旋挖课件(晓港名城)

旋挖工艺简介2014年2月旋挖钻机在国际上的发展已经有几十年的历史，在中国也是在最近四五年才被逐渐认识和应用，虽然旋挖钻机进入国内市场的时间还不长，但它很快被工程业主和施工单位所认可。旋挖工艺简介一、晓港名城工程概况晓港名城工程位于小港湾旁，冠县路以西，拟建建筑物为多层及超高层建筑，该工程灌注桩有工程基础桩与工程支护桩，其中工程支护灌注桩共265根，桩径为800mm、1200mm两种规格。桩身混凝土强度为C30，支护桩终孔条件桩端嵌入基底面下不小于2m(3m),且入中风化岩不小于2m(3m).工程基础桩共97根，桩径为800、1000mm两种规格，混凝土强度为C40P8.桩基持力层为中风化花岗岩，嵌入深度为1D。因桩均需入岩且海边回填土中大块石较多，刚开始采用冲击钻施工，后因工期需要工地增设旋挖机一台施工。旋挖工艺简介二、旋挖钻机的钻进工艺旋挖钻孔施工工艺施工场地布置----钻机就位、护筒埋设----泥浆制备（湿挖）----钻孔施工----清孔----安放钢筋笼、灌注水下混凝土旋挖工艺简介旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺（或干式直接取土工艺，视工地现场地层条件如地下水水位基岩高度等而定）。旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻头自重切入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以使斗齿切入土层，此时可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完成钻孔取土。钻斗内装满土后，由钻机提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。每一循环视孔深不同约在1~5min内完成。每钻进一斗，入土0.5~0.8m。50m深桩孔，在一般地质条件下约100~200斗即告完成。软土层最高小时进尺能达到15m。旋挖工艺简介旋挖钻机无论是国外产品还是国产设备结构形式和工作原理大同小异，但所施工的地层千差万别，施工具体的技术要求又各有不同，它是通过选择不同钻头来满足上述的要求，科学地选择钻头及合理的使用钻头，在一定程度上能丰富旋挖钻机的施工工艺，拓宽旋挖钻机的施工领域。旋挖工艺简介影响旋挖钻头选用的因素很多，概括起来主要有三个方面：地层情况；钻机功能；孔深、孔径、沉碴厚度、护壁措施等具体要求。晓港名城根据地质情况选用3种不同钻头。那么如何根据地层情况来选用钻头呢？下面分类介绍。旋挖工艺简介（1）粘土：选用单层底的旋挖钻斗，如果直径偏小可采用两瓣斗或带卸土板的钻斗。（2）淤泥、粘性不强土层、砂土、胶结较差粒径较小的卵石层，可配用双层底的钻挖钻斗。（3）硬胶泥：选用单进土口的（单双底皆可）旋挖钻斗，或斗齿直螺。（4）冻土层：含冰量少的可用斗齿直形螺钻斗和旋挖钻斗，含冰量大的可用锥形螺旋钻头，需要说明的是，螺旋钻头用于土层（除淤泥外）皆有效，但一定有在没有地下水的情况下使用，以免产生抽吸作用造成卡死。旋挖工艺简介（5）胶结好的卵砾石和强风化岩石：需要配备锥形螺旋钻头和双层底的旋挖钻斗（粒径较大的用单口，粒径小的用双口）（6）中风基岩：配备截齿筒式取心钻头——锥形螺旋钻头——双层底的旋挖钻斗，或者截齿直形螺旋钻头——双层底的旋挖钻斗。（7）微风化基岩：配备牙轮筒式取心钻头——锥形螺旋钻头——双层底的旋挖钻斗如果直径偏大还要采取分级钻进工艺。旋挖工艺简介两种机型照片旋挖机钻头（适应于土层）两种机型照片冲击钻机利用卷扬机带动冲锤上下运动，冲击切削岩土成孔三、旋挖施工与冲击钻施工对比护筒施工对比相同点钢护筒的内径比桩径大200-400mm。钢护筒埋置高出施工地面0.3m。护筒中心基本与桩位中心重合，其偏差不大于5cm。检查护筒的竖直度。护筒斜度不大于1％。不同点干挖施工护筒坐落至基岩，代替泥浆护壁，晓港名城最深护筒达5-6米，缺点是护筒拔出困难，个别护筒拔不出来，最后埋人地下。旋挖工艺简介照片护筒埋深：

在黏性土中不宜小于1.0m,砂土中不宜小于1.5m。其高度尚应满足孔内泥浆面的要求（施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0米以上，受水位涨落影响时，泥浆面应高出地下水位1.5米以上.照片旋挖护筒埋深至基岩（干挖）护筒的作用护筒起固定桩位、引导钻头方向、隔离地面水免其流入井孔、保护孔口不坍塌并保证孔壁不坍塌等。成孔对比1、旋挖成孔可直接根据取出的土样进行判别是否达到持力层，冲击成孔需通过取样桶取样进行判别。2、旋挖工艺在原深处进行空转清土进行孔底清理，冲击工艺通过泥浆循环清孔。旋挖工艺简介钻孔过程中旋挖钻机操作要领和注意事项：①、在钻进过程中应时刻注意钻机仪表，如仪表显示竖直度有变化，应及时进行调整，调整后钻进。②、钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班的注意事项。③、因故停钻时，严禁钻头留在孔内，提钻后孔口加盖防护。旋挖工艺简介清孔：①、孔底清理紧接终孔检查后进行。钻到预定孔深后，必须在原深处进行空转清土（10转/分钟），然后停止转动，提起钻杆。②、注意在空转清土时不得加深钻进,提钻时不得回转钻杆。旋挖工艺简介桩长控制：端承桩成孔时，必须保证桩端进入持力层的设计深度，对于黏性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d,碎石类土不宜小于1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d.对于嵌岩桩嵌入完整和较完整岩面的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m.旋挖工艺简介照片旋挖机仪表盘照片冲击钻施工沉渣厚度测量厚度要求：端承桩≤50mm,摩擦桩≤150mm照片冲击钻成孔旁边为造浆黄土泥浆作用1、保护孔壁免于坍塌；2、悬浮钻渣，使钻进正常进行；3、钻进中冷却润滑钻头，避免高频冲击下钻头发热。照片冲击钻成孔旁边为泥浆循环管在含粗砂、砾砂和卵石的地层应优先采用泵吸反循环清孔，当采用正循环清孔时，前阶段应采用高黏度浓浆清孔，并加大泥浆泵的流量，使砂石粒能顺利的浮出孔口。1、施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上2、在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土，否则可能造成泥浆内悬浮的砂粒下沉而使孔底沉渣过厚并导致堵管事故3、灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25；含砂率不得大于8%，黏度不得大于28s.。旋挖工艺简介照片采用清渣桶清渣排渣可采用泥浆循环或抽渣筒等方法，当采用抽渣筒排渣时，应及时补给泥浆保持泥浆面高度。照片旋挖机成孔照片旋挖机成孔，钻头提出卸土照片钻头打开，卸土照片卸出的土堆放在周边，旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，钻斗倒出的土距桩孔口的最小距离应大于6m,并应及时清理。照片可直接判别孔底土样照片对岩样进行判别照片岩样进入基岩后，非桩端持力层每钻进300~500mm和桩端持力层每钻进100~300mm时，应清孔取样一次，并应做记录。照片冲击工艺取样首先取样桶沉至孔底取样照片对取样进行冲洗、判别照片两种工艺可明显看出所留样本大小不一（冲击钻样本在钻头冲击下呈砂状，旋挖样本为块状）。旋挖工艺比冲击钻工艺取样的优点直观，对起伏较大地形、地质复杂地形（裂隙较大、煌斑岩等）的端承桩尤为突出。晓港名城6号地块端承桩采用冲击钻，检测部分桩未至设计要求中风化，（已至超前钻及地质勘察报告标高并部分经勘察验样）最后补桩处理。个人认为原因为冲击钻工艺不能反映上述复杂地质情况。旋挖工艺简介照片样本留置钢筋笼绑扎吊装因端承桩各桩长度不一，相差较大（海边地形基岩起伏较大），成孔后及时根据孔深进行钢筋笼绑扎当钢筋笼需接长时，先将第一节钢筋笼利用架立筋临时固定在护筒部位，然后吊起第二节钢筋笼，对准位置用焊接或套筒连接。焊接时可以使用多台电焊机同时焊接以加快焊接速度。旋挖工艺简介照片灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm，水下灌注桩的主筋混凝土保护层厚度不得小于50mm.钢筋笼外侧需设混凝土垫块或采取其他有效措施，以确保钢筋保护层的厚度照片旋挖工艺：下笼前必须进行孔底清渣并及时灌注混凝土冲击钻工艺：下笼后混凝土浇筑前进行二次清孔端承桩和位于坡地、岸边的基桩应沿桩身通长配筋，摩擦灌注桩配筋长度不应小于三分之二桩长。下笼注意避免磕碰孔壁混凝土浇筑1、泥浆比重控制2、沉渣厚度控制3、塌落度控制4、导管控制（拼接、距孔底距离）5、桩顶高度控制旋挖工艺简介照片沉渣厚度需符合规范要求照片灌注混凝土1、每车混凝土灌注前检测混凝土的坍落度，坍落度应在180-220mm之间。塌落度过小易造成导管堵管。照片2、开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300~500mm。3、应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m照片4、导管埋入混凝土深度宜为2~6m,严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录灌注混凝土规定导管最小埋深是为了防止导管拔出混凝土面造成断桩事故，但埋管也不宜太深，以免造成堵管事故。5、灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的故障应记录备案6、应控制最后一次灌注量，超灌的高度宜为0.8~1.0m,凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级旋挖工艺简介灌注桩水下混凝土浇筑施工注意事项1、①、灌注开始后，应连续地进行，准备好导管拆卸机具，缩短拆除导管的时间间隔，防止塌孔。②、开始灌注后，当孔内混凝土顶面距钢筋笼底部1m时，要放慢灌注速度，，并仔细量测砼表面高度，以防钢筋笼上浮，当混凝土拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时，提升、拆除导管，使混凝土灌注导管底口高于钢筋笼底部2m以上，然后恢复正常灌注速度。③、钻孔灌注桩施工全过程中，现场技术员应真实可靠地做好记录，记录结果应经监理工程师认可，如钻孔记录、终孔检查记录、砼灌注记录。旋挖工艺简介2、砼堵管处理用吊车将料斗连同导管一起吊起，在50cm范围内小幅度上下提升三次，应注意的是切不可把导管提出砼面以外。为避免此类事故发生，应严格要求做到：导管要牢固不漏水，导管底距孔底距离太小；砼和易性坍落度要好；砼浇注必须要在初凝前完成，导管埋深控制在4～6m。旋挖工艺简介

3、钢筋笼上浮预防措施①砼底面接近钢筋骨架时，放慢砼浇注速度；②砼底面接近钢筋骨架时，导管保持较大埋深，导管底口与钢筋骨架底端尽量保持较大距离；③砼表面进入钢筋骨架一定深度后，提升导管使导管底口高于钢筋骨架底端一定距离。④在保证钢筋笼中心位置不变的情况下，通过四根定位钢筋将钢筋笼固定在钢护筒上。旋挖工艺简介二、旋挖施工与其他工艺施工的优缺点1、旋挖桩机施工的优点(1)施工速度快。由于旋挖桩机施工靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内提升运至地面,无需将岩土搅碎靠泥浆返出孔外,其施工速度较快，例如晓港名城的桩基施工中，一个直径1.0m，深15m的桩，冲击钻机需要3天才能完成一个孔，采用一台旋挖钻机，一天可完成3-5个同样的孔径和深度的桩孔，其工效是冲击钻机的10倍左右。旋挖工艺简介(2)施工精度比较高。施工过程对桩深度、垂直度、钻压、钻筒内装土容量等均可以通过机身电脑控制。(3)噪声小。旋挖桩机施工的噪声主要来自机身发动机的声音,其余部件几乎没有摩擦声,特别适合在市区或居民区使用。旋挖工艺简介(4)有利于环保。这是由于旋挖钻机通过钻头旋挖取土，再通过伸缩钻杆将钻头提出孔内再卸土。而冲击钻机则是由钻头在孔底对地层进行切削，同时通过泵抽吸（反循环）或泵从孔管道向孔底送泥浆（正循环），利用泥浆将孔底的泥土或切削下来的其他物料携带上来并排放到地面的泥浆池内，以致于现场泥浆污染非常严重，旋挖钻机（湿挖）虽然也使用泥浆，但泥浆仅仅用来护壁，而不用于排碴，成孔所用泥浆基本上等于孔的体积，且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用，晓港名城工程采用干挖施工，不产生泥浆。旋挖工艺简介(5)可自行行走,移机方便。旋挖钻机具有履带，可以自行走，只要场地承载力能满足旋挖桩机自重要求,其本身靠履带可以自行移动,无需其他机械配合。而传统的钻机的移位往往需借助吊车，即使有步履机构移动起来也非常缓慢。旋挖钻机钻进前对孔的定位非常准确、方便，而传统钻机对孔进行定位时很不方便。(6)机械化程度比较高。施工过程不需要人工进行钻杆的拆除和组装,无需进行泥浆清渣处理等,可降低工人的劳动强度,同时节约人力资源。旋挖工艺简介(7)无需提供动力电源。目前市场上使用的旋挖桩机都采用机身柴油发动机提供动力,对施工场地没有用电的情况下,尤其适用,同时也省去对电缆的拖运布设和防护,安全性相对比较高。(8)同条件下,单桩承载力比钻孔灌注桩高。由于旋挖桩机靠筒底角刃切土成孔,成孔后孔壁比较粗糙,同钻孔桩比较孔壁几乎没有泥浆的涂抹作用,成桩后桩体与土体的结合程度比较高,相对而言单桩承载力要高。旋挖工艺简介(9)适用地层广泛。由于旋挖桩机配置钻头的多样性,旋挖桩机可以适用各种地层（可以适用于淤泥质土、粘土、砂土、卵石层等地层）。在同一个桩施工过程可以全部由旋挖桩机完成,不需要选用其他机械配合成孔。(10)易于管理。由于旋挖桩机自身特点,同比钻、冲孔桩施工过程中所需机械和人员大大减少,同时用电要求不高,从管理角度来讲,易于管理和节省管理成本。旋挖工艺简介2、旋挖桩机施工的缺点(1)前期投入比较大。目前市场上国产旋挖桩机的售价在400万元左右,如果自购设备,一次性投入比较大。(2)自重大,