旋挖钻机钻孔灌注桩施工工艺及控制

旋挖钻机钻孔灌注桩施工工艺及控制
贾云峰
【摘要】旋挖钻成孔技术是近几年出现较先进的桩基施工工艺,通过对该施工工艺的特点、原理、旋挖钻工艺控制、适用范围等进行分析,探讨了在市政、建筑工程
应用方面的施工控制要点及该工艺的发展前景.
【期刊名称】《甘肃科技》
【年(卷),期】2013(029)022
【总页数】2页(P133-134)
【关键词】旋挖钻;灌注桩;工艺控制
【作者】贾云峰
【作者单位】甘肃省建设监理公司第一项目部,甘肃兰州730000
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.16
随着钻孔灌注桩在公路桥梁基础工程、建筑工程基础中广泛应用，质优、快速、环保、节能的钻孔施工技术得到不断发展。

旋挖钻机施工工艺便是近几年在我国才热起来的一种较先进的桩基施工工艺，该施工工艺主要特点是施工效率高，环境污染小，适用于工期要求紧的工程项目，特别是市政工程、建筑工程。

该工法在兰州大学第二医院医疗综合楼二期内科大楼基坑工程中取得了良好的经济效益和社会效益。

目前国内普遍使用的旋挖钻机主要是以德国宝峨(BAUER)BG系列旋挖钻机为代表
的进口钻机和以三一SYR220型等为代表的国产旋挖钻机。

该项目主要使用的是中联ZR220A、雷沃FR6300旋挖钻机，通过对近200余根旋挖钻机钻孔灌注桩的施工总结，形成了该施工工艺及其控制方法。

1 旋挖钻施工工艺特点
1)环境污染小。

旋挖钻机可以循环使用泥浆，也可适用于干成孔作业。

同时其噪音明显小于传统循环钻机;
2)成孔速度快、钻孔直径范围广。

旋挖钻机可成孔直径范围为0.6～3.2m;在一般性土层中完成一根长50m直径1.2m灌注桩只需4h，是普通钻机4倍以上;
3)行走移位方便快捷。

旋挖钻机可通过履带机构迅速快捷地移动到所要到达的位置;
4)桩孔对位准确。

利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使钻机达到最佳钻进状态，同时可通过主机井架控制系统随时调整机架的垂直度，保证钻孔质量。

2 旋挖钻施工适用范围
本工法适用于粘性土、粉质土、砂土等多种地质情况的钻孔灌注桩施工，也可适用于深基坑支护桩作业。

3 旋挖钻施工原理
旋挖钻机通过自身行走装置移动到位后，以自带动力提供钻孔所需钻压和扭矩，结合使用不同类型钻头钻具切削不同地层，利用可伸缩钻杆和钻头的特殊结构快速出渣，实现较高速钻进。

成孔后现场分节段制作钢筋笼及井口吊装焊接，并控制好标高。

成孔后进行一次清孔，灌注前进行二次清孔除沉渣，最终浇灌注水下混凝土成桩。

4 施工工艺
4.1 工艺流程
场地平整→测量定位→钻机就位→护筒安装→钻机钻孔→成孔→安装钢筋笼及导管→灌注水下混凝土→成桩。

4.2 施工准备
1)对施工场地进行平整，确保钻机在施工过程中不沉陷倾斜。

同时保证运渣车辆有进出空间;
2)测量定位。

利用十字线放出四个控制桩位;
3)机械引孔。

引孔过程中要及时埋设钢护筒。

护筒由厚度6～10mm钢板制成，护筒及护壁直径比桩基孔径大10～15cm。

护筒要比原地面高出30cm以上，以保证灌注水下砼时泥浆顺利流出，同时亦为防止杂物、泥水流入。

护筒顶设水平参照高程，并做好记录;
4)旋挖钻机就位。

将钻机驶入预定位置后将钻头中心与护筒中心点(桩位点)粗略对中后，再通过机架水平垂直度仪表精确调整，将钻头精确定位。

旋挖机就位完毕，报质量员及监理核准，作为控制成孔进尺深度的原始依据。

4.3 钻孔施工
1)钻机就位后，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。

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并及时清运;
2)主动钻杆入孔前，应保证钻杆匀速慢速钻进，直到主动钻杆全部入孔后，方可逐渐加大钻速和钻压。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时，要减速慢进;对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率;砂层侧采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度;
3)钻进过程中，回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中，破坏泥浆的配比(比重1.3)。

泥浆面要保持不得低于护筒顶40cm。

在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度;
4)严格控制每次的钻进尺度，避免埋钻事故;同时应控制回转斗的提升速度，提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁泥皮，破坏孔壁的稳定，容易引起坍塌。

同时，提升钻斗过快时，其下部产生较大负压力作用，致使产生
“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩。

故在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数并对孔壁进行有意挤压，防止缩径;
5)按以上反复循环直至到设计高程成孔。

4.4 清孔
桩孔终孔后，将钻斗提高，泵入性能指标符合要求的新泥浆，并维持正循环
30min以上，直至流出孔口的泥浆基本无块渣，泥浆比重为1.2左右，同时孔底
沉渣在+15cm以内，方可停止第一次清孔。

第一次清孔后要尽快完成钢筋笼吊放及节段的井口焊接工作。

待安装完混凝土导管后进行第二次清孔，二次清孔的终结条件为:沉渣厚度小于10cm，泥浆比重小于 1.15。

4.5 钢筋笼制作安装
由于旋挖钻机成孔快，故应提前在桩位附近分节段加工好钢筋笼。

为减少井口焊接的工程量，根据现场起重能力，节段的长度一般为16～25m。

各节段的加工焊接
必须满足规范要求，并应经质检人员检查批准方能起吊。

兰州大学第二医院医疗综合楼二期内科大楼基坑工程支护桩钢筋笼采用直螺纹连接，钢筋笼14.8～25.2m，采用一次成笼。

钢筋笼的吊装宜4点起吊，保持笼轴线重合(如兰大二院基坑工程
支护桩钢筋笼纵筋加密区朝基坑外侧)。

入孔时，始终需保持垂直状态，对准孔位
徐徐轻放，保持稳定，避免碰撞孔壁，一旦遇阻立即查明原因，禁止晃动和强行冲击下放。

吊放到入孔内的节段固定好后，再起吊和焊接下一节段。

4.6 水下混凝土灌注
水下混凝土浇筑是同一般钻孔桩施工工艺，但在施工中必须注意以下几点:
1)导管必须严密，长度适中，保证底端距孔底30～50cm;
2)混凝土拌和必须均匀，坍落度控制在18～22cm，首批混凝土必须保证导管漏斗封底且超过导管漏斗1m以上;
3)混凝土浇筑必须连续作业，严禁中断浇筑;导管在混凝土面的埋置深度一般宜保
持在2～4m，不宜大于5m;
4)浇筑过程中应有质检人员旁站指导，以防导管提升过猛或导管埋入过深，造成断桩;
5)灌注桩的顶面标高应比设计值高0.5m，以确保桩顶混凝土的质量。

5 结束语
通过多项工程的桩基施工对比表明，旋挖钻机钻孔灌注桩具有桩侧摩阻力大、孔底沉渣少、环境污染小、质量可靠、成孔效率高的优点;同时由于旋挖钻机施工工艺新，中标单价往往较高，但实际成本低，所以对施工单位而言，采用旋挖钻进行灌注桩施工利润空间较大，具有较高的使用价值。

参考文献:
【相关文献】
［1］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［J］.铁道建筑技术，2001，
13(12):5-7.
［2］韩金亭.大口径旋挖钻机在桩基施工中的技术优势［J］.西部探矿工程，2002，10(3):23-24.。