旋挖钻孔灌注桩施工技术

旋挖钻孔灌注桩施工技术

作者：杨明辉

来源：《城市建设理论研究》2013年第04期

摘要：旋挖钻机作为基础工程机械中的新型机种，经过十几年的推广应用，目前已被大量应用于公路及铁路、桥梁、水利工程、城市建筑工程等桩基工程之中。本文结合具体工程项目详细阐述大直径旋挖钻孔桩施工工艺控制要点及质量控制指标，供读者借鉴。

Abstract: as a new type of rotary drilling rig foundation engineering machinery, through the application of more than ten years, and has been widely used in pile foundation engineering of

highway and railway, bridge, water conservancy project, city construction.In this paper, combining the concrete project details of large diameter rotary drilling points and quality control index to control the construction technology of bored pile, offer reader reference. 关键词：旋挖钻孔桩；施工技术；泥浆；水封混凝土

Keywords: rotary drilling bored pile; construction technology; slurry seal concrete; 中图分类号：U443.15文献标识码：A 1、前言

旋挖钻是通过动力头转动底门镶嵌斗齿的桶式钻斗切削岩土，并将原状岩土装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。

由于其高效、节能、低噪声、低污染、地层适应性较广等优点、受到越来越多施工单位的青睐。

2、工程概况

新建山西中南部铁路通道汤阴东(不含)至日照南(含)段工程线路西起汤台线汤阴东站，东至日照南站。将军渡黄河特大桥起点位于河南省台前县，跨越黄河主河槽后结束于山东省梁山县。桥跨布置为74-32m简支T梁+1-128m钢桁梁+7-48m简支箱梁+1-100 m钢桁梁+10-128m钢桁梁+50-48m简支箱梁+1-128m钢桁梁+81-32m简支T梁+3-24m简支T梁+7-32m简支T梁。中铁大桥局一公司负责将军渡黄河特大桥0#台～74#墩基础及下部结构，74#～93#墩基础及下部结构、48m简支箱梁施工、128m简支钢桁梁架设、桥面系及附属结构施工。主桥钻孔桩直径2米，桩长77～86米不等，桩基穿越土层主要为粉土、粉质粘土、粉砂、细砂、中砂，其中砂层厚度约占桩长一半。桩基主要位于黄河岸滩属旱地钻孔桩。

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3、主要施工工艺

3.1 钻机选型及主要工艺部署

钻孔桩施工应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件选择钻机类型，同时兼顾工期、经济成本等影响因素。综合各方因素，本工程主桥钻孔桩采用三一重工机械有限公司生产的SR360C型旋挖钻机。本机型最大钻孔直径可达2.5米，最大钻深超过100米。钻孔施工采用静态泥浆护壁，直升导管法灌注水下混凝土。两个墩位交替连续作业，缩短建设工期。 3.2 场地布置

根据设计要求结合现场实际情况合理布置施工场地，做到四通一平。规划行车路线时，使便道与钻孔桩的位置保持一定的距离，以免影响孔壁稳定。场地布置尚应考虑钻机作业移位；泥浆循环系统布置；混凝土浇筑作业；排水系统等情况。 3.3 桩位放样

按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样。使用GPS或全站仪准确放样各桩位，使其误差在规定范围内。 3.4 护筒的制作与埋设

护筒直径2.3米，长6米。采用12mm厚钢板分节制作，焊接连接。焊接时保证接头圆顺。

在准确放样的前提下埋设护筒，如果钻孔桩在陆地上进行，一般采用挖坑法。在易缩径的淤泥质粘土和易垮孔的松散杂填土地层和沙层宜采用振动锤下护筒和动力头驱动器下护筒，必要时可采用导向架辅助施工。

护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2米，并高出施工地面0.5米。沉设到位的护筒，顶面允许偏差为50mm，倾斜度允许偏差为1％。 3.5 泥浆的制备与泥浆池的设置

泥浆调制原料尽可能选用膨润土，普通粘土塑性指数应大于25。材料缺乏时，可用略差的粘土增加30％的塑性指数>25的粘土；使用亚粘土时，其塑性指数≥25，大于0.1mm的颗粒≤6％，所选粘土中应不含石膏，石灰或钙盐类化合物。当性能指标难以满足要求时，则应加入外參剂，外參剂量的确定按JTJ041-2000的规定试验确定。 调制泥浆粘土用量可按下式计算：

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q=vρ1={(ρ2﹣ρ3)/( ρ1-ρ3)}×ρ1

式中：q-每m3泥浆所需的粘土质量kg; v-每m3泥浆所需的粘土质量 m3 ρ1-粘土的密度 kg/ m3 ρ2-要求泥浆的密度 kg/ m3 ρ3-水的密度ρ3=1000kg/ m3

泥浆的各项技术指标应因地层的情况不同做不同的调整。针对本工程的地质状况经实践泥浆比重控制在1.1～1.2；黏度18s～24s较为合适。

旋挖钻孔桩中泥浆池的合理设置也是钻孔作业中较为关键的工作之一。根据需要应设置制浆池、储浆池、沉淀池、循环槽、泥浆分离器等。两个墩位共用一个制浆池，制浆池的容积应不小于桩身体积的2.5倍。储浆池通过设置在制浆池中的泥浆泵注浆。储浆池与孔口之间设补浆槽；孔口与沉淀池之间设回流槽。沉淀池与制浆池之间亦通过沉淀槽相连，沉淀槽长度10～20米沿途设滤砂网，同时在沉淀池口制浆池口设置滤砂网，防止砂粒进入泥浆循环系统，必要时可采用泥浆分离器净化泥浆。钻孔时回流槽关闭泥浆通过补浆槽自动向孔口补浆。灌注水下混凝土时补浆槽关闭泥浆通过回流槽进入沉淀池沉淀。 3.6 钻机就位

钻机就位时要检查钻机的性能状态是否良好，检查回转半径内是否有障碍物影响回转。钻机地盘不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷；钻机安置尚应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。 3.7 成孔

在施工中应根据不同地质情况，选用合适的钻头和施工方法。钻头的类型很多，常用的分为两大类：回转钻头，嵌岩钻头。

回转钻头，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。嵌岩钻头，适用于碎石土、中等硬度的岩石及风化岩层。

对于相同的地层使用同一钻进扭矩，不同的斗齿刃前角度，钻进效率不同。经过大量的试验：对于硬度较小的第四地层、强风化层和少冰冻土层，选取45°～65°为宜；钻比较硬的地层时斗齿刃前角应稍小些，选取25°～45°为宜。

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成孔前必须检查钻头的保径装置，钻头的直径、钻头的磨损情况，施工过程中对钻头磨损超标的及时更换。