旋挖钻在中风化凝灰岩中的应用

浅谈旋挖钻在中风化凝灰岩中的应用摘要：在我国旋挖钻从90年代末开始应用于桩基施工。旋挖钻机因其效率高、污染少、功能多的特点，在桩基施工中得到了广泛应用。早期旋挖钻的施工主用应用于土层，随着机械设备的不断创新改进，开始在岩石中不断使用。

关键词：旋挖钻；岩石；桩基

abstract: auger drill began to be used on the pile foundation construction in the late 1990s. due to the rotary drilling rig characteristics of high efficiency, less pollution, more functional, it has been widely applied in the pile foundation construction. the construction of the main early auger drill used in soil, with the continuous innovation and improvement of machinery and equipment, it was continued use in the rock.key words: rotary drilling; rocks; pile 中图分类号：tu69文献标识码：a 文章编号：

1、前言

在岩石中的桩基施工，一般采用冲击钻施工，在无地下水或渗水量很小且孔深不易超过30m时，还可采用人工挖孔桩，在有些地方还采用回旋钻机。上述施工方法中冲击钻的施工速度慢、环境污染大且对于桩位比较的近的桩基无法同时施工等缺点；人工挖孔具有对地形适应性强、相邻桩相互干扰小等特点，但地下水比较大时一般难于采用；用于岩石施工的回旋钻机一般体型都比较大、笨重

且相配套的附属机具比较多，与冲击钻一样同样需要造浆，施工成本比较高；对于旋挖钻以前主要应用于土层，尚未广泛应用于岩石层，我项目部根据项目的特点，采用了可在岩石中施工旋挖钻进行了施工，在应用中的确有它的施工速度快、污染小等特点，也遇到了一些困难，下面我将施工情况及我们采用的方法，向大家简单介绍一下，供大家参考。

2、工程简介

新疆自治区克塔高速公路k30+085大桥为7*40m的简支梁桥，是为跨越一个断裂带而建，4#和5#均为墩高48m的实心墩，每个墩柱下为4根25m长φ1.5m的端承桩。4#和5#位于河谷中，4#桩基均在山崖脚上，需要开挖制作施工平台，5#桩基全部在靠近山崖的河谷内。4#桩位0～8m为强风化凝灰岩,8m～25m为中风化凝灰岩, 5#桩位0～2m为砾砂, 2m～14.2m为强风化凝灰岩,14.2m～16.8m 为极其破损的较软岩夹层, 16.8m～25m为中风化凝灰岩，两处的地下水位均在地面以下12m左右。

3、旋挖钻施工

3.1、施工工序

整平（开挖）施工作业平台→桩位放样→钻机就位→安装钢护筒→测量复核→钻机施钻→终孔→钢筋笼下放→导管下放安装→

灌注水下砼

3.2、旋挖机具型号的选择

在地质勘探资料中，5#桩基处有一个钻孔，桩基底部岩石为极

限单轴抗压强度（饱和状态）42.6mpa、基本容许值[fao]=1500kpa 的凝灰岩，根据地质资料，结合以往施工的经验，我部采用的全自动定位的徐工xr280型旋挖钻，旋挖钻配备的旋挖岩石筒钻和旋挖嵌岩钻斗，切削具全部采用截齿的。

3.3、旋挖钻施工情况

我部于2011年8月开始施工5#桩基，每根桩平均6个小时施工完毕。强风化凝灰岩的掘进速度为8～10m/h，中风化凝灰岩的的施工速度为1～3m/h。在施工表层砂砾和强风化凝灰岩时基本全程采用旋挖嵌岩钻斗进行施工，在该区段每根桩基磨损的平均为2.1个；在施工中风化区段地层时，采用岩石筒钻配合嵌岩钻斗的方式施工，尤其是桩基的底部采用岩石筒钻先行旋转松动，后用嵌岩钻斗钻芯掏渣，岩石筒钻的磨耗量为2.5个/m，嵌岩钻斗的磨损为4个/m。

8月下旬我们对4#桩基进行了施工，4#的第一根桩我们耗用了两天时间才成孔，还是采用岩石筒钻先行旋转松动，后用嵌岩钻斗钻芯掏渣的施工方式，从开孔便是坚硬的岩石，上面的10m左右，每小时进尺平均在1.5m，截齿的磨耗12个/m（两个钻具之和），下面的15m每小时进尺仅有0.5m～1m，截齿的磨耗28个/m（两个钻具之和），截齿的磨损急剧增加，成本增大。根据这种情况，我部调来一台露天潜孔钻车，采用的90mm的钻头，沿桩基周长钻设30个孔，每个孔的深度为25m，在钻孔的采用跳跃式钻孔方式，尽量

避免串孔，另外特别注意控制钻孔的垂直度。待潜孔钻施工完毕后，采用岩石筒钻进行施工，意欲通过钻杆280kn·m的扭矩将岩石剪断，但效果也不理想，几乎没有成功剪断过，再加上桩基深度25m 对于潜孔也是一种挑战，而且从垂直度也难于控制。后来我们对后面其中一个桩采用试验的态度，沿桩基周长仍钻孔30个，但钻孔深度12m，中间“十”型增加钻孔17个孔，上面4m左右还能够剪断，但后面无法进行，通过成本和时间两方面的比较，所以我们后面的桩基仍采用岩石筒钻先行旋转松动，后用嵌岩钻斗钻芯掏渣的施工方式，将桩基施工完成。

4、结语

对于极限单轴抗压强度（饱和状态）42.6mpa、基本容许值[fao]=1500kpa的中风化凝灰岩，采用xr280型钻机，旋挖岩石筒钻配合旋挖嵌岩钻斗的施工工艺，即可满足施工。

后对该桥3#（3#桩基和4#桩基位于同一座山岭）桩基采用人工挖孔桩，爆破岩石的强度试验，4m处的极限单轴抗压强度为

75.6mpa。所以对于岩石比较坚硬，通过旋挖岩石筒钻配合旋挖嵌岩钻斗的方法比较难施工，而且桩基长度在潜孔钻较好发挥效能的深度内时，可以考虑通过增加潜孔钻的数量，将两者进行成本和时间上的比较，以便确定最优方案。

注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。