, 为满足设计桩长要求, 钻孔达到设计深度时, 开始吊装钢筋笼, 完毕后, 安置导管, 灌注混凝土, 混凝土采用商品混凝土, 强度C30。

3 基桩检测

3.1 基桩静载荷试验

灌注桩成桩28 天后, 进行了载荷试验, 试验结果表明, 基桩单桩承载力达到了设计要求, 载荷试验曲线为渐变型的缓变平滑曲线, 沉降量小。载荷试验未进行破坏性试验。

3.2 低应变动力检测

对试桩进行的低应变动力检测, 表明桩身完整性符合Ⅰ类桩特征, 但桩底似有软弱层, 也就是有沉渣存在, 由于灌注桩桩长为25m, 信号经放大后才能有反映 (见图1 所示) , 因此, 并不能确认桩底沉渣的严重情况, 需通过钻芯法进行验证。

3.3 钻芯法检测

对试桩中的一根进行了钻芯, 按《建筑基桩检测技术规范》 (JGJ106-2014) 的规定, 对试桩布钻芯孔2 个, 钻芯结果显示桩端存在以中砂为主的沉渣 (见图2 所示) , 厚度340mm, 远大于规范要求的100mm, 也就是桩底沉渣厚度不满足设计要求。

4 灌注桩沉渣分析及措施

4.1 沉渣原因分析

通过多方调查、分析, 认为造成桩底沉渣大于规范要求的100mm的原因主要有以下几方面:

(1) 泥浆性能差。旋挖钻机泥浆护壁成孔所用泥浆为循环使用, 仅控制泥浆比重小于1.25;黏度不大于28s;其它指标未加以控制, 本场区砂层较多, 在挖孔过程中, 落在泥浆中的砂粒会很快沉入孔底形成沉渣。

(2) 灌前孔底范围泥浆比重太大。在灌注前未量测孔底500mm内泥浆指标, 这也是很多工程中存在的问题, 当孔底泥浆比重大到一定程度, 混凝土初灌就会发生困难, 现场一般就会向上提导管, 增加导管距孔底的距离, 或者在下设导管时, 导管距孔底的距离就超过了规范要求的300~500mm, 造成混凝土初灌时对孔底冲击力大大减小, 未将孔底松散沉渣冲起, 而是埋在了孔底。

(3) 忽视了钢筋笼刮蹭孔壁形成的沉渣。由于制作的钢筋笼为一节, 总长26.0m, 在运输及吊放过程中, 难免局部发生弯曲现象, 在下放钢筋笼时刮蹭孔壁, 散落的砂粒、泥土沉入孔底, 形成沉渣。

(4) 没有进行灌前清孔。在钢筋笼下放完毕后进行清孔, 是一个关键的工序, 也是灌注混凝土前最后一次清理桩底沉渣的机会, 也是降低孔底泥浆比重的有效途径, 而现在我们发现在很多工地都强调成孔后就灌注, 不会产生多少沉渣, 而忽视了灌前清孔的重要性, 从而造成很多桩底沉渣超标, 这也是造成沉渣过厚的最重要原因。

4.2 工程桩施工沉渣控制措施

针对以上几方面造成沉渣较多的原因, 分析并研究制定了工程桩施工必须采取的措施:

(1) 制定合理的泥浆控制指标, 指定专人进行量测, 及时对泥浆性能进行调配。具体措施为泥浆比重小于1.25;黏度不大于28s;含砂率不大于8%, 一旦发现含砂较多, 马上进行清理, 同时补充清水, 再次调配, 使泥浆性能符合规定的要求。

(2) 钢筋笼制作平台采用水准仪量测并进行修整, 整个平台在水平面上高程偏差不大于5mm。制作好的钢筋笼采用长木杠棒扎固定, 在钢筋笼起吊过程及运输过程中, 固定钢筋笼的木杠不得拆除, 直到高筋笼吊起, 上下呈自由悬垂状, 并向孔内下放时再随下放随拆除。下放钢筋笼要平稳, 严禁刮擦孔壁, 设专人在孔口负责, 严禁靠筋笼自重或冲击力向下快速下放。

(3) 在导管下设完毕后, 进行灌前清孔, 清孔时间不小于10 分钟, 清孔时导管距孔底距离控制在100~300mm, 当量测孔底沉渣及泥浆比重满足要求后, 马上进行灌注, 不能耽搁。

4.3 工程桩检测

工程桩施工后28 天, 进行了低应变及钻芯法检测, 低应变检测信号孔底均无异常, 没有软弱层显示;钻芯法检测未发现孔底沉渣超出100mm, 均达到设计及规范要求。

5 结束语

旋挖钻机成孔灌注是现在灌注桩工程中一种非常有优势的施工工艺, 不仅节约了大量的人力、物力, 也降低了费用, 缩短了工期, 经济效益、社会效益明显, 但在新的《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-2008) 实施以后, 使用该种钻机成孔的灌注桩, 应重视孔底沉渣问题, 切切实实做好灌前清孔工作, 排除桩底沉渣, 以达到规范要求, 若不进行灌前清孔, 采用旋挖钻机成孔的灌注桩, 成桩后孔底沉渣很难满足规范要求的厚度不大于100mm的要求, 更不能满足不大于50mm的要求。

最后, 由于本文是在某区域桩基检测的基础上分析、研究并总结而得, 难免存在片面及错误之处, 在此敬请同行、专家批评、指正。

旋挖钻机灌注桩 篇2

乙方(出租方)：身份证号码： (以下简称乙方) 签订地点：

签订时间：年月日

根据《中华人民共和国合同法》以及国家现有法律法规的有关规定，按照平等互利的原则，为明确甲、乙双方的职责，经双方协商，特签订本合同，以资共同遵守。

第一条：租赁期限

自进场开工开始干活算起(设备拼装不计入租赁日期)，至施工结束后为止。

当实际期限与合同期限不 一致时，应以实际租赁期限为准。

第二条：租赁设备型号及价格

1、设备品牌：型号：履带式挖掘机台，新旧程度：，出厂日期： 年 月 日 ，机械外观及性能：性能良好;含2名司机，机械及配套设备的性能型号及数量应能满足施工要求。

2、租赁费： 元人民币/月(大写 元人民币/月);

3、本合同租赁的设备型号及配套设施是乙方在充分了解现场、道路、图纸、地质资料、工作内容、周边环境以及其他任何足以影响机械钻孔的情况下，承诺该机械设备可以满足本工程施工要求才决定进场的，任何因忽视或误解工地情况而导致的更换机械及机械退场所造成的索赔申请将不被批准，另外给甲方造成的误工损失由乙方负责。

第三条：相关费用承担

第四条：设备服务范围

①、甲方机械验收负责人负责对进场的机械设备进行验证，验证标准执行甲方《公司机械设备检验标准》，特种设备要有特检合格证，验证合格后方可进场。

②、要求司助人员具有操作该机械的有效证明，特种设备要有特种设备操作证。

③、在合同期内，乙方设备要随时听候甲方安排，保障甲方工程顺利进行。乙方必须保证24小时施工，设备每月完好率为90%，每月维修保养时间不超过2天，每月2天不累计到下个月，若超过2天按日结算(日租金=月租金/30)。

第五条：租金结算及付款

1、租金结算：甲方对租赁机械自开工起30天为周期进行一次结算。隔月支付上个月租金的80%，余款在工程结束30天内付清。

2、月租机械不计大小月，全部按30天计酬。

3、不足一个月的按天计算(日租金=月租金/30)。

第六条：设备的续租及退场

1、合同期满，乙方有权撤离设备。如甲方需要继续租用，应在本合同到期前一周内续签合同。

2、合同期满，乙方设备撤离甲方场地，甲方有责任和义务协助乙方设备快速撤离现场，并提供必要的场地、人员及其他必要的支持。

3、若乙方中途退场，须提前15天通知甲方，经甲方同意后方可退场，否则由此产生的误工费及其它损失由乙方承担。

第七条：施工现场安全责任

1、甲方施工场地，必须保证乙方设备和人员的安全。

2、出租方配备的`司机应持证上岗,应操作熟练规范,工作专心热情,若乙方因操作人员违章操作等自身原因造成的机械伤害、机械故障及与第三方的纠纷等，概与甲方无关，且承租方有权就此代扣对应的损失费用。

第八条：甲、乙双方权利

1、在租赁期内，甲方只享有设备的使用权，所有权归乙方。

2、乙方负责租赁设备的日常维护、保养及维修。乙方正常维护保养时间一般为每月2天 。锁机不算为正常维护保养时间，乙方正常维护保养必须在不影响工地施工进度的情况下进行，如雨天、停工等，若乙方正常维护保养给工地施工带来影响，甲方有权从外面另调机械设备顶班，由此产生的费用从乙方租赁费中扣除，由此产生的误工费及其它损失由乙方承担。

3、甲方应按设备有关的国家或行业标准提供符合设备作业的材料及场地。

4、未经乙方授权，甲方人员不得随意开启乙方设备。

5、在租赁期内，如乙方出现消极怠工，不服从甲方指挥等不利于甲方工程进展的现象，甲方有权终止合同或要求出租方撤换司机及退租。司机必须保证24小时在岗，有事离开须向现场值班管理人员请假，擅离职守者每人次罚款50-200元。

6、乙方不得以小型号机型代替冒充合同约定的机械设备型号，甲方有权终止合同，造成的损失由乙方负责。

7、如发现乙方司机等人乙方偷盗油料等财物，甲方有权处以30倍罚款，并移交司法机关处理。

第九条：违约责任

未经对方书面同意，任何一方不得中途变更或解除本合同。任何一方违反本合同约定，都应向对方赔偿相应的违约金。

第十条：争议的解决

1、甲乙双方因不可抗力不能履行合同时，根据不可抗力的影响，可部分或全部免除责任。

2、凡因履行本合同所发生的一切争议，甲乙双方应通过友好协商解决。如果协商不能解决，采取如下一种方式解决:

a.提交甲方所在地仲裁委员会，根据仲裁的有关程序进行仲裁解决;

b.诉诸当地人民法院，诉讼解决。

第十一条：附则

1、本合同一式两份，甲方一份、乙方一份，具有同等法律效力。

2、本合同自双方签字、盖章之日起生效，至机械设备退场结清费用止自然失效。

3、本合同未尽事宜，由双方另行签订补充协议，并与本合同具有同等法律效力。

4、附《机械设备管理规定》，须甲乙双方共同签字后，与合同具有同等法律效力。

甲方：(盖章)_____________ 乙方：(盖章)________________

法定代表人：______________ 法定代表人：__________________

委托代理人：_______________ 委托代理人：__________________

地 址：____________________ 地 址：______________________

浅析灌注桩旋挖钻机干孔法施工 篇3

对既有高速公路拼宽，环保要求高，工程地质条件良好，采用旋挖钻机干孔作业成孔灌注桩。本文以南京溧马高速公路项目部分桥梁桩基采用旋挖钻机干孔作业成孔为例，对灌注桩旋挖钻机干孔作业施工工艺、方法及施工优势进行介绍、分析。

1.工程概况

南京溧马高速公路项目位于南京溧水区，微丘地区，项目地质情况比较好，且在基础设计长度范围内无地下水，土层从上到下为素填土层、亚砂土层、亚粘土夹粉细砂层、强风化泥质粉砂岩层、弱风化泥质粉砂岩层等各类地质土层。由于旋挖钻机施工工艺的特点是施工速度较快、成孔后质量好、作业环境污染小、施工机具操作难度小，根据上述地质条件和实际情况采用旋挖钻机干作业法可快速成孔且质量可控。

2.施工前准备工作

2.1技术准备 开工前南京溧马高速公路项目建设单位提供了地质勘察资料和相关施工设计图纸，项目部组织技术人员对施工设计图进行了图纸会审。并勘察了施工现场和附近区域内的地下管线、地下构筑物、受影响的建筑物，据此编制的桩基工程的施工组织设计。

2.2机械设备准备 根据现场施工要求，现场采用福田雷沃FR628D旋挖钻机、徐工25吨汽车吊、现代220挖机等性能好且质量稳定的机械设备进行施工，并定期对机械维护、保养、检查，必须保证机械运转正常。利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态，检验钻杆垂直度及设备整体性能。

2.3施工材料准备 施工前应该认真查看图纸，按设计图纸要求去准备施工材料。材料管理人员须密切与技术人员保持沟通，按施工组织设计进度要求准备材料，提前介入，密切关注市场价格动态，为后续的施工正常运转提供强有力的材料后盾，不得因材料中断耽误施工进度。

3.施工流程

场地施工面清理→按设计要求做护桩→按设计要求埋设护筒并验收中心点→施工设备安装验收并开始钻孔→验收孔的质量→清理钻渣并验收合格→安装钢筋骨架→安装混凝土导管→灌筑混凝土→验收通过

4.钻孔桩施工过程

4.1桩位放样及复核 桩位坐标应放样复核，护桩采用设计桩中心点的四周一定距离坐标点控制。护桩一般采用木头，特殊情况下也可用混凝土，保证不移位，稳定可靠。

4.2护筒埋设 根据本项目的地质情况，在桩位处埋设3m深钢护筒，钢护筒的内径采用设计桩基础的内径加上20厘米为宜，钢板厚度10厘米左右。护筒安装采用旋挖钻机先按照桩径钻进4m，后按照护筒外径地面下3m范围内扩孔埋设，护筒底部和四周所填粘质土要分层夯实，且护筒顶面高出地面30cm，竖直倾斜度控制在1%内。

4.3钻机安装 护筒埋设后，把施工所需的钻机运输到现场，通过上述测量定位桩点安放钻机，并保证钻机垂直。一般钻机自带垂直检查系统，可手动调节，达到钻机平衡稳定。

4.4钻进 钻孔开孔时先检查钻头直径不小于设计桩径，钻孔深度可利用显示器来观测。开孔前检查孔位准确，开钻时均应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。采用正、反循环钻孔（含潜水钻）均应采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和（扣除浮力）的80%。用全护筒法钻进时，为使钻机安装平正，压进的首节护筒必须竖直。钻孔开始后应随时检测护筒水平位置和竖直线，如发现偏移，应将护筒拔出，调整后重新压人钻进。在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。变截面桩的施工全断面一次成孔或再分级扩孔钻进，分级扩孔时变截面桩开始用大直径钻头，钻到变截面处换小直径钻头钻进，达到设计高程后，再换钻头扩孔到设计直径，依次作业2～3次直到完成符合设计要求的变截面桩。钻孔时为保持孔壁稳定，覆盖层进尺不能过快，宜采用减压吊钻钻进。本项目地质情况比较稳定，钻进过程遇风化基岩就采用螺旋钻进行钻孔，后再用筒式取芯钻头进行桩径的拓扩钻进，以达到设计桩径。

4.5清孔及成孔检测 清孔是将孔底部沉淀清干净，如果沉淀过厚，水下灌注混凝土就是造成夹层、断桩，所以灌注桩清孔是非常必要的。在灌注之前用测绳子重新测孔深，当厚度大于一定量的时候，用掏渣桶，或者泥浆泵进行排渣，如果厚度不大的话，钻孔至设计标程，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，应立即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求及规范要求。清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s，严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。清孔达标后应抓紧安装钢筋笼和浇筑水下混凝土。在浇注水下混凝土前，应用射水或设风冲射钻孔孔底3～5分钟，将孔底沉淀物翻动上浮，射水或射风压力大0.05Mp。

4.6制作、安装钢筋笼及超声波检测管安装 钢筋笼的制作、安装同常规钻孔灌注桩，特别要注意的是钢筋笼的中心位置、笼底高程，允许误差分别为50mm、±50mm。超声波检测管安装按照设计要求安装，检测管的定位、密闭情况是重点，确保安装后灌入清水无泄漏，采用配套的盖子进行密封。

4.7混凝土灌筑 导管用内径为Φ300mm内壁光滑的钢管，丝扣连接，在使用前应将拼装好的导管进行试验，安装导管时，使导管安居孔中位置，轴线顺直，稳步下放。混凝土灌筑严格按照水下混凝土标准进行配制、运输，混凝土坍落度控制在180～220mm，入模温度控制在5～30℃。混凝土采用导管法干孔浇筑，首灌混凝土导管埋置深度不小于1m，灌筑混凝土由罐车与溜槽直接对料斗放料进行灌筑，且灌筑开始后应连续进行，缩短导管拆卸时间。灌筑中，每车混凝土浇筑完成或预计拔导管前量测孔内混凝土面位置，以便及时调整导管深度。管埋置深度控制在2～6m之间。保证导管埋深范围内吊车应上下提升导管，起到对混凝土的振捣作用。浇筑即将结束时，实际与理论浇筑混凝土方量对比，以确定所浇筑混凝土面的高度。

5.结束语

在既有高速公路拼宽，中分带环保要求高，工程地质条件良好的路段，采用干孔作业法成孔灌注桩工艺简单，操作方便，施工速度快，提高了工作效率。特别是现场无泥浆排放，避免了泥浆污染，实现了清洁、环保、文明施工。针对既有高速公路拼宽改造工程施工干扰大，通行车辆多，环保文明施工要求高等特点，采用旋挖钻机干孔法施工灌注桩，真正实现了快速、高效、环保、文明施工，对类似工程钻孔灌注桩施工具有一定的推广和借鉴意义。

旋挖钻机灌注桩 篇4

关键词：旋挖钻,灌注桩,工艺控制

随着钻孔灌注桩在公路桥梁基础工程、建筑工程基础中广泛应用, 质优、快速、环保、节能的钻孔施工技术得到不断发展。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项目, 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 (BAUER) BG系列旋挖钻机为代表的进口钻机和以三一SYR220型等为代表的国产旋挖钻机。该项目主要使用的是中联ZR220A、雷沃FR6300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。

1 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, 使钻机达到最佳钻进状态, 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。

2 旋挖钻施工适用范围

本工法适用于粘性土、粉质土、砂土等多种地质情况的钻孔灌注桩施工, 也可适用于深基坑支护桩作业。

3 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。

4 施工工艺

4.1 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。

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, 避免埋钻事故;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。

4.4 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基本无块渣, 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。

4.5 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。各节段的加工焊接必须满足规范要求, 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, 避免碰撞孔壁, 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。

4.6 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。

5 结束语

通过多项工程的桩基施工对比表明, 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, 但实际成本低, 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

[1]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.

宇通重工YTR230旋挖钻机 篇5

宇通重工YTR230旋挖钻机

宇通重工YTR230旋挖钻机整机操作灵活,作业效率高,关键零部件采用国际品牌产品.广泛应用于高层建筑、桥梁工程、水利建设等基础工程施工.是大口径桩基础工程施工的理想设备.

作 者：张义珍 作者单位：河北路桥集团有限公司,河北,石家庄,050011刊 名：建筑机械 ISTIC PKU英文刊名：CONSTRUCTION MACHINERY年，卷(期)：“”(8)分类号：关键词：

旋挖钻机在桩基工程中的应用 篇6

摘要：旋挖钻机因其效率高、污染少、功能多的特点，适应上述综合发展的需求，目前在国内外的现浇混凝土灌注桩施工中得到了广泛应用。本文结合现场施工实践，介绍旋挖钻机在桥梁桩基工程中的应用。

关键词：旋挖钻机 钻孔灌注桩 施工工艺 应用

0 引言

旋挖钻机的英文为Rotary Drilling Rig，旋挖钻机是在回转斗钻机和全套管钻机的基础上发展起来的，第二次世界大战前，美国CALWELD首先研制出回转斗，短螺旋钻机。二十世纪五十年代，法国BENOTO将全套管钻机应用于桩基础施工，而后由欧洲各国将其组合并不断完善，发展成为今天的多功能组合模式。

钻孔灌是目前桥梁工程中常用的重要基础形式之一，由于施工工艺成熟、安全性高、地层适应性强等优点，被广泛应用于从中小型桥梁到特大型桥梁工程施工中。但由于传统的钻孔机械主要为回转循环类钻机和冲抓类钻机，受钻机自身结构特点及施工工艺特点，钻进速度较慢，并且在施工过程中循环泥浆、噪声等的污染较大。

1 工程概况

常州市高架地面道路一标工程位于武进区长虹路，其中的一座桥梁因设计变更的影响使计划开工时间滞后半年左右，为了保证工期及既有道路通行等要求，该桥梁的的大部分灌注桩采用旋挖钻机施工。

2 旋挖钻机施工工艺

旋挖钻机施工工艺与常规钻机部分相同，但由于旋挖钻机自身的特点和成孔方式，在一些方面又有较大差别，施工基本流程如下

2.1 旋挖钻机施工工艺步骤：①桩位放样、埋设护筒，放入泥浆。按照工地现场土质情况，放下一定长度的护筒。护筒直径一般应比桩径大100ｍｍ，以便钻头在孔内自由升降。按现场土质情况，调配泥浆。如果现场土质都是比较好的粘性土，可以考虑不注入泥浆或清水，直接钻进。②旋挖钻机的就位；③钻头轻轻着地，旋转，开钻。最好以钻头自重作为钻进压力，以更好的保证桩基精度；④当钻头里装满土砂料，提升出孔外。注意孔内地下水位情况，及时补充水，以防坍塌。⑤旋挖钻机旋回，将钻头内的土砂料倾倒在土方车或地上；⑥关上钻头活门，旋挖钻机旋回到原位，锁上钻机旋转体；⑦放下钻头；⑧钻孔完成，进行第一次清孔，并测定深度；⑨放入钢筋笼；⑩放入导管；进行第二次清孔；进行水下混凝土灌注；拔出护筒，清理桩头沉淤回填，成桩。

2.2 施工注意点

2.2.1 护筒施工 护筒的埋设：护筒埋设工作是旋挖钻孔机施工的开端，护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密、不透水，对旋挖钻孔机成孔、成桩的质量都有重大的影响。

护筒的制作及埋设的原则：①护筒采用钢护筒，长度４ｍ以内采用厚4~6mm的钢板制作，长度大于4m的采用厚6~8mm钢板制作。护筒埋置较深时，采用多节护筒连接使用，连接形式采用焊接，焊接时保证接头圆顺同时满足刚度、强度及防漏的要求。②护筒内径大于钻头直径，具体护筒直径按设计要求选用。③护筒埋设深度满足设计及有关规范要求，河流中将护筒埋置在较坚硬密实的土层中0.5m以上。④护筒顶高出施工水位或地下水位1.5~2.0ｍ，并高出施工地面0.3ｍ。⑤护筒埋设前，先准确测量放样，保证护筒顶面位置偏差不大于5cm，埋设中保证护筒斜度不大于1%。

2.2.2 泥浆：①制备泥浆是旋挖钻机能否成孔的关键，也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。泥浆过稀时不能浮渣影响钻进，过稠时泥浆附在孔壁和钢筋上，影响桩基混凝土的质量。②泥浆性能指标。制浆前，应先把粘土块尽量打碎，在井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。为了回收泥浆原料和减少环境污染，均应设置泥浆循环净化系统。③泥浆性能参数。泥浆池可根据现场实际条件开挖或采用砌筑，也可以采用用钢板焊制的泥浆池，浆液材料以优质膨润土、纯碱为主，泥浆制备用水直接采用施工场地附近河流水。泥浆制备完毕后，进行各项性能指标的检测，不符合要求的重新调制。

2.2.3 钢筋笼制作 因旋挖钻机成孔速度较快，正常情况下，2～5小时即可成孔，因此，强制要求钢筋笼必须在桩孔开钻前制作完成并验收合格，防止成孔静置时间过长出现坍孔等各种意外情况。钢筋笼制作的具体要求与其他桩基的要求相同。

2.2.4 合理控制钻斗的升降速度 在开始钻进或穿过软硬层交界处时，为保持钻杆竖直，宜缓慢进尺。在钻进过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能是遇到硬石、石块或硬物等，这时应立即提钻检查，等查明原因并妥善处理后再钻，以免导致桩孔严重倾斜、偏移，甚至使钻杆、钻具扭断或损坏。

2.2.5 钻进出渣 开钻前各项准备工作就绪后，即可开始钻孔施工。旋挖钻机钻孔施工中，泥浆为单向供应，在孔口注浆即可，与常规钻机泥浆循环系统有较大的区别，部分泥浆随筒钻出渣而排出，损耗较大，需要随时观察孔内泥浆标高。

2.2.6 成孔验收 钻进到位后，将孔口附近的钻渣及泥浆等全部清除干净。对成孔进行验收，主要检查泥浆性能指标、复核护筒中心偏位及标高、成孔深度、孔径、孔斜等。由于旋挖钻机的钻进是桶型钻头的上下往复的循环过程，孔内泥浆上下基本均匀，故取上部泥浆代替孔底泥浆进行测试，性能指标控制值同钻孔过程的泥浆性能指标。

2.2.7 下钢筋笼、导管安装、清孔、沉渣测量（旋挖钻机正常情况下成孔孔底较干净，孔壁稳定性好，经适当清孔后，孔底沉渣大多能满足要求）、水下混凝土灌注等施工工序基本与其他桩基施工相同。

3 旋挖钻机与传统的钻孔机械相比的优缺点及应用前景

3.1 优缺点：

3.1.1 旋挖钻机效率高、方便灵活、成孔速度快、扩孔率小、正常情况下2~5小时就可以成孔，是传统的钻孔机械的10倍以上。是市政建设、铁路、公路桥梁等理想的基础施工设备。

3.1.2 噪声小、污染少，特别适用于市区工程建设。

3.1.3 适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、沙土层以及短螺旋不能钻进的含有部分卵石、碎石的地层。采用岩心钻头，还可嵌入岩层。

3.1.4 旋挖钻机及施工工艺在我国北方地区已经得到了很快普及，在南方沿海地区由于地层较软，桩一般较大较深，旋挖钻机成孔困难，目前仍以正反循环钻机为主。

3.1.5 旋挖钻机自重较大，钻机平台的稳定，也是个不容忽视的问题，不注意的话，容易发生孔斜超标的质量问题，严重的甚至导致钻机倾覆的安全事故。

3.1.6 目前旋挖钻机价格比较昂贵，一台动辄几百万，一次性投入比较大，且运营、维修保养等费用较高

3.1.7 旋挖钻机的大量应用只是在近几年，缺乏相应的产品标准，尚未编制旋挖钻机施工规范，没有系统的工法研究，缺少技术培训，基本理论的研究有待深入。

3.2 应用前景 旋挖钻机因其具有装机功率大，输出扭矩大，轴向压力大，机动灵活、施工效率高、环保等特点，配合不同钻具，适应我国大部分地区的地质条件，成为适合建筑桩基工程中成孔作业最理想的施工机械。近年来，在我国许多大型基础设施建设工程的施工中得到广泛应用，旋挖钻机高效、环保、效益高的优势得到公认。旋挖钻机具有一系列传统钻机无法比拟的优点，在桩基工程施工中的推广和广泛运用势在必行。

参考文献:

[1]人民交通出版社.公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000).

[2]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.(12):5-7.

旋挖钻机灌注桩 篇7

本项目为工业类项目, 包括二十多个建筑单体及构筑物, 结构形式有多层钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土筒仓结构、钢结构及大跨度网架结构等, 主要单体的基础形式均为桩基础。

现场场地为丘陵地貌。 按功能划分及建筑总平面规划, 各建筑单体分别布置于标高不同的四个功能区域, 最大标高差10 m。 地下水位标高约在地表下25~35 m左右。 现场地质岩土层分布及特征表1。

2 旋挖钻机及配件选型

根据设计文件, 桩径有Φ600 mm、Φ800 mmΦ1 000 mm三种规格, 桩长为18~50 m不等, 设计承载力为800~4 200 k N, 包括:干孔桩、局部水下灌注桩、少量嵌岩桩三种。 根据现场地质岩土层分布及特征、桩基设计文件资料, 对旋挖钻机及配件进行选型, 见表2。

3 施工工艺及过程控制

(1) 试钻:为尽快熟悉旋挖钻机在现场地质条件下的实际工作状况, 进一步掌握现场地质岩土层的分布情况, 在临近建筑物区域进行试钻、试成孔, 检查成孔情况。 通过试钻并结合现场土样分析: (1) 土的直立性较好, 干成孔桩无塌孔现象; (2) 局部有地下水的水下成孔桩无塌孔现象, 可进行清水成孔作业。

(2) 施工顺序:定位放线→护筒埋设→钻机就位→钻孔→清孔及验孔→吊装钢筋笼→安装导管→混凝土灌注→拔出护筒转入下根桩施工。

3.1 施工准备

(1) 原材料进场并经检测合理, 材料的贮备满足施工进度的要求。

(2) 施工用电、用水铺设完成。

(3) 各施工机械、设备检查、检修完成, 保持良好状况。

(4) 对作业人员进行技术交底, 使其熟悉现场条件、操作规范及设计文件要求。

(5) 桩钢筋笼需要在钻孔前制作完成。

(6) 根据桩位布置编制打桩顺序, 在桩距较小的部位应采取跳打方式。 规划旋挖钻机以及钢筋笼、混凝土运输车辆行走路线。

(7) 根据设计标高及钻机、车辆行走路线, 对场地平整、夯实, 以满足旋挖钻机行进及就位、钢筋笼及混凝土的运输要求。

(8) 根据现场地形布置临时排水沟, 并保持排水通畅, 防止场地积水或流入钻孔内。

3.2 定位放线

根据设计图纸, 将桩的中心位置测设于场地上, 并引出四角桩作为护筒埋设、钻机定位的控制桩。

3.3 埋设护筒

护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地表水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用。 护筒直径比桩径大20 cm, 长度不小于2 m, 顶面应高出地面30 cm, 埋置于稳定、密实的粘土层上。

护筒埋设步骤:首先用钻机挖孔, 吊车将护筒吊起, 人工扶正, 放入孔内。在护筒上找出护筒的圆心 (可拉正交十字线) , 然后通过控制桩放样, 找出桩位中心线, 移动护筒, 使护筒的中心与桩位中心重合, 同时用水平尺 (或吊线坠) 检查护筒竖直度, 护筒的中心位置及垂直度满足要求后固定护筒。护筒周围土应分层回填并夯实, 防止施工时护筒移位。 护筒固定后测量出护筒的顶标高, 用以控制钢筋笼安装及混凝土浇筑的标高。

护筒埋设时应控制其平面位置和垂直度, 护筒中心误差控制在2.5 cm以内, 倾斜度偏差不得大于1%。 护筒中心位置、垂直度及孔口标高经质检员验收符合要求后, 钻机方可就位开钻。

3.4 钻机就位、钻孔

旋挖钻机配有直螺旋钻头、 双底斗齿筒钻、截齿钻头, 根据土层情况灵活选用。 (1) 土层钻进时, 使用直螺旋钻头和双底斗齿筒钻。 (2) 砂层或砂性较大的土层采用双底斗齿筒钻, 这种钻头的底部为双层底, 施工时通过双层底的旋转打开和闭合来挖出底部砂土。 (3) 对卵砾石层、岩层钻进时, 可选用截齿钻头, 截齿钻头前端的截齿为合金块, 可嵌入较硬的岩层。

通过钻机操作显示器按钮直接进入主工作界面。钻机就位, 钻头对准桩位十字中心。通过钻机数控装置, 校正、调整钻机的水平及垂直度, 记录钻机钻头的原始位置。操作人员通过显示器监测钻机的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置, 从而操作钻孔作业。 在作业过程中, 操作人员可通过主界面的仪表显示, 实时监测液压系统的工作状态。 当钻斗充满钻渣后, 将其提出地面, 操作回转手柄将钻斗转到堆土点或运土车上卸出钻渣。通过操作显示器上的自动回位按钮或通过操作手柄使钻机回转到原钻孔位置。 钻进作业时注意放斗要稳, 提斗要慢, 轻加压, 低速钻进, 减少钻进过程中的振动, 以免强烈的撞击造成孔壁坍塌。钻进时每回次进尺控制在60 cm左右。 旋挖过程中要注意通过仪表观察、监控垂直度, 如有偏差及时进行纠正, 并控制钻孔深度。 操作人员应随时做好钻进作业记录。

钻进过程中积土应及时清运, 弃土、外运与钻进同步进行, 减少周围的堆土对桩孔的压力, 确保质量、安全及文明施工作业。

3.5 清孔、验孔

干成孔桩当钻至预定深度后, 采用筒钻进行清孔。 在桩底深度标高位置空转约15 min, 提钻杆、弃土。 水下成孔桩终孔后, 将钻具提高20~50 cm, 采用大功率泥浆泵灌入性能指标符合要求的新泥浆, 并维持正循环30 min以上, 直到清除孔底沉渣且孔壁泥质、泥浆含砂量小于4%为止。 清孔后质检员与咨询工程师一道对孔深、孔径、垂直度等进行检查, 合格后方可进行下一道工序。

3.6 安放钢筋笼

钢筋笼制作必须严格按设计图纸和技术规范要求进行, 保证有足够的刚度、强度及稳定性。箍筋应与纵筋点焊。 间距不大于2 m, 设置一道Φ12~Φ16的焊接加劲箍筋, 加强骨架的整体性。 在钢筋笼纵筋上用Φ20钢筋焊接4个对称的吊装点。 当钢筋笼超过12 m时, 可分段制作及安装。

成孔验收合格后, 方可进行钢筋笼安装。 将预制好的钢筋笼用专用平板车运至作业区, 汽车吊将钢筋笼缓慢吊起, 与地面垂直后转臂, 将钢筋笼吊至桩孔附近, 人工将钢筋笼扶正、防止转动, 对正桩孔后慢慢放入孔内。 钢笼下放时严禁摆动碰撞孔壁, 并随时检查钢筋笼在孔中的位置是否居中、垂直, 有偏差应及时进行调整。 第一段钢筋笼放入孔内后临时固定, 吊装第二段钢筋笼, 并与第一段钢筋笼的纵筋焊接。然后将焊接后的钢筋笼整体缓慢吊起、放入孔内, 依次进行, 直至整个钢筋笼吊装完成。 钢筋安装完成后, 将最上部钢筋笼的吊点与孔口的水平型钢支撑连接并固定。

3.7 安装导管

混凝土浇筑导管采用直径30 cm钢导管, 长度分为2 m、4 m, 并配置少量1 m长的短导管以调节导管总长及标高。 导管在使用之前, 检查其密封圈是否完好, 并在地面进行试拼装和试压, 试水压力为0.6~1.0 MPa。 同时检查导管是否弯曲, 联接件是否牢固可靠。

安装导管时, 应根据桩孔的实际深度配置导管。 导管应居中放置, 导管的下端距孔底的高度宜控制在0.3 m~0.4 m。 安装好的导管应置于钻孔中心, 采用短管调节顶部露出地面的高度, 使之便于混凝土灌注作业。 将导管下到浇筑位置后, 用井架固定于孔口。

现场技术人员检查导管总长、距离孔底是否符合要求, 并做好施工记录。

3.8 混凝土浇筑

混凝土应严格按照配合比计量配制。每台班及雨后应检测砂、石子的含水量, 及时调整混凝土的水灰比。

浇注前储料斗内应有足够的混凝土储备量, 使导管埋入第一次连续灌入混凝土的深度大于1 m混凝土灌注要连续进行, 并在混凝土初凝前完成混凝土浇筑中经常使用测锤检查混凝土面上升高度, 逐级拆卸导管, 并在每次起升导管前量测一次孔内混凝土面高度, 保持导管埋入混凝土深度控制在2~5 m范围内。 浇筑过程中严禁将导管拔出混凝土面, 防止出现断桩现象。 桩混凝土浇筑标高应高出桩顶设计标高0.5 m, 因桩顶部分的混凝土含泥量大、强度底, 需要在开挖后清除。每次测量混凝土的标高后, 应核对混凝土灌注方量, 充盈系数宜为1.0~1.2。 技术人员应及时填写混凝土灌注施工记录。

4 桩检测与试验

根据技术规范及咨询工程师的要求, 委托国内具有专业资质的检测单位到场进行基桩检测。选取4根桩做桩身竖向抗压承载力静载试验。 对余下桩采用反射波法检测桩身的完整性, 抽检数量不少于总桩数的20%。 经检测, 桩的竖向抗压承载力特征值及桩身完整性均满足设计要求。

5 社会经济效益

旋挖钻机成孔灌注桩是在以往各种成孔工艺的基础上发展起来的一种新型施工工艺。更多地将机械化、自动化应用于钻机、钻杆及钻头的安装、拆卸及使用操作上, 节省了大量的人力, 降低了劳动强度, 提高了生产效率;取土随出随运, 节省了场地, 方便了其他作业施工;在工艺上, 取代了以往水介质成孔取土工艺, 大大减少了泥浆排放和用水量, 减少了环境污染;施工噪音低、振动小, 对周围居民影响小。

通过此项目的成功实践, 将较先进的施工设备及施工工艺推广到东非国家, 获得了业主及当地社会的积极评价, 取得了较好的社会和经济效益。

参考文献

[1]刘传.旋挖钻机的发展及应用[J].建筑机械化, 2004 (11) :16.

旋挖钻机灌注桩 篇8

1 旋挖钻机设备性能和特点

旋挖钻机具有在草原上桩基础施工适用桩径范围广、桩位定位准确、成孔质量高、施工自动化程序高、移动方便等优点。 (1) 旋挖钻机以柴油发动机作业动力源, 通过输出动力由钻杆传递到切削具, 从而钻孔削土出土成孔, 其钻孔过程形成的直径、桩基深度和垂直度等各项性能指标都能满足要求; (2) 旋挖钻机具有可连续施工、技术先进、成孔质量好、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适用性强等特点;旋转钻机钻斗可随时装拆直径不同的扩孔器, 又能自行完成导管、钢筋笼的吊装就位, 钻孔过程操作人员可根据水准泡位置操作液压来保证钻杆的竖直, 通过定位控制装置来保证钻机定位的精度。

2 旋挖钻机设备的选择

结合青藏联网、川藏联网等其它输变电工程施工经验。选择履带式旋挖钻机作为高原草原上钻孔灌注桩施工的主要机型;ZR250B型旋挖钻机, 整机工作重量775k N, 最大输出扭矩250k N.m, 提拔200k N, 成孔桩径最大为2.5m, 成孔深度可达84m。实践证明, ZR250B型旋挖钻机是高原、高海拔、高寒地区施工的最佳机型。

3 施工工艺与操作流程

3.1 机械成孔灌注桩施工工艺流程

旋挖成孔灌注桩工作效率高, 钻孔速度快。其工艺流程如下:测量放样—场地平整及钻机就位—钢护筒制作及埋设 (有回填土场地采用) —钻进成孔—清底—检查验收—钢筋笼的加工—验收—吊放钢筋笼—放置砼导管—浇筑桩身 (随浇随振) 。

3.2 泥浆护壁旋挖成孔灌注桩施工方法

3.2.1 施工准备。

认真研究地质勘测报告, 了解地形地貌、地质情况、气候条件、运输条件等;现场布置设计、工器具、方案设计等, 编制专项施工方案, 并做好技术交底工作。同时做好施工前条件准备、材料试验、测量放样等工作。

3.2.2 测量定位及复检。

测量人员根据基线控制点和高程点、桩位平面图及现场基准水准点, 使用全站仪测定桩位, 并打入明显标记, 桩位放线应确保准确无误, 根定位精度为10mm。经过监理复核后方可开钻, 基点应做特殊专门保护, 不得损坏。

3.2.3 埋设护筒。

在每个桩位定出十字控制桩后, 进行护筒埋设工作, 测量孔深的基准点为护筒顶标高, 根据地勘报告及填土深度计算出孔深。护筒采用8mm厚钢板制作, 护筒内径应大于钻头直径200mm, 长度为2.0m~3.0m, 护筒顶部高出地面200mm, 周围夯实, 护筒中心与设计桩位中心的偏差不得大于50mm, 倾斜率应小于1.5%。

3.2.4 钻机就位钻进。

钻机就位时底座必须保持平稳, 严禁发生倾斜移位, 钻头中心采用定位器对准桩位, 定位误差不大于20mm。垂直度采用钻机自身的垂直检测装置控制, 并辅以人工测量倾斜量。成孔前必须检查钻头直径和磨损情况, 根据土层情况正确选择钻头底部切削齿的形状、规格和角度;钻进过程根据地层、孔深变化合理先择钻进参数, 保证成孔质量, 孔深必须保证进入持力层深度且满足设计要求, 在持力层钻进时的岩状单独放在现场并及时通知监理人员进行验证。

3.2.5 清孔。

用专用测绳测定孔深, 由操作室液晶显示器显示钻深, 孔底沉渣为钻深与孔深之差, 孔底沉渣厚度>10cm时需对孔底清理;采用换浆法清孔, 至换出的泥浆比重小于1.25时为合格, 从清孔停止至砼开始浇筑应控制在1.5h~3h, 一般不得超过4h, 否则应从新清孔。

3.2.6 钢筋笼制作。

钢筋焊接根据现场条件进行焊接性能试验, 并具备焊接试验合格, 方可使用。钢筋笼制作标准应达到设计要求: (1) 钢筋笼尺寸要按施工图进行施工, 加工允许偏差严格控制在质量标准内; (2) 钢筋骨架现场组装且位置准确及焊接牢固, 并经质检员和监理工程师检查合格后方可使用; (3) 认真做好隐检记录。

3.2.7 钢筋笼安装。

钢筋笼采用汽车起吊或自吊, 钢筋笼过长时采用分段吊放, 下放前应确保砼保护层厚度;起吊应保证整体平直起吊, 入时应轻放、不得强行左右旋转、严禁高起猛落、强放和碰撞;用水平仪测量护筒顶高程, 确保钢筋笼顶端到达设计标高, 随后立即固定。

3.2.8 导管安装。

用吊车安装导管, 灌注导管底端至孔底的距离应为0.3m~0.5 m, 初灌时导管首次埋深应不小于1.0m。为防止混凝土与稳定液混合, 灌注前应使用隔水球或浮球 (具有良好隔水性能, 并应保证顺利排出) 安装于导管内;导管使用前应试拼装、试压, 试水压力为0.6MPa~1.0MPa, 破损的密封圈应及时更换以保证在浇筑过程中泥浆不渗入导管中。

3.2.9 混凝土灌注。

混凝土应采用拌合站集中拌合或使用商品混凝土, 罐车要连续运输到位从而保证灌注桩浇筑的连续性 (中途不能中断) , 导管的埋置深度宜控制在2 m~6 m;混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥, 并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面, 取两者的低值来控制拔管长度, 随浇随拔。砼浇筑过程应做混凝土强度试块进行同条件养和标准养护;并根据代强度报告进行强度评定。

4 施工难点及控制措施

4.1 加长护筒措施

在施工现场可根据桩位地质情况判断加长护筒的长度, 地质较好的地段埋设3m就能满足护壁要求, 遇到较差的地段可增加至4m~6m, 非常差的地段护筒最长下置10m以后方可达到护壁效果。

4.2 降低对季节性冻土扰动措施

在高原草原上施工基础时应先保护冻土的稳定, 尽量减少对冻土的热扰动, 施工旋挖过程中应快速成孔、快速浇筑混凝土, 同时控制好砼的入模温度, 达到对冻土影响到最低程度。

结语

从施工效果看, 采用旋挖钻机钻孔施工方法效果较为明显, 具有成孔快、效率高、施工质量可靠和环保易于控制等优点;在不同的地质地层都能起到相当好的作用, 值得类似工程推广应用。

摘要：旋挖钻机是一种新型的钻孔机具。本文介绍了旋挖钻机作业的施工工艺, 并对高海拔施工中存在的问题解决进行了阐述。

关键词：旋挖钻机,高原地区,灌注桩施工,应用

参考文献

[1]JGJ94-2008, 建筑桩基技术规范[S].

旋挖钻机灌注桩 篇9

钻具打滑通常和钻机的作业地质密切相关,一般而言,打滑现象多出现在泥岩、砂质泥岩、硬塑性黄土以及粘土地质中。前三者的打滑原因相似,旋挖钻机在钻进泥岩(或者砂质泥岩、硬塑性黄土)地层时,由于泥浆侵入了钻齿与原生岩层的接触面,从而降低了钻齿与原生岩层之间的摩擦力,致使钻齿在原生岩层的表面滑动而不能有效地切入岩层,于是就会出现钻具打滑难以进齿的现象。打滑现象是泥岩类地层钻进的一大难题,要提高施工效率就必须要必须解决好这一问题。

案例分析

南京市凤凰居民小区的桩基工程施工采用的是三一SR150C型旋挖钻机,配置摩擦杆和双底捞砂钻斗。成孔桩径为80 cm,桩深为24～26 m。地质情况从表层至终孔依次为杂填土层、淤泥层、淤泥质黏土层、黏土层和风化泥岩层。大部分施工地层从16 m深度开始进入泥岩层。虽然黏土层和泥岩层力学性质好,自身不容易塌孔,但由于其上层存在淤泥层,为防止淤泥层发生塌孔事故,则必须使用护筒和静浆护壁钻进。而泥岩遇水出现软化,表现出很强的黏性。施工过程中出现了泥岩层钻进打滑的现象,具体表现为泥岩在泥浆作用下软化,加压打滑、糊钻、卸土难。

打滑现象处理

泥岩钻进打滑有2种类型,即托底打滑和切削打滑。

托底打滑

钻进时,钻渣吸水后变成黏性很大的塑状黏土物质糊在钻齿和钻底上,使钻齿失去了切削作用而无法继续钻进。提钻前反转钻斗关闭斗底时,由于斗底已无任何阻力,斗底会与钻斗一起反转而无法关闭,在提钻过程中,斗内渣土掉出。二次下钻后,齿尖直接插入渣土内,钻斗底板面直接压在渣土上,随着钻斗旋转钻进,把掉下的渣土高低不平及缝隙完全压实,当渣土不能再压缩时,底板面被渣土托住,斗齿便在之前划出的沟槽内反复地旋转,形成托底打滑现象。

针对托底打滑的现象,一般采取的处理思路是这样的:①如果孔内虚土是软泥,可以快速反复操作动力头正转加压和反转加压,瞬间对钻斗有巨大的冲击力,使斗齿和虚土之间产生摩擦力,加压力在瞬间传递到虚土上,把虚土切削挤压进入钻斗。②如果孔内虚土较多,又是硬泥岩,可以换一个直径略小的短螺旋钻头解决打滑。小直径螺旋钻头与孔壁之间有一些间隙,掉下的泥土在钻杆钻头的重量和加压力的作用下被挤到旁边,钻头接触到实土即能正常钻进。提钻后,被挤压到旁边的虚土掉入小直径的孔内,没有掉入孔内的渣土被二次下钻的大直径钻斗挤压到孔内,从而大直径钻斗可以正常钻进。

硬泥岩打滑

硬度较大的泥岩在泥浆的润滑作用下,摩擦系数降低,钻杆提供的加压力不足,钻齿很难切削钻进,因此将在斗齿和泥层的接触面上形成一个光滑面,从而导致在硬泥岩层中出现打滑的现象。

针对硬泥岩打滑的工况,一般需要参考对地质的预先评估,采用“预防和处理并重”的思路:因为硬泥岩的经验承载力多在500 kPa以上,所以往往需要巨大的加压力才能被切削破碎,故要在施工之前就要给钻机配套装备上机锁钻杆以及短螺旋钻头和双底入岩钻斗,这样的装备在进行钻进时将会很好地克服和预防硬泥岩打滑的现象。

调整操作方法使用摩阻杆钻进时应持续加压,切入地层负载上升后,持续钻进,通过负载的大小来调整加压的幅度,使得钻齿切入原生岩层后能够始终维持切入的状态。使用机锁杆时也需要控制钻机的加压方式,当履带前方快被加压支起时,说明加压过急或者不进齿,此时不可以继续加压,而应当停止加压以确定原因,比如是否地层太硬、是否钻具存在缺陷、是否被糊住导致托底等。如果地层变化不大,每斗钻进的时间和深度也应该维持在一定的范围内,比如泥岩层中的单斗进齿深度在40 cm左右为宜。在钻进结束之后反转关闭斗底时,应当尽量在钻进有负荷时进行,此时斗底具有一定的阻力,能够防止斗底与钻筒一起反转。反转不宜超过2圈,反转过多会磨平孔的台阶,从而将会加大下次钻齿进入原生岩层的难度。

改制钻头一般而言,要遵循如下原则对钻头的斗齿进行布置:斗齿布置成犬牙交错状;钻齿之间相互的角度应设置在50°～53°之间;适当减小导向齿的长度。

在该工地上,对钻头进行改制的方式是:把钻斗齿数少的一侧齿座垫高,且掘进角增大3°～4°,另一侧维持原状不变,具体见附图。

解决效果

通过换用机锁钻杆并对钻斗进行改制之后,结合操作方式的调整,较好地杜绝了该工地上泥岩层钻进打滑的现象。使得钻进不再困难,平均成孔时间也提高到了每小时3颗。

工法小结

旋挖钻机灌注桩 篇10

目前,国内主要采取打眼放炮人工取渣和人工挖孔的方式来进行喀斯特地貌的基础施工,这种施工方式效率极低,安全隐患很大,已很难满足现代施工效率和安全、环保等方面的要求,急需先进的施工方式予以取代。旋挖钻机作为公认的高效、环保的桩工设备,自然被视为解决喀斯特地貌钻进难题的希望之选。但是由于喀斯特地貌形态复杂多变,旋挖钻机在钻进过程中很容易造成斜孔、卡钻以及漏浆等严重事故,所以目前还鲜有旋挖钻机在喀斯特地貌成功施工的案例出现。

案例分析

2010年6月,三一SR280R入岩型旋挖钻机在沪昆高铁江西段的萍乡后平乐特大桥参与施工。钻孔直径1.0 m,孔深由27至34 m不等。考虑到萍乡地区岩溶地质较为常见,该工程要求旋挖钻机能够施工灰岩、溶洞等地层。由于此前国内尚无旋挖钻机在灰岩、溶洞地层的施工先例,机主请求三一工法研究院能够派人进行现场辅助施工。

问题分析

岩溶地质的施工难点主要在于地质条件的复杂以及施工中偶发事故较多。这一标段上层为粉质黏土,基层是弱风化灰岩层;有些桩位含有角砾层,易塌方;含有岩洞的桩位较多。由于施工时节降雨量大,地下水十分丰富,地表以下1 m左右可见地下水冒出,这也给施工增加了难度。本工程主要有以下几点施工难点需要解决。

漏浆塌孔

由于溶洞地层的复杂性,及地下溶洞形态大小的不可预见性,施工过程中极易出现漏浆塌孔现象,特别是在地下溶洞互相贯通的情况下,极易出现漏浆塌孔现象。

埋钻、卡钻

溶洞地层施工过程中,在钻机提钻时极易发生埋钻、卡钻现象。当溶洞中无填充物时,提升钻具时钻具的顶板极易和洞顶卡在一起,导致卡钻;当溶洞内有灰岩、碎石及软塑或流塑状的黏土等充填物时,施工过程中则较容易出现埋钻事故。

斜孔

在溶洞顶部的灰岩层,由于灰岩的岩面变化较大,大部分桩位的灰岩都可能呈现很大的斜面,钻进时稍有不慎就会造成斜孔事故。

解决措施

漏浆塌孔事故的预处理

对于无填充物而且较小的溶洞,可向溶洞内填入片石、黏土和水泥,使得填充物高出溶洞顶板1 m。钻机采用不进尺慢钻操作,将填充物挤入溶洞,从而封堵住可能存在的渗漏,以形成稳定的孔壁,并防止偏钻。

对于大量漏浆的溶洞,可以向内泵入混凝土,填充至溶洞上方1 m处,待其初凝后继续钻进。

对于相互连通的特大溶洞,为减少混凝土的灌注量,可以钻孔至大溶洞时,向孔内抛入块石,然后用低标号混凝土灌满,待混凝土有一定强度时再继续钻进。

对于较大的溶洞可以采取钢护筒跟进的办法,但是施工成本较高。

解决漏浆塌孔事故的关键主要还是在于做好事故预防及处理预案:(1)事前准备充足辅料:如片石 +黏土,黏土要打成包备用。(2)准备加大的泥浆池及充足水源并且要确保泥浆具有较好的黏性及胶体率。③接近、进入溶洞层后要密切注意孔内泥浆位变化,一旦漏浆则须迅速补浆并提钻向孔内抛填①项所列准备好的辅料。

埋钻、卡钻事故的预处理

对于溶洞内有填充物的,充填物为灰岩、碎石及软塑或流塑状的黏土,要保持泥浆水位,防止钻头在钻进底部灰岩时,充填物坍塌,造成埋钻事故。

对于无填充物的溶洞,可如漏浆塌孔事故的预处理中所述,向溶洞内添加片石、黏土或者混凝土等填充物,避免提钻的时候钻斗的顶板与溶洞的洞顶卡在一起形成卡钻。

对常规的钻具,可加焊导向装置,防止卡钻事故的发生。

斜孔事故的预处理

要采取正确合理的钻进方式:在溶洞顶部的灰岩层岩面变化较大,灰岩呈现斜面的情况下,在钻进到灰岩溶洞层时需要换为筒钻,在扫孔后下钻,且在起初钻进灰岩地层时要“减压钻进”。实际操作时除了要结合地质报告提前判断溶洞出现位置的情况下,还需仔细观察钻渣以及钻机的振动情况判断地层。

选取合适的钻头,钻头筒体要选用直筒型,在条件允许的前提下尽量加大钻筒高度,钻头要有导向结构。

对于溶洞高度小于筒钻高度的溶洞底层灰岩的钻进,同样刚开始要减压钻进,穿过斜顶层后就可以用常规的钻进方法。对于溶洞高度大于筒钻高度的,由于底层可能遇到石笋、溶洞侧壁岩石、半边岩半边土等,也可以采取向溶洞内添加片石、黏土或者混凝土等填充物高出溶洞顶板(石芽、斜面以上)1m,然后采用特制的加长筒钻进行钻进即可。

解决效果

通过对于现场钻具的改进以及正确的操作方式指导,该工地溶洞地层钻进过程中没有出现漏浆塌孔、埋钻、卡钻以及斜孔等事故,且钻进效率较高。成功地实现了旋挖钻机在溶洞地层的钻进,降低了原有人工挖孔的施工成本,更是极大地提高了施工效率。以4#桩孔为例,该桩孔深34.8 m,在26～30.5 m为溶洞,溶洞横跨约4.7 m,成孔时间不到20 h,灌注混凝土超过20 m3,钢筋笼下放顺利,孔竖直度良好。

工法小结

旋挖钻机灌注桩 篇11

案例分析

贵州六盘水帝都新城楼盘项目于2011年9月进行桩基础施工。工程地质主要为杂填土、中一弱风化石灰岩地层,溶洞强烈发育。石灰岩的单轴抗压强度为60～85 MPa。其桩孔孔径分别为1.0 m、1.2 m和1.5 m,孔深18～25 m。

该工地先后有冲击钻机和某品牌280型旋挖钻机在6号楼和7号楼施工,共打了11根桩,均未成孔,最后对这11根桩全部进行了填埋。冲击钻机宣告彻底失败而离场,而某品牌280型旋挖钻机也被转至地层较软的3号楼施工,平均每2天1根桩。三一钻机为SR360II型,配套钻杆为Φ580-4×15机锁钻杆。用户要求三一旋挖钻机首先要能把1 1根废桩处理好,然后再进入难度最大的7号楼进行施工。

问题分析

虽然冲击钻机撤场,某品牌280型旋挖钻机被迫转场,但是SR360II型旋挖钻机的结果也不容乐观。据施工现场反馈,三一SR360II竟然也打不动石灰岩地层,用户抱怨很大,急需解决旋挖钻机“有劲使不对”的问题。

三一工法工程师赶赴现场之后通过查看岩样,并详细分析地质勘察报告,判断了岩石的旋挖可钻性,认为该工程的主要地质难点在于灰岩、溶洞层的钻进,并且在回填土与石灰岩(伴生有溶洞)地层中,地层软硬不均,岩石面为偏斜面,形成了“半边岩”现象,这些正是给旋挖钻机施工造成困难的原因所在。作业中的SR360II型旋挖钻机,其所配钻具只有4个截齿捞砂斗,和地质的适配性较差。要提高施工效率,必须对钻具配置和操作方法做出针对性改进。

解决措施

改进钻具筒钻和捞砂钻头的改进原则是增加钻具的导向结构,预防卡钻和筋板变形,有利于保护钻具和预防卡钻。

选用合适的钻具岩溶地层较易出现斜孔事故,所以对钻具的导向能力和扶正性能要求较高。为了加强钻具的导向性和扶正作用,嵌岩筒钻、嵌岩双底捞砂斗以及土层双底捞砂斗必须使用直筒型式,切记不能选用锥形筒。对于直径小于1.8 m的钻具,其筒体高度至少1.5 m;直径大于1.8 m的钻具其筒体高度要在1.2 m以上。

使用加长筒钻在钻进深度距离接近“半边岩”的平面处0.5～1.0 m时,开始减慢钻进速度,并且要换钻具,使用特制加长筒钻。筒钻的高度需要加长到2.0 m以上,以加强导向和扶正的作用,有助于防止斜孔事故的发生。

使用清渣钻具工程要求钻孔沉渣厚度小于5 cm。在干成孔作业的情况下,清理孔底沉渣建议采用2种方式:一是清底钻具清孔,另一种方式为气举反循环方法。前者成本低,效率高;后者清孔效果好,但成本高。针对本工程采用了清渣钻具进行处理。成孔后,用清渣钻具捞取2斗,下钢筋笼之前再捞取2斗,效果较为理想。

操作方式的调整

在钻进过程中,要结合钻具的选用以及作业面的情况变化来相应地调整钻机的操作方式。

在选用嵌岩双底捞砂斗钻进时,操作采用轻加压钻进,禁止加大压力钻进以防出现斜孔而卡钻。操作注意事项如下。

第一,钻进深度距离人岩的平面处0.5～1.0 m时,开始减慢钻进速度,并且要换钻具,使用特制筒钻。筒钻的高度需要加长,最好做到2.0 m以上,加强导向和扶正的作用。第二,待钻进深度距离入岩的平面处0.5 m时,采用点浮动的加压方式,控制动力头输出大扭矩、低转速,通过感受负载和振动的情况,判断是否进入了岩石界面。如果进入了岩石界面,因为“半边岩”的存在,钻齿受力不均匀,钻机振动较大。第三,确定进入岩石界面之后,停止使用加压,关闭浮动,使用主卷扬吊着钻杆进行钻进,尽量减小加压力;动力头输出大扭矩、低转速,动力头转速控制在6～8 r/min。钻进入岩超过0.5 m以后,再使用点浮动加压方式钻进。然后,使用特制筒钻进尺1.5 m左右,然后使用直筒双底嵌岩捞砂斗再钻进1.0 m。之后按照上述方式使用特制筒钻继续钻进。

解决效果

在三一工法工程师进行现场支持的期间,SR360II型旋挖钻机共完成16根桩,包括前期由冲击钻机和某品牌280钻机打坏的11根废桩,以及7号楼工地上岩石硬度和溶洞分布较为复杂的5根桩。施工效率基本上稳定在一天3～4根桩,作业效益较高,满足了客户的期望。施工的成功证明了SR360II型旋挖钻机对于大型溶洞及偏岩地层的施工能力较为可靠。

工法小结