浅议桥梁桩基工程旋挖钻机施工技术

'浅议桥梁桩基工程旋挖钻机施工技术　　【摘要】随着我国桥梁建设的蓬勃发展，人们对桥梁的施工技术的研究不断深入，同时桥梁施工的质量直接关系到了人们生命财产安全以及国家的经济繁荣发展。在桥梁施工中，旋挖钻机作为一门新兴的施工技术，跟传统的钻孔方法相比，具有很大的优势，提高的桥梁钻孔的速度、效率和质量，但是其施工中的技术应认真掌握。【关键词】桥梁；桩基工程；旋挖钻机中图分类号：TU997文献标识码：A前言文章简述了桥梁桩基工程旋挖钻机的施工原理，并对桥梁桩基工程旋挖钻机施工技术进行了介绍，在结合自身实践经验和相关理论知识的基础上，针对性的提出了不同地质条件下桥梁桩基工程旋挖钻机施工技术的应用，具有一定的现实指导意义。旋挖钻机施工原理7 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。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1～3m，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可以采用泥浆护壁湿钻外还可以选择干钻以降低工程成本。三、桥梁桩基工程旋挖钻机施工技术要点1.钻进成孔，备制泥浆这里所提到的泥浆既可以提前用拌合机或者制泥机准备好，也可以临时在护筒内用钻机来进行制浆。制浆的材料主要有水、粘土(或澎润土)和添加剂。备制好的泥浆的性能必须符合《公路桥梁施工规范》中的规定，另外在泥浆中还可以添加一些添加剂，比如烧碱或者纯碱等，这两种东西都可以使泥浆的胶体率得到提高，从而减少失水量和泥皮的厚度，还可以起到增加护壁的效果，添加的量一般是孔中泥浆的0.1％—0.4％。在钻进的过程中，还应该根据地层的不同，选用不同的钻头、不同性能的泥浆、不同的进尺速度。下面将对三个不同进行分别讲述：（一）钻头的选择。如果是粘土质粗中砂层、卵(砾)石土层以及均匀的风化岩层,应采用括刀式钻头或者是鼠笼式钻头都可以。但如果是硬度较高的岩石,则需要采用破刀钻头来进行钻进。（二）不同性能泥浆的选择。7 在选择泥浆时，要根据不同的地层情况,随时测定泥浆的性能。曾经的理论实验证明,当PH值过小时,粘土颗粒在泥浆中很难分解,从而使粘度降低,失水量增加,流动性降低,进而容易形成厚泥皮,易发生缩径和坍孔事故,同时对浮碴和进尺也造成不利的影响;如果在粘土、亚粘土、粘砂土、粗中砂地层中,泥浆比重只要达到1.2以上就可以进行正常钻进；但是如果是卵石土、砾石土层,泥浆比重必须在1.8以上,这样对浮碴和进尺才会产生有利的影响；另外如果是半硬性的淤泥质粘土层就是我们常说的橡皮土层,可以采用清浆钻进,然后加入添加剂来增加泥浆的PH值；最后对于岩石地层,则以清浆钻进最为适合。（三）进尺速度的选择进尺速度的选择除了与钻头和泥浆有关之外还与钻碴的处理有关，在旋挖钻进行钻进的过程，及时向孔内补充调制好的泥浆，一般一根钻杆（13米）钻进时间控制在50分钟到60分钟。一定要注意时刻往孔内补浆，避免孔内因泥浆减少的过多造成塌孔的现象。2.清孔换浆7 在进行清孔工作以前先要对孔的高度进行检查，看是否符合设计高程和设计地层标准。只有当孔的高度符合设计高程和设计地层的要求时，就开始清孔工作。清孔采用的方法一般是换浆法。这个方法的原理是在钻孔完成以后，把钻头提起直到距孔底的距离为10㎝到20㎝之间为止，然后继续进行正循环，把密度较低的泥浆压入从而把孔内的浮碴和相对密度较大的泥浆换出。另外在整个的清孔换浆的过程中，要不停的在孔的顶、中、底三个部位取样放入取样盒，然后对泥浆的性能进行检测，取其平均值看是否符合相对密度1.05一1.2、粘度17一20、含砂率4%、沉淀土厚度小于设计和施工规范要求这样的一个标准。3.水下钢筋混凝土灌注在进行水下钢筋混凝土灌注之前，先要做好一些准备工作。（1）施工所用的导管必须要严密，长度一般控制在距离孔底30到50㎝，另外接头要用螺纹型，使用之前还要做水密、承压、接头抗拉的实验。（2）在混凝土的方面，必须要拌合均匀，整个施工过程中的坍落度必须控制在18到22㎝之间，第一次放置的混凝土必须要保证封底和超过导管一米以上。（3）在整个的浇筑过程中不能中断，必须连续的进行；另外在混凝土里面埋置的导管的深度一般情况下都要保持在2米到4米之间，最深不能超过5米。（4）灌注桩的设计值要比实际的顶面标高低一米，这样才能保证桩顶混凝土的质量。4.钻孔桩技术的导管安装7 实施导管安装工作要求导管的内壁必须要圆顺和光滑，其接口要严密，内经也要保证一致。要求工作人员采用中间节是两米等长、漏斗下是一米以及底节为四米的长导管，在使用导管之前必须要实施接头、承压、水密以及试拼抗拉试验，按照从上到下的顺序进行尺度的标示以及编号。导管组装完成以后的轴线偏差不能够超出钻孔深度百分之零点五，不能大于十厘米，在连接的时候将其连接到螺栓螺帽上面。试压的压力必须是孔底静水压力的一点五倍，进行导管吊放的时候，要使导管的位置居于孔中心，轴线保证顺直实施稳步的沉放，要注意防止卡挂钢筋笼以及碰撞孔壁现象出现。四、不同地质条件下桥梁桩基工程旋挖钻机施工技术的应用1.高回填区内施工由于是高回填区域，土质较松散。挖桩过程中很容易塌方。如果使用人工挖孔桩安全更得不到保证。因此，利用旋挖钻机施工技术可以在传统机械成孔基础上通过采取以下措施来施工：①对根据实际地质情况对每层地质情况钻进时采用不同的施工方法，采用不同的钻头进行施工，加快施工进度。②利用回填素混凝土办法来处理塌孔现象及桩内出现地下水时的施工。③利用更换扩孔器，回填碎石及素土的办法调整垂直偏差。科学合理地组织工序施工、有效控制成桩关键环节，确保人工成孔灌注桩施工的桩身混凝土灌注质量。圆砾层钻进处理方法：（一）采用增加钻头储备及，要求每台钻机按工作效率至少配备相同直径的钻头2个，或3个，一个用于钻进时，其它备用钻头可以进行整修，不影响正常工作。采用增加泥浆浓度，除采用膨胀土泥浆外，储备一定量的黄泥，必要时加入泥浆内，加大泥浆粘度，加大泥浆池容积，增加泥浆储备，防止意外漏浆后，没有泥浆补充现象发生；7 （三）漂石粒径较大时普通钻头更换为螺旋钻头，当卵石层结合严密，硬度大螺旋钻头无法钻进或钻进困难时，采用筒式取芯钻头，先将卵石层松动后，再用螺旋钻头钻进。（四）当采用普通筒式钻头成孔中遇到漂石或粗圆砾土层密度较大时，换螺旋钻头会破碎部份扁平漂石，破碎后在用普通钻头取出，当短螺旋钻头在施工中遇到了卡钻现象时，采用筒式取芯钻头，先将板结的粗圆砾，土层松动孔壁四周，再采用短螺旋钻头松动孔的芯部，最后采用筒式钻头取渣的钻进方法。3.砂卵石地层的施工由于本地层卵石抗压强度较大，对钻头的磨损情况非常严重，成孔一根桩平均需要更换3-4个合金子弹头截齿，而耐磨合金子弹头截齿装配、更换比较容易，为施工提供了便利。耐磨合金子弹头截齿螺旋钻头主要用于旋挖钻头进尺困难、卵石粒径较大且抗压强度非常高的大粒径卵石地层，当旋挖钻头每回次的进尺量非常小时，就需要更换螺旋钻头，由于螺旋钻头的回转阻力小，可将孔下堆积在一起的大粒径卵石搅散并将大卵石卡在螺旋钻头的叶片间隙部位提出。在后期施工中主要采用耐磨合金子弹头截齿旋挖钻斗。钻机钻进过程中，地层由粉细砂或中粗砂层变化至砾石、卵石层时，由于砾石、卵石层中土的孔隙比增大导致孔内泥浆液面迅速下降，即发生漏浆现象。现场施工时采用增大泥浆密度或回填优质粘土的方法来进行处理。7 五、结束语桥梁桩基工程旋挖钻机施工技术是一门先进的技术，但是施工过程中的很多小细节应该注意好，不然可能损坏机器，甚至引发安全事故，应该引起注意。参考文献：[1]蒋训忠，唐亚光.旋挖钻机在桩基工程中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（03）.[2]张晓东.高架桥桥梁基础施工中的旋挖钻机技术[J].科技创新导报，2012（27）.[3]高维啸.长江上的攻擂者——北京三一重机新一代SR360型旋挖钻机参与安庆长江大桥施工[J].今日工程机械，2010（07）.7'