旋挖钻机在桩基工程中的应用

'214管理施工城市道桥与防洪2014年8月第8期旋挖钻机在桩基工程中的应用拓伟民(兰州市政建设集团有限责任公司，甘肃兰州730030)摘要：旋挖钻机因其效率高、污染少、功能多的特点，目前在国内外的钻孔灌注桩施工中得到了广泛应用。结合兰州市南山路现场施工，介绍旋挖钻机在桥梁桩基工程中的应用。关键词：旋挖钻机；桩基；施工中图分类号：U443．15文献标识码：B文章编号：1009—7716(2014)08-0214—020前言三石层，深"J～8‘2m"稍密一中密、稍旋挖钻机的英文为RotaryDrillingRig，旋挖钻(4)土夹石(Q2al+p1)：杂色，以碎石、角砾及粉机是在回转斗钻机和全套管钻机的基础上发展起土为主，含有大量混砂，夹块石，均匀性较差，层厚来的，第二次世界大战前，美国CALWELD首先研0．90～14．0m，稍密一中密、稍湿一湿。制出回转斗，短螺旋钻机。二十世纪五十年代，法(5)泥岩(N)：顶板埋深l7．60—21．60m，相应国BENOTO将全套管钻机应用于桩基础施工，而标高介于1558．54—1563．78m。褐红色，块状构后由欧洲各国将其组合并不断完善，发展成为今造，半成岩状，属第三系软质岩石．遇水、空气易软天的多功能组合模式。钻孔灌注桩是目前桥梁工化，形成于干旱气候条件下的氧化环境中。程中常用的重要基础形式之一，由于施工工艺成2旋挖钻机施工工艺熟、安全性高、地层适应性强等优点，被广泛应用于桥梁工程施工中。但由于传统的钻孔机械主要旋挖钻机施工工艺与常规钻机部分相同，但为回转循环类钻机和冲抓类钻机，受钻机自身结由于旋挖钻机自身的特点和成孔方式，在一些方构特点及施工工艺制约，钻进速度较慢，并且在施面又有较大差别，施工基本流程如下。工过程中循环泥浆、噪声等对环境污染较大。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1工程概况现场土质情况，放下一定长度的护筒。护筒直径一兰州市南山路道路九标工程位于西固区，是般应比桩径大100Inrrl，以便钻头在孔内自由升解决兰州市交通拥挤、改善沿线环境的东西大通降。按现场土质情况，调配泥浆。如果现场土质都道。为保证工期，加快南山路施工进度，桥梁下部是比较好的粘性土，可以考虑不注入泥浆或清水，构造大部分灌注桩采用旋挖钻机施工。直接钻进。其地层岩性特征分述如下：(2)旋挖钻机就位。(1)素填土(O4m1)：以粉土为主，含有碎石、角(3)钻头轻轻着地，旋转，开钻。最好以钻头自砾等，结构松散，人工回填而成，层厚1．50—3．50重作为钻进压力，以更好的保证桩基精度。m，稍密、稍湿：(4)当钻头里装满土砂料，提升出孔外。注意(2)黄土状粉土(Q4al~p1)：褐黄色，以粉粒为孔内地下水位情况，及时补充水，以防坍塌。主，土质均匀，纯净，含白色钙质斑点及条纹，下部(5)旋挖钻机旋回，将钻头内的土砂料倾倒在含有角砬，碎石等，冲洪积成因，层厚2．1O土方车或地上。2．20m，稍密、稍湿。主要分布在脑顶沟沟西侧。(6)关上钻头活门，旋挖钻机旋回到原位，锁(3)黄土状粉土(Q2al+p1)：褐黄色，以粉粒为上钻机旋转体。主，含有角砾，略显水平层理，冲洪积成因。层厚(7)放下钻头。13．30～17．2rfl；第4层细沙层，深17．118．2in；(8)钻孑L完成，进行第一次清孔，并测定深度。(9)放人钢筋笼。收稿日期：2014-05-06(10)放人导管；进行第二次清孔；进行水下混作者简介：拓伟民(1966一)，男，甘肃兰州人，高级工程师，从事市政建设管理工作。凝土灌注；拔出护筒，清理桩头沉淤，成桩。 2014年8月第8期城市道桥与防洪管tl~-r2152．2施工要点等，这时应立即提钻检查，等查明原因并妥善处理2．2．1护筒施工后再开钻，以免导致桩孑L严重倾斜、偏移，甚至使护筒埋设工作是旋挖钻孔机施工的开端，护钻杆、钻具扭断或损坏。筒平面位置与竖直度准确与否，护简周围和护筒2．2．5钻进出渣底脚是否紧密不透水，对旋挖钻孑L机成孔、成桩的开钻前各项准备工作就绪后，即可开始钻孔质量有重大的影响。施工。旋挖钻机钻孔施工中，泥浆为单向供应，在护筒的制作及埋设的原则：孔口注浆即可，与常规钻机泥浆循环系统有较大(1)护筒采用钢护筒，长度4m以内采用厚的区别，部分泥浆随筒钻出渣而排出，损耗较大，4～6mm的钢板制作，长度大于4m的采用厚需要随时观察孔内泥浆标高。812mm钢板制作。护筒埋置较深时，采用多节护2．2．6成孔验收筒连接使用，连接形式采用焊接，焊接时保证接头钻进到位后，将孔口附近的钻渣及泥浆等全圆顺同时满足刚度、强度及防漏的要求。部清除干净。对成孔进行验收，主要检查泥浆性能(2)护筒内径大于钻头直径，具体护筒直径按指标、复核护筒中心偏位及标高、成孑L深度、孔径、设计要求选用。孔斜等。由于旋挖钻机的钻进是桶型钻头的上下(3)护筒埋设深度满足设计及有关规范要求，往复的循环过程，孔内泥浆上下基本均匀，故取上河流中将护筒埋置在较坚硬密实的土层中O．5m部泥浆代替孑L底泥浆进行测试，性能指标控制值以上。同钻孔过程的泥浆性能指标。(4)护筒顶高出施工水位或地下水位1．5～2_2_7下钢筋笼、导管安装、清孔、沉渣测量2．0m，并高出施工地面0-3m。下钢筋笼、导管安装、清孔、沉渣测量(旋挖钻(5)护筒埋设前，先准确测量放样，保证护筒机正常情况下成孑L孑L底较干净，孔壁稳定性好，经顶面位置偏差不大于5em，埋设中保证护筒斜度适当清孔后，孔底沉渣能满足设计要求)、水下混不大于1％。凝土灌注等施工工序基本与其他桩基施工相同。2．2。2泥浆3旋挖钻机与传统的钻孔机械相比的优缺(1)制备泥浆是旋挖钻机能否成孔的关键，也点及应用前景是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。泥浆3．1优缺点过稀时不能浮渣影响钻进，过稠时泥浆附在孔壁(1)旋挖钻机效率高、方便灵活、成孔速度快、和钢筋上，影响桩基混凝土的质量。扩孔率小、正常情况下2～5h就可以成孔，是传(2)泥浆性能指标。制浆前，应先把粘土块尽统钻孔机械的1O～20倍以上。举例说明，桩径量打碎，在井孑L外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。1500mm，桩长20m的成孑L时间，冲击钻需要为了回收泥浆原料和减少环境污染，均应设置泥72～96h，使用功率260kW旋挖钻机仅需要4浆循环净化系统。5h，效率高达2O倍。这是在相同条件下的对比情(3)泥浆性能参数。泥浆池可根据现场实际条况。因此旋挖钻成孔技术是市政建设、房建工程、件开挖或采用砌筑，也可以用钢板焊制。浆液材料铁路、公路桥梁等理想的基础施工设备。以优质膨润土、纯碱为主，泥浆制备用水直接采用(2)噪声小、污染少，特别适用于闹市区的工施工场地附近河水。泥浆制备完毕后，进行各项性程建设。能指标的检测，不符合要求的重新调制。(3)适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、2．2．3钢筋笼制作沙土层以及短螺旋不能钻进的含有部分卵石、碎因旋挖钻机成孔速度较快，正常情况下，2～5h石的地层。采用岩心钻头，还可嵌入岩层。即可成孔，因此，强制要求钢筋笼必须在桩孔开钻(4)旋挖钻机及施工工艺在我国北方地区已经前制作完成并验收合格，防止成孔静置时间过长得到了很快普及，原因是北方地区受地下水的影出现坍孔等各种意外情况。钢筋笼制作的具体要响小，桩基设计浅，地质坚硬，地质稳定性好。在南求与其他桩基的要求相同。方沿海地区由于地层较软，地下水位高，地质稳定2．2．4合理控制钻斗的升降速度性差，桩一般较大较深，旋挖钻机成孑L困难，目前在开始钻进或穿过软硬层交界处时，为保持仍以正反循环钻机为主。钻杆竖直，宜缓慢进尺。在钻进过程中如发现钻杆(5)旋挖钻机自重(5O～80t)较大，钻机平台摇晃或难钻进时，可能是遇到硬石、石块或硬物 216管理施工城市道桥与防洪2014年8月第8期大跨径桥梁钻孔桩施工浅析张绍敏，彭心强。(开封市市政工程设计研究院有限公司，河南开封475000)摘要：以郑州市中心区铁路跨线桥桩基施工为实例，介绍了钻孔灌注桩的施工工艺及其注意要点，指出在施工中的注意环节，以保证工程质量及其进度。关键词：桥梁；大跨径；钻孔桩；施工工艺；质量控制；混凝土中图分类号：U445．551文献标识码：B文章编号：1009—7716(2014)08-0216—03按要求运至场外指定地点弃放。钢筋笼在北环外1工程概况2km处的钢筋笼加工车间集中加工，平板运输车郑卅市中心区铁路跨线桥工程05号墩设倒运至工地。桩施工时利用35t汽车吊机配合作计为双塔单索面三跨预应力混凝土斜拉桥，跨度为业，其工作内容包括护筒设置、吊装钻具、下钢筋106m+248m+106m，全长460m。2号和3号主墩笼、水封混凝土配合等。设计桩长分别为95m和98m。每个主墩共设29根2．2测量放线180cm钻孔桩，设计桩顶承载力为165OOkN。对全桥控制网进行复核测量，确保其精度准确交界墩及辅助墩采用独柱独桩的结构型式，无误。测放桩基中心线，并打桩划线标明。测量原每个墩由3个独立的混凝土立柱组成，矩形柱通始地面标高，计算钻孔深度。过承台连接两个180cm的圆形钻孔桩．。交界墩2．3护筒埋设设计桩顶承载力为7000kN，辅助墩设计桩顶承在护筒埋设前，在桩基施工区承台施工范围载力为5500kN。先行开挖探沟，探沟深度不小于3m，查明可能影响施工的地下管线。确定无碍后，再行人工挖埋2钻孔桩施工方案护筒。2．1概述2．4钻孔钻孔桩采用就地平整场地法利用旋转钻机钻将孔位处地表整平，抄垫枕木，在枕木上吊孔，垂直导管法灌注桩身混凝土。钻孔桩泥浆采用装就位钻机，对钻机进行检查，钻机塔架中心、钻优质泥浆，在场地外侧集中拌制通过泥浆管路输头中心与孔位中心三点应在一条铅垂线上，符合送至孔位处使用，钻渣采用泥浆处理器处理后，要求后对钻机进行固定，确保钻孔过程中钻机不收稿日期：2014—03—17移位。作者简介：张绍敏(1965一)，女，河南开封人，工程师，从事市测量钻机平台顶面标高(终孔前应进行标高复政工程道路桥梁设计工作。测)，用于控制钻孑L进度。钻孔按拟定的钻孑L顺序的稳定，也是个不容忽视的问题，否则容易发生孔理想的施工机械。近年来，在我国许多大型基础设斜超标的质量问题，严重的甚至导致钻机倾覆的施建设工程的施工中得到了广泛应用，旋挖钻机安全事故。高效、环保、效益高的优势得到了公认。旋挖钻机(6)降低成本。旋挖钻机与其他成孔设备相比，具有一系列传统钻机无法比拟的优点，在桩基工按孔径1000～1500mm计算，每米节约成本约程施工中的推广和广泛运用势在必行。400～600元，经济合理，成本较低。3．2应用前景参考文献【1】JTJ041—2000，公路桥涵施工技术规范【s】旋挖钻机因其具有装机功率大，输出扭矩大，【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轴向压力大，机动灵活、施工效率高、环保等特点，【J】．铁道建筑技术，2001(12)：5—7．配合不同钻具，能够适应我国大部分地区的地质[3】周红军．我国旋挖钻进技术及设备的应用与发展【JJ．探矿工程．条件，从而成为适合建筑桩基工程中成孔作业最2003(2)：18-21．'