旋挖钻机施工工艺的推广应用_武汉旋挖钻机培训机构

旋挖钻机施工工艺的推广应用_武汉旋挖钻机培训机构

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。

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。

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。

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。

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。