旋挖钻钻孔桩施工方法.docx

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1、旋挖钻钻孔桩施工方法旋挖钻钻孔桩施工方法 本大桥的桩基穿过土层主要为粉土、粉质黏土、黏土、粉砂岩、砂岩。本桥大部分为旱地桩基础，沿线分布有数量较多的鱼塘。根据地形和水位情况，可采用填土筑岛、草袋围堰方法施工。 1、.旋挖钻成孔 根据地质条件、工期要求、机械设备配备状况，结合桩基设计参数，确定本工程钻孔灌注桩成孔以旋挖钻机为主，以回旋钻机为辅，混凝土采用拌合站集中生产，钢筋笼一次绑扎成型、整体吊装，导管法灌注水下混凝土。 2、工艺选择及设备选型 工艺选择：该工程钻孔施工主要采用旋挖钻钻孔方式、湿法成孔施工。结合本工程钻孔桩的地质情况、数量多、工期紧等综合因素，钻头采用旋挖斗钻头，清孔时采用旋挖捞

2、砂钻头。 设备选型：根据上述情况和我公司的施工经验，选择德国产的Bauer BG22和BG15型钻机，其中BG22型钻机2台，钻孔深度可达70m。 3、施工方法 场地平整及钻机就位。液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4，现场地面承载能力大于250kN/m2，所以钻机平台处必需碾压密实。进行桩位放样，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。 4、钢护筒埋置深度以能隔开流塑状地层为主要原则。具体埋置深度还应满足计算结果，且有安全系数，根据水文地质条件、施工水位、河

3、床深度、护筒内泥浆容重和施工情况等通过计算确定。钢护筒分节加工，顶部和底部各1m范围作加强箍。每节护筒连接采用坡口焊，以减少护筒振埋时的阻力。钢护筒运至施工现场后，质监人员须对钢护筒的直径、圆度和焊接质量进行验收，验收合格后方可进行施工。 5、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。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。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。钻进护筒以下3m可以

4、采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min。 6、泥浆采用膨润土、火碱以及纤维素混合而制，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泵入孔内，旋挖钻均匀缓慢钻进，这样既钻进又起到泥浆护壁的作用。钻进时掌握好进尺速度，随时注意观察孔内情况，及时补加泥浆保持液面高度。泥浆制备应注意两个方面：一是泥浆的指标问题，其比重一般应控制在1.051.2之间，粘度控制在1720s， 砂率控制在4%以内。常用的泥浆材料，一般使用优质澎润土加烧碱、聚丙稀酰胺或纤

5、维素等配置；二是补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量。 7、用捞砂钻头将沉淀物清出孔位。要求沉碴厚度不大于10cm。在灌注水下混凝土前，用高压水吹底翻渣，进一步减少桩底沉碴厚度。 8、钻孔前先用水准仪确定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高计算孔深，以钻具长度确定孔深，孔深偏差不短于设计深度，超钻深度不大于50cm；孔径用检孔器测量，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。 旋挖钻进成孔工艺 11.1钻进成孔及注意事项 钻进成孔:旋挖成孔首先是动力头转动底门镶嵌斗齿的桶式钻斗切削岩土，并将原状岩土

6、装入钻斗内，然后再由钻机卷扬机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。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。 成孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换。 成孔中,按试施工确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。 旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度,通过电子控制和人工观

7、察两个方面来保证钻杆的垂直度,从而保证了成孔的垂直度。 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;在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。 11.2地质层情况 第四纪地层： 地表覆盖土、淤泥、粘土、淤泥质亚粘土、砂土、砂层等较软的地层统称为第四纪地层。这类地层一般比较松软，可选用摩擦钻杆和回转钻斗钻进。像地表土、淤泥质亚粘土、粘土层在干性状态下胶结性都比较好，在干孔钻进下可用单底板土层钻斗钻进，也可以用双底板捞砂钻斗和土层螺旋钻头

8、钻进；若在湿孔钻进条件下，因土遇水的胶结性能变差，一般用双底板捞砂钻斗钻进以便于捞取钻渣。淤泥层一般用双底板捞砂钻斗钻进。砂土层和砂层的胶结性能都比较差，不管干孔钻进还是湿孔钻进均用双底板捞砂钻斗钻进。对于含水丰富的流砂、流泥等易坍塌地层，采用双底板捞砂钻斗钻进。 卵砾石、风化基岩等硬地层： 砂卵石、卵砾石、泥灰岩、砂岩、灰岩、泥岩、页岩等硬岩层，因地层密度较大，摩擦钻杆和回转钻头无法完成成孔。此类岩层应选用机锁杆和短螺旋钻头。 根据钻进地层不同，短螺旋钻头分为嵌岩短螺旋钻头和土层短螺旋钻头两类。按其头部结构形式分，短螺旋钻头又可分为锥头短螺旋钻头和平头短螺旋钻头。一般情况，嵌岩短螺旋钻头多为

9、锥头形式，土层短螺旋钻头多为平头形式。锥头短螺旋钻头根据锥头结构形式的不同和钻头导程的多少又可分为单锥单螺旋钻头、双锥单螺旋钻头以及双锥双螺旋钻头3种。嵌岩短螺旋钻头所用切削刃为头部镶焊有钨钴硬质合金的截齿，主要用于钻进风化基岩、胶结性较好的卵砾石地层及永冻土层。土层短螺旋钻头所用切削刃为耐磨合金钢斗齿或斗齿加截齿，主要用于钻进地下水位以上土层、砂土层和粒径不大的砾石层。一般的泥岩也可用土层短螺旋钻头，如：全风化及强风化。 对于硬度较大的基岩地层、大的漂石层以及硬质永冻土层，直接用短螺旋钻头或旋挖钻斗钻进都比较困难，需要嵌岩筒钻配合短螺旋钻头和双底板捞砂钻斗钻进。嵌岩筒钻分为取芯岩石筒钻和不取

10、芯岩石筒钻两种。取芯岩石筒钻除了筒体下端焊有 头截齿外，筒体内壁上装有承托岩芯的合页片。不取芯嵌岩筒钻则没有承托岩芯的合页片。嵌岩筒钻的主要作用在于对孔内岩芯的圆周进行松动掏空，为以后下入嵌岩短螺旋钻头破碎岩芯创造破碎自由面。对于层理发育且各向异性的硬岩地层，用嵌岩筒钻配合嵌岩短螺旋钻头和双底板捞砂钻斗钻进，能有效地预防孔斜及提高工作效率. 砂卵石、卵砾石层比一般的第四纪地层硬度大，钻进难度较大。这类地层中若没有粒径太大的孤石、漂石，一般可选用机锁钻杆和双底板捞砂钻斗钻进。但这类地层的研磨性比较强，所以钻斗斗齿的消耗会比较大。当碰到有大孤石，则下入嵌岩短螺旋钻头钻进，一般能把大孤石搅碎或将整个

11、孤石带出孔口。钻进卵砾石地层，嵌岩短螺旋钻头的锥头结构形式和锥度大小的选择主要取决于卵砾石粒径的大小和地层硬度，粒径大则选用单锥头形式(单锥头形式的锥头叶片空间比双锥头形式的大，但是带渣能力前者比后者差)，这样才能使大粒径卵砾石被旋入螺旋叶片内；粒径小则选用双锥头形式易于带起钻渣。地层硬度大则选用小锥角形式的钻头；硬度小则选用大锥角形式钻头。对于强风化基岩，如：泥灰岩、砂岩、灰岩、泥岩、页岩等硬岩层，采用嵌岩短螺旋钻头钻进，配合用嵌岩筒钻以及用双底板捞砂钻斗清渣。 旋挖钻机在钻进时，根据地层选用钻斗的同时，还要注意在钻进时进尺的控制。在使用旋挖斗时依据斗体的容量，一般在斗体三分之二为合适。进尺

12、深度根据桩直径而定，也要根据地层的密度控制进尺深度。进尺过多，导致卸土困难，还会导致埋钻卡钻的事故发生。过少会延误施工进度与设备、能源的消耗，成本提高，降低了效益。 是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，旋挖钻机的额定功率一般为125450kW，动力输出扭矩为120400kNm，最大成孔直径可达1.54m，最大成孔深度为6090m，可以满足各类大型基础施工的要求。旋挖钻机操作中关于施工步骤： 旋挖钻机就位埋设护筒钻头轻着地后旋转开钻!当钻头内装满土砂料时提升出孔外旋挖钻机旋回,将其内的土砂

13、料倾倒在土方车或地上关上钻头活门,旋挖钻机旋回到原位,锁上钻机旋转体放下钻头钻孔完成,清孔并测定深度放入钢筋笼和导管进行混凝土灌注拔出护筒并清理桩头沉淤回填,成桩。 旋挖钻机操作中关于质量控制措施： 桩位放样 在进行场地整平后,组织有资格的测量放样人员将所有桩位放出,钉好十字保护桩,做好测量复核,并记录放样数据备案。 埋设护筒 用拉线法检查桩位偏差,应满足规范要求。 成孔 采用钻头钻进,根据不同层次的土质结构选择不同的转盘转速和进尺进行控制。在砂层钻进和进入强风化层后,因土层太硬会引起钻锥跳动及偏斜、加大钻杆摆动,故应选择低档慢速,转盘转速参数取值1340v/min,成孔深度按设计要求进行控制

14、。 钢筋笼制安 旋挖机挖土清渣达到设计要求后,开始下放钢筋笼,其制安必须严格按照设计图纸进行,主筋、箍筋应焊接均匀,搭接长度及焊缝应符合规范要求,安装时应安装护块,以确保周正及保护层厚度,钢筋笼的制作偏差应符合设计及规范要求。 混凝土浇筑 在导管接驳完毕后,将混凝土隔水栓吊放在临近泥浆面的位置,导管底端到孔底距离控制在0.4m左右,以便能顺利排出混凝土隔水栓。开始灌注前储料斗内储备的混凝土量应不少于1.0m3,以便在混凝土隔水栓被挤出导管后能将导管底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上,适时提升或拆卸导管,确保导管底端埋入混凝土面以下14m,灌注应连续进行。一旦发生机具故障或停电停水及导管堵塞

15、或进水等事故时,应采取有效措施进行处理,以便尽快恢复灌注混凝土,同时做好记录。 旋挖钻机操作中关于孔内事故预防措施： 选择有经验、责任心强的施工队伍,保证操作人员的素质; 加强钻具检查,对加工不良的钻具严禁使用; 对孔内水头高度,泥浆的相对密度和粘度经常观察和检测,发现问题及时解决,尤其在钻孔排渣、提锥除土或因故停钻时应保持孔内规定水位和规定的泥浆性能指标,以防坍孔; 钻孔作业应分班连续进行,在土层变化处捞取渣样判明土层,并与地质资料核对,根据土层情况采取相应措施,保证施工质量; 升降钻锥须平稳,钻锥提出井口应防止碰撞护筒或孔壁,防止钩挂护筒底部,钻杆的拆装应迅速。 旋挖钻机操作中关于须注意的问题： 土层中成孔与钢护筒安设的垂直度对桩体垂直度影响巨大; 定位用的混凝土护筒与钢护筒合理配套使用,能有效缩短钻机定位时间,提高施工效率; 软岩及土层中使用旋挖斗一次成孔;硬岩中先用螺旋钻头成小孔,然后用旋挖斗进行扩挖成孔。 旋挖钻机用于地铁工程钻孔桩施工优势明显,适用性强;自动化程度高,劳动强度低;钻进效率高;成桩质量好;环境污染小。能显著地提高工程施工效率和工程质量。在合理选取施工方法与施工工艺时,能最大限度地节省物力,财力,人力等资源。对企业效益和社会安全具有双赢意义。