挖机培训中心

1 提出问题的背景

在长临高速公路茶坊大桥项目，由于地质条件复杂、工期短，标准化施工要求严格，同时考虑到总体施工进度，对当地土质的研究尚不多，这就非常有必要提出在保证施工安全与工程质量的前提下，节省时间、为后续下部施工、箱梁吊装工作留出足够的时间等重要问题的综合施工技术。经过反复研究，我公司在长临高速公路桥梁桩基施工中采用了旋挖钻机成孔技术。采用旋挖钻机成孔摩擦桩具有成孔速度快、适用范围广、定位准确、机械参数能自动化检测与报警等优点。

2 工艺原理

旋挖钻机成孔工艺是近十年才在我国推广使用的一种较先进的桩基施工工法，钻进时原地顺时针旋转开孔，然后以钻斗自重加液压力作为钻进压力，使土屑装满钻斗后逆时针提升钻斗出土，通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土反复循环而成孔。

3 关键技术

3.１工艺流程图

3.2操作要点

3.2.1埋设护筒

准确测设桩位，并在中心桩位周围埋设护桩，依据护筒直径挖至地面以下0.5-1.0米，采用人工配合旋挖钻机埋设，确保护筒位置的准确及稳定，护筒的顶端高出地面50cm。在护筒周围对称、均匀的回填粘土，分层夯实，就位后再次校对桩中心位置，护筒位置容许偏差为5cm，垂直允许偏差为1%。

3.2.2钻机就位

根据桩的孔位对旋挖钻机进行就位。如果场地不平、履带悬空，可用钻斗取土垫平履带，让钻机接近水平状态，精心调整钻机桅杆及钻杆等参数，满足桩的垂直度要求，把钻机行驶锁死，然后调平桅杆，通过回转和变幅微调使钻斗对准十字线的中心，使钻杆中、钻斗中、桩中重合。

3.2.3泥浆制备

由于本项目是大孔径大深度的摩擦桩，旋挖机施工时需要泥浆护壁。泥浆的质量指标主要受到其比重、粘度、含砂率、胶体率、酸碱度等的影响，泥浆性能会对机械钻孔、孔壁稳定性、钻头使用寿命等产生直接的影响。因此，泥浆的制备是旋挖钻孔灌注桩施工的重要工序。

在本工程复杂地质条件下，为了提高泥浆的护壁效果，彻底解决钻孔过程中的漏浆、塌孔问题，确保施工进度和桩身质量。经过反复对比研究，在泥浆中加入高分子材料。高分子材料具有极长的分子链,呈卷状无序地分散于泥浆中,单个的小卷受到剪切力后就会伸展开来,穿过不同的层面形成连接桥,这种表面吸附和桥接作用会在孔壁上形成一层有很强张力的保护膜,起到护壁作用,保证了周围地层的稳定防止在不稳定地层中钻孔的坍塌。

制浆：配置泥浆之前,先配备1台3m3以上功率空压机,利用空压机高压空气鼓动泥浆,提高泥浆的溶解速度。混合聚合物泥浆时,将其颗粒洒落在注入泥浆池的水流之上,利用水流冲力使其充分水解,并应加强注入水的水流冲力,以防止胶结。其配置顺序如下:注水—加碱—加高分子材料。加碱的目的是改善水质,调整配浆用水的pH值至8～10,以沉淀游离的钙离子,最大化泥浆的粘度。泥浆的主要指标：密度1.1～1.3g/cm3,粘度16～22s，含砂率≤6%，胶体率不小于95%。

3.2.5钻孔

1钻孔前，调平钻机，保持钻机垂直稳固，位置准确，防止因钻杆晃动引起孔径扩大。

2钻机调整后，将钻头着地，将进尺深度调整为0。

3钻进时，缓慢旋转放下钻杆，当进尺在护筒顶以下2米深度，进行孔内注浆，以防止钻进过深影响钻孔质量，在钻进过程中及时向孔内补充泥浆，泥浆面确保低于原地面约20厘米左右，以维护孔壁稳定，同时保证文明施工，不致泥浆外溢。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，以保证液面始终在地面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响孔内质量。

4当钻孔深度到达设计深度时，需进行清孔，处理孔底沉渣，要求沉渣厚度不超过30cm。当孔内泥浆相对密度达到1.03～1.10、粘度在17～20s或含砂率＜2%时可停止清孔。第一次清孔并安装钢筋笼后，根据需要还应进行第二次清孔。

3.2.6钢筋笼下放

当清孔结束后，经检孔器检查合格，即可移走钻机。进行钢筋骨架的安放，钢筋骨架须在现场提前加工。加工时应在骨架外部加焊定位钢筋，以保证保护层厚度。利用吊车起吊就位，起吊时要防止骨架变形，当骨架进入钻孔后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。对于多节骨架的入孔，可先将一骨架下落到最后一个加劲箍时在孔口设置临时支撑，再吊起第二节，使之与第一节处于同一竖直线上进行焊接，焊好后，即可解除支撑继续吊放骨架，如此循环，直到骨架标高与设计相差不大于±5cm，即可将骨架固定在孔口的支撑上，撤去吊绳，准备进行下道工序。

3.2.7混凝土浇筑

桩基砼使用机械搅拌。由于桩孔深度超过12m时，使用人工逐层振捣困难且不安全，要采用砼导管灌注工艺（类似于水下灌注砼）。利用砼下落的冲击力和砼自重保证砼的密实，但要保证导管埋深2m～6m，距桩顶5m范围内仍需用振捣棒逐层振捣。灌注时按要求加灌0.2m～0.3m，以保证在剔除浮浆后桩顶标高符合设计要求。

4 实施效果

4.1实施效果一

长临高速公路茶坊大桥施工中，由于该桥2#墩地质复杂，增大了施工难度，为了保证桥梁的稳定性和施工进度，项目采用了超大型旋挖钻机桩基施工工法，通过采用该工法后，节约了大量时间，加快了施工进度，节约了工程施工成本，且保证了桥梁的稳定性和安全性，取得了较好的社会效益和经济效益。

4.2实施效果二

山西王城高速公路路基桥涵第3合同段半沟大桥桩基施工采用了旋挖钻机成孔灌注桩施工工法施工。采用了旋挖钻机成孔灌注桩施工技术工程进度快，质量优，取得了较好的经济效益和社会效益。