某双线特大桥工程旋挖钻机钻孔桩施工工艺

PAGE浅谈xx专长深公路立交双线特大桥工程旋挖钻机钻孔桩施工工艺1.概述长深公路立交双线特大桥钻孔桩工程，现场地形、地质情况跨长深公路特大桥全长2159.95m，中心里程DKK224+047.9，孔跨布置为1×24+1×32+3×24+15×32+（32+2×40+32）连续梁+7×32+1×24+27×32+3×24+5×32m。本桥桩基础为钻孔灌注桩，按摩擦桩设计,共计777棵，钻孔桩直径为φ1.0m桩长48m～71m。其中连续梁下桥墩设置钻孔桩16棵其余桥墩设置11棵。本桥钻孔桩施工采用旋挖钻机和回旋钻机共同施工。长深特大桥施工范围属冲洪积平原地貌，地势平坦开阔，地面高程50～55m。地表多为旱地，普遍种植农作物。线路附近多有村庄分布，桥渡区有多条公路通过交通条件较好。地质情况：上覆第四系全新统人工填筑土，第四系上更新统冲洪积层松软土、粉质粘土、黄土质粉质黏土、粉土、卵石土；本段内基岩埋藏较深。2.旋挖钻机与常规钻机比较的特点及适用范围2.1旋挖钻机不同与常规钻机的特点编号区别旋挖钻机回旋钻机1成孔工艺不同用筒式钻头成孔孔，将斗齿齿切削下来来的土直接接装进筒式式容器内，然然后由钻杆杆提出。用梳齿钻头、滚滚刀钻头等等将土切削削，通过循循环泥浆带带出孔口。2就位方式不同履带式行走体系系移动方便便，就位仅仅需几分钟钟，钻机整整体置于履履带上进行行钻孔作业业。通过吊车或人工工简易方法法就位，对对原地面要要求高，辅辅助工作时时间长3施工需求能源不不同由自带的柴油发发动机输出出动力来完完成钻机的的行走移动动和钻进工工作依靠现场提供大大功率电源源来完成钻钻孔工作，4钻进工效不同钻杆为液压伸缩缩式，与钻钻头相连，可可快速下钻钻和提钻，使使钻进速度度快，效益益高。钻杆间通过栓接接或销接，每每钻进到一一定深度，就就必须人工工加一节钻钻杆，速度度慢、效益益低。5自身稳定性的可可调程度不不同自身稳定性通过过底盘伸缩缩式履带调调整，机体体垂直度，钻钻杆垂直度度，成孔垂垂直度通过过电子监测测元件控制制，操作手手可直接读读取，操作作起来简易易方便自身稳定性和垂垂直度依靠靠垫在钻机机下面的方方木和楔块块通过人工工来调整，成成孔垂直度度只有在成成孔后可测测设。6使用的泥浆不同同由澎润土、烧碱碱、纤维素素根据不同同地质按一一定比例组组成化学泥泥浆，泥皮皮薄，护壁壁作用好，并并可重复利利用，环境境污染小。造浆材料一般为为桩体自身身土质，遇遇到砂性土土加些粘土土或澎润土土即可。2.2旋挖钻机的适用范围〈1〉从对地层的适宜性来讲，既适用于粘性土，也适用于砂性土，还适用于强度不高的风化岩。〈2〉从钻孔的方式来讲，既可以湿钻，也可以干钻。〈3〉从钻孔桩的类型来讲，既可以钻直孔，也可以钻斜孔，最大桩径可达2.5m,最深桩长可达100m。〈4〉从施工空间来讲，不需要提供较大的工作面即可作业，这是其他钻孔灌注桩所无法比拟的。缺点是对于流塑状态的粘性土和松散的砂性土，则必须解决泥浆问题，并慎重选用。旋挖钻成孔施工的主要配套机械设备序号设备名称型

号数量用

途1旋挖钻机意马AF2201台钻孔2装载机ZLM40E1台铲运弃渣3

吊

车16T1台下钢筋笼，导管管，砼灌注注4电焊机30KW3台焊接钢筋笼5砂石泵6PS1台清孔6泥浆泵3PNL3台成孔排污8震动筛

1台化学泥浆的净化化，重复利利用7发电机75KW1台备用电源8全站仪、水准仪仪

各1套测量放线3.施工工艺3.1工艺原理旋挖钻机将整体自重置于可自动行走的履带式底盘上，以自带柴油发动机输出动力来提供施工现场所需要的大功率电源，利用筒式钻斗底部的斗齿，在液压油缸的加压下钻进，切削土体，并压入容器内，然后由钻杆提出筒式钻头，至孔口后快速回转倒土。护壁泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素等根据地质情况按一定比例配置而成，并随着旋挖钻进用泥浆泵持续注入孔内，起到静压护壁作用，以保证水头压力，如此反复循环完成成孔作业。成孔达到设计深度和质量要求后，安装钢筋笼和导管，灌注水下混凝土。旋挖钻孔灌注桩的特别之处在于制备泥浆和补充泥浆，在钻孔过程中，要制备符合性能指标的泥浆，同时要及时补充泥浆，以确保孔内水头压力，防止塌孔。3.2施工操作要点（1）桩位的测量放样采用全站仪坐标法来进行桩的中心位置放样，放样后四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。桩位用ø10mm、长度35-40cm钢筋打入地面30cm（四周填以水泥砂浆或混凝土来保护）作为桩的中心点，然后在桩位周围做上标记，既便于寻找又可防止机械移位时破坏桩点。（2）埋设护筒护筒的作用为固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水流入孔内，保证孔内水位高出地下水位或施工水位，增加水头高度，保护孔壁不坍塌，确保成孔质量。A、护筒的要求护筒选用整体式钢制护筒，壁厚5—8mm，高度3m，内径120cm。为了增加护筒的刚度，防止周转使用中的变形，在护筒的上口和中部的外侧各焊一道加劲肋。B、护筒的埋设在埋设护筒前，首先对场地进行平整，垫高、清除杂物。施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，在钻头的端部临时连接一扩孔器，使成孔直径可达115cm，深度略小于护筒的埋深，然后用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中，从钻头连接扩孔杆至钻进挖深到安放好护筒仅需15分钟。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上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大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%，则将其四周用粘土填实，准备下一道工序的施工。（3）钻孔A、钻机就位旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。B、调制化学泥浆:化学泥浆调制的好坏是钻孔桩施工是否顺利的一个关键性指标，经过反复实验，本大桥用泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素制成，其各组成成分性能和用量如下：膨润土：他具有相对密度低、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、造浆能力大等优点。烧碱（Na2CO3）：调整泥浆的pH值，使其保证在8—10的偏碱性范围内，以保证水化膜的厚度，提高泥浆的胶体率（稳定率）和稳定性，降低失水量，同时避免了因pH值过小而引起钻头锈蚀和粘土颗粒难于分解而降低粘度，也避免了pH值过大而引起粘土颗粒凝聚力减弱而造成裂解使孔壁坍塌。纤维素（CMC）：增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。钻孔中化学泥浆性能指标和用量如下膨润土纯碱占用土量纤维素

占用土土量水

m3相对密度粘度Pa.s酸碱性pH胶体率(%)砂率

(%)1t5Kg0.5Kg131.08-1．．2019-238-10≥956-8C、泥浆循环系统的布置根据现场实际情况，设置一个造浆池和泥浆净化、循环系统，具体布置如下图所示：D、钻进当钻机就位准确，泥浆制备合格后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳,提斗要慢，特别是在孔口5～8m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度,如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆，使孔内水头保持一定高度，以增加压力，保证护壁的质量。同时，做好整个过程中的钻进记录，随时根据不同地质情况调整泥浆指标和旋挖速度。在钻孔过程中，根据不同的地质情况，主要用了以下四种钻头：挖土钻头、挖砂钻头、筒钻、螺旋钻头。其成孔性能如下：①、挖土钻头：是最常用的钻头，在钻头底部有两扇仅可向斗内方向打开的合叶门。当钻进时，斗齿切削孔底土，经合叶门将土压入斗中，当回次进尺完成提升钻头时，斗内的土在自重作用下将两扇门关紧，防止土掉入孔内。出孔口后，通过钻杆上压盘挤压钻头上弹簧螺杆，使合叶门打开到出斗中土。②、挖砂钻头：用于钻进砂性土地层，也可用于孔底清渣。整体结构与挖土钻头基本一样，只是在底部为双层，双层底可以相对旋转一个角度，实现进土口的打开与关闭。钻进时进土口为打开状态；进尺结束，钻头反向旋转一个角度，进土口关闭，钻头成完全密封状态，将土取出。这主要是基于砂性土无粘结力而设计。③、筒钻：整体结构与挖土钻头基本一样，只是底部没有封口。主要用于施工孔内的胶结岩层，该岩层整体性好，强度大，利用桶钻的剪压作用，破坏岩层的整体性，从而达到进尺的目的。与螺旋钻配合使用效果更佳。④、螺旋钻头：依靠螺旋叶片之间的空间收集从孔底切削的土体，主要用于钻进胶结层，由小及大，循序渐进，达到破坏胶结层的整体性，从而达到进尺的目的。与桶钻配合使用效果更佳。另外，对于粘性土，特别适宜干法钻进。弃渣外运与钻进同步进行，每从孔内出几桶钻渣，就用装载机及时的外运至弃渣场，以减少现场施工干扰，减少弃渣对桩孔的压力，确保施工现场的文明和质量安全。E、清孔、检孔、成孔验收清孔：根据钻孔桩桩底的设计标高和护筒顶标高，计算出钻孔深度，用测绳检测孔深，到位后进行清孔。清孔采用挖斗反复捞取沉渣，直到其厚度符合规范和设计要求，然后注入纯度较高的化学泥浆，置换出孔内的钻孔泥浆，保证清孔后的各项指标符合现场实际地质情况的需要。检孔：主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检孔器用ф22的钢筋加工制作，其外径等于设计桩径（100cm），长度为6m。检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器6米的长度判断其下放位置。如上下畅通无阻直到孔底，表明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。成孔验收：成孔达到如下质量标