旋挖钻机施工工艺的推广应用_武汉旋挖钻机培训机构

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随着人们节能环保意识的不断增强,道路建设中桥梁工程比例将会不断提高,而桥梁的桩基施工质量倍受质量监督、业主、设计、监理、施工单位的高度关注。旋挖钻机具有成孔速度快、质量高、环保低噪、机械化程度高、操作人员劳动强度低等特点,适用于桩基数量大、工期紧,不同地质。如何更好提高旋挖钻孔施工质量,本文结合京沪高铁禹济特大桥工程施工实例,总结旋挖钻施工工艺控制要点,供大家参加。
1.工程概况
京沪高速铁路禹济特大桥跨308国道桥位于DK405+354.4处,在济南市桑梓店镇邓营村南,禹济特大桥与308国道之间夹角为102°,桥跨结构为32+48+32m无砟轨道现浇预应力混凝土连续箱梁(双线)。基础采用钻孔灌注桩,桩径分别为1.0m、1.25m,桩长为42m、 44m、52m不等,共48根。地基岩土主要以粉土、粉质黏土、黏土为主,中间夹有细砂层。

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2.施工技术
2.1施工方案
京沪高速铁路禹济特大桥跨308国道连续梁,穿越鱼塘、水渠,上跨308国道,斜穿村庄。308国道通行车辆多,鱼塘、水渠、房屋征地拆迁难度大。施工场地狭小,施工工期要求紧,且W113、W114主墩在308国道两侧,只能分别进行单墩作业。经多个技术方案经济比选,最终确定采用南车NSR220C型旋挖钻机成孔,钢筋笼在钢筋场集中加工,平板车运输至现场,汽车吊安装,混凝土由拌合站拌制供应,混凝土罐车运输至现场灌注。南车NSR220C型旋挖钻机,其最大扭矩220KN.m,最大旋挖速度6~23rpm,发动机功率480KW,最大桩径2200mm。适用于粘性土、粉质土、砂土等土层施工,该钻机通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土,反复循环而成孔,并具有功率大、钻孔速度快、移位方便、定位准确、工作效率高、噪音小、环保的特点,经多方面比选最佳适用于该工程的。
2.2施工准备
先进行施工图纸审核、深入施工现场调查、收集与施工相关资料、测量放样,再平整施工场地,后组织人员、机械设备配置(见表3.2.1)、材料的进场,从而保证桩基施工连续、均衡、有节奏地进行。

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2.3施工工艺
①机械就位、护筒埋设
位于鱼塘、水渠的施工场地采用建筑垃圾填筑、平整、压路机碾压密实,以免在钻进过程中钻机产生沉陷、倾斜。
测量放样桩位后,用十字线法引出四个护桩,分别量护桩至桩中心的距离,控制桩位,并以四个护桩为基准埋设钢护筒。
钢护筒用厚度5mm钢板卷制而成,护筒直径应比桩基孔径大0.2m,每节护筒长2.0m~4.0m。
埋设护筒前,先用旋挖钻机在桩位钻孔1.0m~2.0m,再人工进行辅助配合,利用旋挖机的钻斗将护筒压入预定位置。埋设好的护筒至少要高出施工地面0.3m左右,以防止杂物、泥土流入孔内。
②泥浆调制
用膨润土(或黏土)按比例制泥浆,制好的泥浆要具有防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用。本工程桩基地层中夹有细砂土层、粉土层,且地下水位较高,调制出各项性能指标良好的泥浆尤为重要,这也是保证孔壁稳定的一个重要因素。
钻进过程试验员随时检测泥浆的各项性能指标,控制其相对密度为1.02~1.10、黏度在18~22s、砂率≤4%、泥皮厚度<2mm,PH值>7,起到泥浆护壁作用,避免发生孔壁坍塌。
③钻孔施工
NSR220C型旋挖钻机采用筒式钻斗。钻机就位后,调整钻杆垂直度,向护筒内注入调制好的泥浆后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后,旋转钻斗并施加压力,将土挤入钻斗内,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。钻机施工过程中始终保证泥浆面不得低于护筒底部,保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁,多次反复循环作业直至成孔。
④改善钻孔护壁能力
钻机提升料筒,多次出现提升力显著增大、孔壁颈缩现象。经观察分析,原因在于提升钻斗时,钻进料筒下部产生较大负压力作用,产生“吸钻”致使提升力增大,从而造成孔壁颈缩现象。在筒式钻斗外壁两两对称布置,加焊4根φ20mm钢筋增设导流,改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减小,既保证了桩径尺寸,又使钻孔缩颈现象得到有效改善。

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⑤控制钻头钻进、提升速度
(1)旋挖钻机钻进过程中应严格控制钻进速度,避免钻进尺度较大,造成埋钻事故。
(2)若钻机升降钻斗时速度过快,钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁,再加上钻斗下部产生较大负压作用,造成孔壁颈缩、坍塌现象,所以钻斗提升时应严格控制其速度。经现场实践,钻斗升降速度保持在0.75~0.80m/s为最好。当钻进细砂层和粉土层时,其升降速度应更加缓慢。
4.钻进施工时出现卡钻、埋钻的控制措施
卡钻、埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故,施工过程加强泥浆检测,是确保护壁良好最为有效的措施。当钻机施工时出现卡钻、埋钻现象时,可用起吊法和疏通法处理。
①起吊法:采用吊车直接向上起吊钻杆即可。
②疏通法:直接用水或反循环泥浆反复冲钻斗周围,使钻筒周围沉渣悬浮,然后起吊即可。
5.施工注意事项
①由于钻机设备较重,施工场地必须平整,并有一定强度,避免钻机发生沉陷、倾斜。
②钻进过程中勤检查钻斗,发现侧齿磨坏,钻斗封闭不严时必须及时补焊整修。
③初次注入泥浆时,要垂直对向桩孔中间进行注浆,避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部,致使护筒底部土质松散。
④粘土层钻进过深易产生颈缩现象,在施工时应严格一次钻进深度。
⑤钢筋笼或探孔器向孔内放置时,先用吊车整体吊起,待其垂直、稳定后人工扶住放入孔内,避免碰坏孔壁,造成孔壁坍塌。

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⑥根据不同地质情况,要及时调整、检测泥浆指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用。
6.旋挖钻机的成孔优点
①旋挖钻机操作为全液压控制系统,操作灵活简便,能较好的保证桩基垂直度、孔位、孔深、沉淀厚度等各项指标,易满足施工规范要求。
②旋挖钻机在地质相同的情况下比回旋钻成孔效率高。本工程采用旋挖钻进约6h左右即可成一孔,1天成孔3~4个,是禹济特大桥跨青银高速公路段桥采用回旋钻机成孔的5~6倍。
③孔壁稳定性好,成孔后清孔彻底,施工进度快。
④施工噪音低,污染环境小,符合高效节能环保的要求。
7.结语
通过郑西、京沪、西宝等高铁项目了解,旋挖钻既能干钻成孔,又可在泥浆护壁中成孔,对岩层地质钻进也取得了成功。旋挖钻机施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔效率高、适应性强、操作灵活方便、安全性能高、低污染低噪音的优点,且旋挖钻机所形成的孔壁较粗糙,增加了桩侧摩阻力,克服了回旋钻机桩侧摩阻力低,降低了孔底沉渣多、现场泥浆管理混乱的缺点。伴随着旋挖钻机在岩石地质状态下不断的技术创新和研发,钻进效率的提高,成孔费用的最大限度的节约,将会更广泛应用于公路、铁路、水利、地铁、城市建筑等桩基工程之中。

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作者: wenchaoa

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