旋挖钻机施工工法

旋挖钻机施工工法

一、前言

近年来，铁路建设施工周期越来越短，对于特大桥线下工程也只有十八个月的工期，在保证工程质量的前提下如何加快桥梁下部钻孔灌注桩工程的施工是保证能否按期完工的关键。

二、工法特点

1成孔速度快、效率高，平均钻进速度为：4m—6m/小时。

2、既可干孔作业，亦可水中钻孔，孔内沉渣少。

3、钻孔时用水量少。

4、对施工现场无泥浆污染，现场比较整洁，无噪音。

5、自身可行走，钻孔就位、移位快，自身动力。

6、设备性能良好，电脑坐标定位及显示钻孔垂直度，成孔质量高。

三、使用范围

旋挖钻机适用于粘性土、黄土，含量较小的砾石、卵石层，软石层，强风化岩层、等地质情况，地势平坦的地理环境条件下作业。本工法主要适用于干旱少雨湿陷性黄土地质条件下成孔时的桩基施工。钻孔深度最大为66米，桩径w 150cm。

四、工艺原理

静态泥浆旋挖钻机施工是通过旋挖钻机的液压系统及自重给筒式钻头或螺旋式钻头施加压力，钻头在负载条件下通过钻杆的旋转使其旋挖钻进，当筒式钻头或螺旋式钻头盛满钻渣后，钻杆收缩，将筒式钻头或螺旋式钻头提出孔外，打开筒式钻头底部封盖或通过钻杆带动螺旋钻头旋转以清除钻头内的钻渣。同时用泥浆泵向孔内注入泥浆，在孔壁快速形成一层薄膜以减小失水率，保持空内的水头高

度

五、工艺流程及操作要点（一）工艺流程（静态泥浆旋挖钻机施工工艺流程图）

（二）操作要点

1、场地平整：将旋挖钻机位置夯实、现场整平，适宜施工机械旋挖钻机、吊车、混凝土罐车出入施工现场。施工现场水、电、路三通，达到施工要求。

2、测量定位：开工前对图纸提供的所有桩基坐标进行复合，测量仪器应按规定进行检验合格后使用。测量其地面标高，根据施工需要定出施工平台标高。准确测量定出桩基中心位置。护筒埋设好后应复核桩位，设置十字护桩。

3、钻机就位对中：履带式旋挖钻机有自动行走系统，旋挖钻机行走就位对中，对

中完成后设置并锁定桩基中心相对坐标，设定桩基中心护筒顶坐标为（0，0，0），并

将其输入旋挖钻机电脑系统。用全站仪复核钻杆垂直度。

4、埋设护筒：护筒宜用10mm的钢板制作，内径大于桩径30—40cm,护筒高200 —250cm，用旋挖钻机将护筒压入土层中，使护筒中心与桩设计中心一致，中心偏差不大于5cm，倾斜度偏差不大于1%，护筒顶面标高宜高出地面0.3m。

5、桩基位置复核放样：护筒埋设完成后，开钻前复核桩基位置。

6、泥浆池、沉淀池开挖及泥浆调制

（1）泥浆池、沉淀池开挖：施工前选定泥浆池及沉淀池的位置，泥浆池宜低于沉淀池，泥浆经过沉淀后流入泥浆池，以便泥浆能循环利用。根据桩基的直径及孔深确定泥浆池及沉淀池的大小，泥浆池的体积宜为井孔体积的 1.5 倍。沉淀池宜位于易清理沉淀物的位置，其体积宜大于井孔体积。在北方干旱水源不方便的地方，采用开挖清水池，在清水池内先铺设塑料薄膜，防止清水流失。

（2）泥浆调制：针对黄土湿陷性的特点，要求配置的泥浆护壁速度快、效果好。

因此选择由膨润土、纯碱（Na2CO3）纤维素（CMC）及水搅拌而成的优质泥浆，其

比例为：膨润土的25%，纯碱用量为膨润土的0.4%，纤维素用量为膨润土的0.1%

配比和各项性能分别如下表所示：

泥浆各项性能

（3）泥浆各种材料及外加剂的作用

膨润土：膨润土的主要作用是造浆功能，相对于粘土，造浆率较高。确保泥浆有

优良的工作性能。

纤维素（CMC）：主要作用事孔壁快速形成一层薄膜，而降低失水率，减小水量的渗透，达到保水的效果。

工业纯碱：工业纯碱的主要作用是使泥浆的PH值增大，将泥浆中的颗粒分散，

颗粒表面负电荷增加，增强其吸附能力和水化膜厚度，从而提高泥浆的胶体率和稳定性。

在造浆过程中对泥浆池中的相对密度、粘度、酸碱度、胶体率等性能指标进行检测，泥浆的各项指标符合上表中的要求后投入使用，泥浆池中的泥浆循环使用前适检测其含砂率、相对密度、粘度、酸碱度胶体率等性能指标，泥浆池中泥浆的含砂率不宜超过0.5%。否则泥浆应经过沉淀后将沉淀物清理干，对泥浆池中的泥浆重新进行调配。砼灌注过程中快速聚集、分层而加速沉淀，沉淀后的泥浆用泥浆泵抽到泥浆池中,

经调制后再循环使用

7、钻孔

(1)用全站仪复核钻杆垂直度，开始旋挖钻进时，在护筒刃脚处，宜低档慢速钻

进，使刃脚处有牢固的护壁。钻至刃脚下1m后可按土质以正常速度钻进，再通过粉砂层时，放慢钻进速度，进尺速度不得超过3m/小时，增加钻机空钻循环圈数，以加强护壁效果。旋挖钻机挖出

的泥浆等用装载机清理出施工现场。

(2)每钻进2m或地层变化处应从钻筒取样查明土质并记录，与设计资料核对。

(3)桩基在旋挖钻进过程中要对桩

位进行复测，在孔深20米，40米及终孔时，

用检孔器(检孔器用钢筋做成，其外径等于钻孔桩孔径，长度等于孔径的4〜6倍)检

查垂直度、孔径，以便及时调整钻头直径。

(4)在钻进过程中，宜检测泥浆的主要指标，主要是检测泥浆的比重和含砂率。

(5)边旋挖钻进边用泥浆泵从泥浆池中向孔内注入泥浆，保持孔内的水头高度。

8成孔检测：桩基成孔后，用检孔器检查孔的中心位置、孔径，用筒式钻头清除

孔底沉淀，用测绳查测孔深，同时宜用钢尺复核测绳的长度。

9、清孔：检孔完成后用筒式钻进行掏渣清孔，清孔过程中速度不宜过快，同时保持孔内的水头高度。

10、钢筋笼制作、焊接安装

(1)钢筋笼制作：首先对施工图中各种规格的钢筋长度、数量核对，其次对圆盘条钢筋进行调直，钢筋表面应保持洁净和平直。钢材进场后用垫木或其他方法垫起，工地临时保管钢筋时，应选择地势高，地面干燥的露天场所，根据天气情况，在雨雪天气，必要时加盖雨棚布。钢筋加工时，按照施工设计图纸结合钢筋原材料尺寸进行配料、加工、制作、安装、不得随意改变钢筋长度和构造形式，所有钢筋加工、焊接

都符合下列要求：主筋间距在土10mm以内，箍筋间距在-20mm以内，骨架外径在土

10mm 以内，骨架保护层在± 20mm 以内，钢筋焊接接头断面积不大于50%。钢筋焊接前根据具体施工条件（特别是对焊施工）进行试焊，然后进行大批量施工。

（2）钢筋笼焊接安装：钢筋笼安装前应检查钢筋根数、直径、间距、钢筋笼是否变形，焊接