旋挖钻机成桩工艺及质量控制探讨.doc

1、1旋挖钻机成桩工艺及质量控制探讨摘要:本文根据兰州市西固区烟草公司库房建设项目，地基基础的施工经验,详细介绍旋挖钻机对钻孔灌注桩的施工工艺和质量控制。 【关键词】旋挖钻机;施工工艺;质量控制 Abstract: According to the Xigu District of Lanzhou city tobacco companies warehouse construction project, foundation construction experience, detailed introduction of rotary drilling rig to drill hole fi

2、lling pile construction craft and quality control. Key words : rotary drilling rig; construction technology; quality control 中图分类号：U213.1+5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02 一、前言 旋挖钻机是钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法,该施工方法主要特点是施工效率高,适用于工期要求紧的工程项目。在兰州市西固区烟草公司库房建设项目，地基基础的施工中发挥了充分的作用,同时使现场技术人员掌握了新技术,加快了施工进度,确保了

3、工程质量。 2二、工程概况 兰州市西固区烟草公司库房建设项目，地基基础采用钻孔灌注桩,桩径分别为 0.8m 和 1.2 m 桩长为 16-20 m 不等,数量为 610 根。地层为黄河二级阶地，主要为第四系冲积物以亚砂土、卵石为主,上层为亚砂土,厚度为 1012m 下部卵石 510m,一般地基承载力在 90260kpa。 三、施工工艺 （一） 机械就位、护筒埋设 桩基定位后,根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制桩为基准埋设钢护筒。为了保护孔口防止坍塌,形成孔内水头和定位导向,护筒的埋设是旋挖作业中的关键。护筒选用 10mm 厚钢板卷制而成,护筒内径为设计桩径 20cm,高度 2.3m

4、,上部开设 1 个溢浆孔,护筒埋设时,由人工、机械配合完成,首先用旋挖机挖斗挖一个与孔径相同、深度等同护筒埋入地下部分深度的基坑,然后利用钻机旋挖斗将其静力压入土中,其顶端应高出地面 30cm,以防止杂物、泥水流入孔内并保持水平,埋设深度 2m,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于 50mm。护筒埋设要保持垂直,倾斜率应小于 1.5%。施工场地平整处理,保证旋挖钻机底座场地应平整、夯实,避免在钻进过程中钻机产生沉陷。 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 2

5、cm 内。 （二）泥浆 1、泥浆护壁原理 3确定是否用泥浆护壁，主要取决于地层情况；如遇到原生的、稳定的或强夯的黄土层较密实、成桩底部在地下水位以下的情况下，不用泥浆护壁，可挖干桩。在成桩地层为密实的沙土、砾砂、园砾或风化岩，无易坍塌的流沙层且地下水位基本在桩底的情况下，不用泥浆护壁，可挖干桩。其余情况一律要用泥浆护壁，以免造成混泥土超方、钻孔坍塌、埋钻等事故，增加没必要的损失。 护壁原理：帕斯卡定律指出封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化,将毫无损失地传递至流体的各个部分和容器壁。水由于受到重力作用对容器底部有压力,因此水对容器底部存在压强。液体具有流动性,对容器壁有压力,因此液体对

6、容器壁也存在压强。液体压强原理可表述为:液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度各个方向的压强大小相等,不同的液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。 通过上述可以得出: （1） 、各个方向都有压强; （2） 、同一深度处,压强一致; （3） 、深度越大,压强越大; （4）同一深度,液体密度越大,压强越大。 通过帕斯卡定律可以看出随着桩深延长其压强增大;而泥浆比重越大其压强越大;压强同时作用在孔底和孔壁;压强与桩径的大小无关。 2、泥浆制备： 在钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水等作用,又因泥浆是粘稠液体,可以悬浮钻渣,

7、为此泥浆是保证孔壁稳定的重要因素。由于地基岩土中又夹有粉砂土层、亚砂层,地面水位较高的特点,因此在旋挖4施工中调制出良好泥浆的各项性能指标尤为重要。 泥浆采用优质膨润土、纯碱(Na2CO3)纤维素(cmc)制成。 施工过程中随时检测清孔后灌注砼时泥浆的各项性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用,避免发生施工事故。 （三）钻孔施工 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 58m 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

8、一定高度(一般控制在水位低于地面以下 20cm 左右为宜)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,根据本标段的地质情况,施工中主要采用挖土钻头和挖砂钻头。 弃渣外运与钻进同步进行,从孔内提出钻渣,直接用自卸车及时外运至弃渣场,以减少现场施工干扰,减少弃渣对桩孔的压力。 （四）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规范要求,方可施工。 （

9、五）钢筋笼的加工、存放、运输与现场吊装 钢筋笼在钢筋加工厂加工,并临时存放在钢筋加工厂,炮车运输。为5保证钢筋笼吊装安装时不变形,钢筋骨架在加工时设置强劲的内撑架,防止钢筋骨架在运输和就位时变形。钢筋笼吊装时采用三点起吊,先把钢筋笼吊竖直后,再检查是否有弯曲变形并加以纠正。 （六）二次清孔 由于安放钢筋笼及导管时间较长,孔底产生新的沉渣,待安放钢筋笼及导管就序后,进行二次清孔,待孔内泥浆技术指标均达到下列要求:泥浆含砂率2%,粘度 1720S,比重 1.031.10,孔底沉淀土厚度 180cm 桩基小于 30cm,150cm 桩基小于 20cm 时,终止清孔,立即进行水下混凝土灌注。（七）灌筑

10、水下混凝土 砼灌注工作开始后,必须连续不断地进行并且每斗砼灌注间隔时间尽量缩短,拆除导管所耗时间严格控制,一般不超过 15min,不能中途停工;在灌注砼过程中,随时探测砼高度,及时拆除或提升导管,注意保持适当的埋深,导管埋深一般保持在 26m。灌注的桩顶标高应比设计高出0.50.8m,以保证混凝土强度,多余部分接桩前必须凿除,残余桩头应无松散层。 （八）成桩检测 灌筑砼完成 7 天后对每个桩做无破损检测,依据设计、施工规范对45m 以上桩基进行超声波检测,45m 以下进行小应变检测。 参考文献： 1、王引生;水头护壁J;岩土工程学报;1980 年 04 期; 2、钻孔灌注桩经验交流会J;铁道建筑;1980 年 01 期 63、郭玉文。旋挖钻机在北京城市铁路高架桥桩基施工中的应用j。铁道建筑技术，2001（12） 。 4、周红军。我国旋挖钻进技术及设备的应用与发展j。探矿工程，2003（2） 。 5、 工程浆液的应用领域2008 精品课程 作者简介： 任晓明，男，甘肃白银，本科，甘肃煤田地质局一三三队工程师，主要从事煤田地质勘查、工程地质勘察、地基处理等工作。