旋挖钻机在市政工程中的应用研究_工程管理

1、旋挖钻机在市政工程中的应用研究本文结合南京市宁溧路快速化改造工程，对3种类型钻机进行钻孔工艺比选，在该工程中钻孔灌注桩采纳旋挖钻施工。介绍旋挖钻机钻孔的工作原理及施工工艺，阐述旋挖钻在市政工程应用，对以后同类工程具有肯定的参考价值。1 工程概况宁溧路快速化改造工程位于南京市主城东南部，起于双桥门立交南端，最终麦德龙路，改造里程约2.5公里。其中SG1标段主要包括新建主线双向四车道高架及地面双向六车道改造，新建两条单向三车道匝道、四条单向单车道匝道等。共有钻孔灌注桩总计约335根，桩径1.21.5m，桩长2039m.该工程桩基处地质状况相对较简单，岩土层为杂填土、素填土、粘土、粉质粘土、粉质粘土

2、混卵砾石、强风化泥岩、泥质粉砂岩、中风化泥岩、泥质粉砂岩。工程场地位于突起带之间的基岩盆地中，沉积有厚层的泥质粉砂岩、泥岩和细砂岩，掩盖层厚度变化较大，且基岩岩面起伏变化也比较大。作为桩基持力层的中风化泥岩、泥质粉砂岩，属软岩-极软岩，遇水易软化。2 工程难点本工程施工主要难点：南京市区施工，交通压力大，施工区域极其狭小;工期较紧，桩基数量较多;地处闹市区和绿化带，环保要求较高;3 钻机选型针对施工现场的施工环境及上述施工难点，为满意工期及施工质量要求，主要对3种类型钻机钻孔工艺进行了讨论比选，3种类型钻机钻孔工艺区分见，表1.依据上述比较结果以及桩基施工的特点、工程地质条件和该工程对环境爱护

3、的要求，本工程选用BG200旋挖钻机，要求旋挖机同时配备筒钻头和螺旋钻头，在上层土层中使用筒钻头并掌握钻进速度;在进入较硬的基岩或砾石层后，用筒钻头难以钻进后，可采纳螺旋钻头与筒钻头交替使用的方法钻进。4 旋挖钻机施工工艺4.1 工作原理旋挖钻成孔首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使钻具快速达到桩位，利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的筒式钻头置放到孔位，钻机动力头装置为钻杆供应扭矩，加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆、钻头，钻头回旋破裂岩土，并直接将其装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断取土、卸土，直至钻到设计孔深。4.2 护

4、筒埋设护筒埋设是旋挖作业中的关键。护筒采纳12mm厚钢板卷制而成，护筒内径较桩径大20cm.在焊接接头处均加设15cm宽的钢带，护筒底加设50cm宽的钢带作为刃脚，以为加强钢护筒的整体刚度。首先采纳人工风镐破除既有道路沥青面层及路基层，然后利用旋挖钻机的桶型钻头进行开孔，开孔完毕后，利用钻杆桅杆上的副卷扬机起吊护筒，帮助人工推移，进行护筒埋设，护筒顶口高出地面约30cm.沿护桩拉十字线复核护筒中心，使护筒中心竖直线与桩中心线重合，并在护筒口用红油漆标识护桩方向线位置。经确认护筒平面位置的偏差不超过50mm，竖直线倾斜度不大于0.5%，则将其四周用粘土夯实。4.3 泥浆制备由于旋挖钻成孔极快，对

5、于护壁要求就更为严格，在泥浆制备上肯定要严格要求，否则极易造成塌孔。造浆材料选择优质膨润土，不能使用孔内原土造浆护壁，膨润土作为泥浆原料一般为用水量的8%，造浆前应依据泥浆性能指标的要求做泥浆协作比的试验，现场根据泥浆协作比用制浆机拌制泥浆并存入储浆池。特别状况下，在使用黏土作为造浆材料时应符合下列要求：自然风干后，用手不易掰开捏碎。干土破裂时，断面有坚硬的尖锐棱角。用刀切开时，切面光滑、颜色较深。水浸湿后有粘滑感，加水合成泥膏后，简单搓成1mm的瘦长泥条，用手指揉捻，感觉砂砾不多，浸水后能大量膨胀。4.4 钻进出渣旋挖钻机钻孔施工中，泥浆为单向供应，在孔口注浆即可，与常规钻机泥浆循环系统有较

6、大的区分，部分泥浆随筒钻出渣而排出，损耗较大，需要随时观看孔内泥浆标高，一般应高出护筒底口1m以上。由于旋挖钻机钻渣由筒钻直接取出孔口，需要装载机及运渣车辆协作，准时将钻渣转移至指定堆放场地。钻进至钻机显示深度在设计深度以上1m左右时，采纳经检定过的钢丝测绳进行精确测量，避开消失后期超钻深度过大。5 清孔由于旋挖钻的施工特点，能够采纳掏渣法进行清孔，对于后期 二次清孔是有利的。到达设计孔深前，最终一次下钻时采纳减压吊钻，并扫孔23圈，将孔底钻渣尽可能取出，并保证孔底大致平整。旋挖成孔后利用旋挖钻机掏渣钻斗进行掏渣，保证桩底沉淀层厚度符合设计及验标要求(摩擦桩不大于20cm)。在水下砼浇筑前，应

7、复查桩底沉渣厚度，不满意要求时进行二次清孔，二次清孔采纳高压风或泥浆置换法，泥浆置换法为常规施工方法，而高压风或者高压泥浆喷射，即在混凝土灌注前，对孔底进行高压射风或射泥浆数分钟，使沉淀物漂移满意沉渣厚度要求后，马上灌注水下混凝土。 5 旋挖钻在市政工程中的应用旋挖钻机具有成孔速度快、环境污染小、操作敏捷便利、适用性强的优点，结合该市政工程中桩基施工特点，在施工中需特殊留意以下几点：重视开挖探沟。市政工程的地下管线状况极其简单，涉及到自来水、国防、电信、煤气、电力等诸多方面，尽管开钻前就取得了地下管线的布置图，但有些老管线在图上可能漏标，管线图的精度也不能满意实际施工需要。假如贸然钻进，有可能

8、会造成严峻损失，同时影响进度。所以在桩位放样完成后，就必需开挖探沟，深度依据实际需求宜为13m.同时在埋设护筒的钻进过程中，肯定要缓速钻进，遇到特别状况马上停钻，提钻后查看状况。制作可移动式钢板泥浆池。在市政工程中，由于施工区的狭小，施工线较长，对环境爱护要求较高，制作可移动式钢板泥浆池，提高泥浆循环利用率，降低污染，加快施工进度。依据不同的地质条件，选择不同的成孔方式。针对本工程中地质较差的世纪广场旁桩基，从泥面至泥面下10m左右均为松散的建筑垃圾回填，采纳传统的方法不能满意其稳定性，避开塌孔大事发生，从而选择使用长度810m，壁厚1cm左右长护筒钻进成孔，再使用泥浆护壁，取得了比较好的效果

9、。对于地质条件比较好的，采纳螺旋钻+干成孔的方式，最终采纳筒钻扫孔，同时必需遵循“3个提前”(即提前制作钢筋笼，提前运至现场，提前在现场焊接)，争取钢筋笼一次性吊装完成，做好浇筑混凝土的前期预备工作。按放钢筋笼到浇筑完混凝土整过过程不超过40分钟，这样，避开塌孔，再次清理孔底的工作，加快了施工进度，同时也保证了桩身的质量。对于较简单的掩盖层状况时，此时操作人员需依据出渣土质以及进尺状况，合理掌握钻进速度和提钻速度，避开对孔壁造成较大的扰动，防止在钻进过程中发生坍孔事故。对于实际地质状况与地堪报告相差较大时，采纳不同旋挖钻进都无法钻进，钻齿磨损极大时，应准时停钻，防止损害旋挖钻机，此时可选择其他方式成孔，从而避开推迟工期，减小经济损失。BG200旋挖机具有回位定位功能，每次提钻抛土后就不需要进行对中，从而提高钻进效率，也保证桩位的精确。但由于市政工程的高强度要求，应当避开在钻进过程中为节省桩位复测时间，没有钻到设计标高就移动钻机埋设护筒，一旦发生，必需重新利用护桩对中，在钻进的过程中必需爱护护桩，不得一开钻就破坏护桩。6 结语在施工高峰期间共支配5台旋挖机，日均成桩4根，最高日成桩8根。相比一般回旋钻机，工效提高了将近1倍。由于采纳可移动式钢板泥浆