机械旋挖成孔灌注桩施工工艺

机械旋挖成孔灌注桩施工工艺

旋挖成孔是一种具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、自带动力、无泥浆循环等特点的施工方法，适用于对噪音、振动、泥浆污染要求严格的场地施工。除基岩、漂石等地层外，一般地层均可用旋挖方法成孔，成孔直径一般为600～

3000mm，一般最大孔深达76m。旋挖成孔多用于大型建（构）筑物（如大型立交桥、工业与民用建筑）基础桩、抗浮桩及用于基坑支护的护坡桩等。

在旋挖成孔施工中，预搅拌混凝土的坍落度一般要求为180～200mm，和易性及标号符合设计要求，常用标号为

C20～C40.钢筋品种和规格均符合设计要求，并有出厂合格证

及复试合格报告。垫块可以用1：3水泥砂浆埋22#火烧丝提

前预制或用水泥砂浆做成轻式预制块或采用塑料卡。火烧丝规格为18～22#，盖板则用于盖孔使用。钻机耗材需要使用液压油、齿轮油、润滑油、柴油、钢丝绳、斗齿、齿座、销垫等符合要求的材料，泥浆制备材料也需要使用膨润土、纯碱、外加剂等符合要求的材料。

在旋挖成孔施工中，一般采用进口或国产旋挖钻机及与之相配套的各类钻头、泥浆泵、泥浆管、导管、电焊机、测绳等。目前国内常用旋挖钻机主要有意大利R-208、R-312、R-412、

R-516、R-618、R-622、R-725、R-825、R-930，德国BG-15、BG-18、BG-22、BG-25及日本的旋挖钻机。旋挖钻机常用钻

杆有传动键伸缩式圆钻杆和伸缩式方钻杆，传动键伸缩式圆钻杆双分为机锁式、摩阻式和多锁式。旋挖钻机常用钻斗有：底开式钻斗、半合式钻斗、销定式钻斗，其中底开式最为常见，分为普通单盖和捞砂双层底式。

4斗齿：常用的斗齿分为楔形和弯角齿套两种，切削角度

在35º～55º之间。小切削角度适用于软土层钻进，而弯角齿

套的切削角度为60º～70º，适用于硬土层钻进。

5导管：钢导管应该采用厚壁丝扣连接，规格有200、250、300、350等，并且密封性良好。

6测绳：测绳要求标准点牢固，绳体伸缩性低。

四、作业条件

一）熟悉工程图纸和工程地质资料，踏勘施工现场。检查设计图纸是否符合国家有关规范，图纸表示是否明确无误，掌握地表、地质、水文等勘察资料。场地应该平整，地耐力不少于100kPa，施工桩点5m以内应无空中障碍。

二）根据用量选择合适的管道供水，并选择合适的配电。

三）钻头、钻杆以及钢丝绳长度的选取，应根据地层条件不同选择不同的钻头与钻杆。一般机锁式钻杆适用于坚硬地层，而摩阻式钻杆适于一般较软地层。钢丝绳长度可以按如下公式确定：钢丝绳长度=孔深+机高+15～20m。

四）消耗材料的物资准备，包括：钻机配套的润滑油、液压油、柴油、钢丝绳、斗齿等各种零部件的购买或预订；工艺要求上需要准备的膨润土、纯碱及各种泥浆外加剂、护筒、电焊机、各种管线、电缆线等。

五）现场布置与设备调试：设计总平面图，并依据平面图进行布置，搭建临时设施，砌筑深层次池，泥浆池大小一般为

钻孔体积的1.5～2倍，高约1.5m。对钻机和各种配套设施进行安装调试，确保其安全可靠性及完好性。

六）清除障碍物：特别注意空中设施如高压输电线、电缆等。施工前要收集场地作业面地下的各种设施，包括电缆、管线、枯井、防空洞、地下管道、古墓、暗沟等，事先标识或拆除处理完毕。

五、施工工艺

一）旋挖成桩灌注桩施工工艺流程图如图13.5.1所示。

二）钻机安装就位：要求地耐力不小于100kPa，履盘座落的位置应平整，坡度不大于3°，避免因场地不平整产生功率损失及倾斜位移，重心高还易引发安全事故。

三）拴桩：桩位置确定后，用两根互相垂直的直线相交于桩点，并定出十字控制点，做好标识并妥加保护。

四）对准桩位：首先调整旋挖钻机的桅杆，使之处于铅垂状态，让钻斗或螺旋钻头对正桩位。

五）护筒埋设：在确定十字控制桩位置后，可以使用钻机进行开孔钻进取土，直到达到设计深度后，进行护筒的埋设。护筒应该采用10毫米以上厚度的钢板制作，其直径应该大于

孔径200毫米左右，护筒的长度应该根据地层情况进行合理选择。护筒的顶部应该高出地面200毫米左右，周围用粘土填埋并夯实，护筒底部应该座落在稳定的土层上，中心偏差不得大于50毫米。测量孔深的水准点，使用水准仪将高程引至护筒

顶部，并做好记录。

六）泥浆制作：现场泥浆搅拌机可以用来制作泥浆。宜先加水并计算体积，在搅拌下加入规定的膨润土，纯碱以溶液的方式在搅拌下徐徐加入，搅拌时间一般不少于3分钟，必要时还可加入其他外加剂如增粘降失水剂、重晶石粉增大泥浆比重，锯末、棉子等防止漏浆。制备泥浆的性能指标如下表所示。

制备泥浆性能指标

项目

比重

粘度

固相含量

胶体率

含砂率

PH值

七）旋挖钻进成孔：首先，钻头着地，旋转，开始钻进。以钻具钻头自重和加压油缸的压力作为钻进压力，每一回次的钻进量应以深度仪表为参考，以说明书钻速、钻压扭矩为指导，进尺量适当，不多钻，也不少钻。钻多，辅助时间加长，钻少，回次进尺小，效率降低。

其次，当钻斗内装满土、砂后，将其提升上来，注意地下水位变化情况，并灌注泥浆。然后旋转钻机，将钻斗内的上卸出，用铲车及时运走，运至不影响施工作业为止。关闭钻斗活门，将钻机转回孔口，降落钻斗，继续钻进。

为保证孔壁稳定，应视表土松散层厚度，孔口下入长度适当的护筒，并保持泥浆液面高度，随泥浆损耗及孔深增加，应

及时向孔内补充泥浆，以维持孔内压力平衡。当钻遇软层，特别是粘性土层，应选用较长斗齿及齿间距较大的钻斗以免糊钻。提钻后应经常检查底部切削齿，及时清理齿间粘泥，更换已磨钝的斗齿。钻遇硬土层时，如发现每回次钻进深度太小、钻斗内碎渣量太少，可换一个较小直径钻斗，先钻一小孔，然后再用直径适宜钻斗扩孔。

7.为了加固孔壁并方便取出砂卵砾石，可以在钻孔前向孔

内投入适量粘土球。同时，使用双层底板捞砂钻斗可以防止砂卵砾石从底部漏掉。

8.钻斗提升过快会产生负压，导致孔壁坍塌。因此，在钻

斗接近孔底标高时，应减缓提升速度。根据下表推荐值，钻斗的提升速度应该控制在合适的范围内。

钻斗升降速度推荐值：

桩径（mm）700

装满渣土：钻斗提升（m/s）0.973，空钻斗升降（m/s）1.210