基于旋挖钻施工工艺技术实践探究

摘 要：钻孔灌注桩中相比较更先进的一种方法是旋挖钻机，这种方法的优点就是施效率很高，在工程项目对工期要求紧张的工程中很适用。通过对该施工工艺的研究，总结出了旋挖钻施工的技术要求及控制要点，对类似工程具有借鉴意义。本文对基于道路桥梁的钻孔灌注桩技术进行了实践探究。

关键词：旋挖钻施工 钻孔灌注桩 实践探究

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0108-02

现在随着社会的快速发展，科学技术的日新月异，生活节奏也变得越来越快，这将势必导致人们对交通工具及交通条件的要求也越来越高。为缓解交通压力，适应人们逐步提升的快节奏生活，高速铁路、高速公路、快速化通道等一系列工程建设将应用而生，在此突起的工程建设中，桥梁施工是一项非常关键的施工工艺。其中，钻孔灌注桩中相比较更先进的一种方法是旋挖钻机，这种方法的优点就是施效率很高，在工程项目对工期要求紧张的工程中很适用。钻孔灌注桩作为桥梁施工的隐蔽工程，是工程质量保证的重要环节之一，对于此项工艺施工必须注意以下几点控制要点。

1 设备特点

在粘性土、粉质土、沙土等土层施工时可以使用旋挖钻机，在钻机钻头旋转、削土、提升、卸土反复运行过程中形成孔，该方法还具有功率高、速度快、方便位移、准确定位、工作效率高、超低噪音、更环保的特点。

2 施工工艺

2.1 施工方案确定

对于旋挖钻成空灌注桩施工，首先要进行地质情况调查，在适合旋挖钻施工的地质情况的前提条件下再综合比较。旋挖钻机由于设备笨重、自行能力较弱、对场地要求较高等不利因素，要充分进行考察后再根据地质情况确认旋挖钻机的性能与型号。

2.2 施工准备

钻孔桩施工之前，要对工程的设计文件进行仔细的研究，尽快的熟悉并掌握施工的流程，发现问题后及时提出，并想办法解决；还要进行实地考察工作，对工程施工的场地及周围的环境进行勘测，确定是否具备施工的良好条件，然后根据实际情况制定切实可行的施工方案。根据工程施工的实际情况，要至少配备一台泥浆滤砂器和一台反循环泥浆泵，为了方便回收和重复利用，钻孔的时候，要使用泥浆滤砂器对泥浆进行净化。按照工程施工标准，对桩基情况进行了解，然后科学合理的安排钻机数量和位置，以便工程顺利施工，推进施工进度。进行钻孔工作的时候，一般要按照“先钻受汛期影响大，后钻受汛期影响小”的规律来施工。

2.3 施工工艺

（1）机械就位、护筒埋设。

①将施工场地处理平整，旋挖钻机底座场地必须保证平整、夯实，防止钻机在运作过程中发生沉陷。

②用十字线在确定的桩位周围做出四个控制桩位，将四个控制桩位作为互通埋设的基准。

③护筒埋设：护筒由厚度6～8 mm钢板制成，护筒直径比桩基孔径大200～300 mm，每节护筒长度1.5～3.0m，护筒至少高出地面30 cm，以防止杂物、泥水流入孔内。

④人工应该和旋挖钻机相互配合进行护筒的埋设，通过旋挖机钻斗产生的挤压来调整护筒埋设过程。

（2）泥浆调制。

①因钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用，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，调制出良好泥浆的各项性能指标尤为重要。泥浆相对密度：1.02～1.10；粘度：18～22 s；砂率≤4%；泥皮厚度：

②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。

③采用泥浆搅拌机制浆，进行集中制浆，旋挖钻孔在每2个墩之间设置1个造浆池、1个回浆池，另外2个墩之间将原地面平整，用作避让车及存放钢筋笼使用。泥浆造浆材料选用优质膨润土。泥浆池周围用钢管制作防护栏，防护栏刷红白相间油漆。挂绿色防护网，并在靠便道侧正面悬挂安全标志标牌。

④在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。

（3）钻孔施工。

①钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完毕，施工队对钻机就位自检。

②钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。

③在钻进埋设护筒深度及护筒下1米钻深范围内，应该对钻孔位置进行复核与控制，防止因原地面底层多样性造成的孔位偏移，如发现偏移量超出验收标准允许范围，应对偏移部位用粘土回填夯实后，重新钻进。

④钻孔作业应分班连续进行，不中断，认真填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。

⑤当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。

（4）改善钻斗护壁能力。

在施工的开始时期，旋挖钻机会有提升料筒时提升力明显变大，孔壁颈缩现象。分析之后发现，筒式钻斗在提升钻斗时因为完全没有护壁保护，下部负压力作用很大，因此会发生“吸钻”，进而出现孔壁颈缩。由此可见需要改进筒式钻斗。将四块双曲面护壁钢板两两对称，焊在筒壁上（或增设导流槽），双曲面护壁直径在钻头旋转时要小于2 cm孔径，避免孔壁在升降时被破坏。通过施工发现，提升过程中钻头被改造后明显降低液压系统压力，显著改善钻孔颈缩。

（5）控制钻斗钻进、提升速度。

①旋挖钻机钻进过程中应严格控制钻进速度，避免钻进尺度较大，造成埋钻事故。

②若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.75～0.80 m/s，当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。

3 钻孔灌注桩在施工中质量通病防治

3.1 防止杂质进入桩靴

在地下水位较高或者有许多泥土的土层中，因为桩靴的活瓣闭合不严密，使得水、泥土等杂质进入到桩靴内。在这个时候，要进行处理工作，方法是拔出桩管把泥土等杂质清理干净，将活瓣修理好后，再用砂回填，重新进行打桩管。

3.2 断桩

在地面下不同硬度层间的交接处经常出现断桩的现象，出现断桩的主要原因有：土层之间的硬度不同，承受的打桩作用力不同；桩之间的距离小，一个桩在承受打桩力的时候会传递到另一个桩上；桩身的砼终凝时间很短，抗压能力差，承受不了太大的外力。要想减少断桩现象的出现，就要加大桩间距，而且新桩的距离更要加大，从而减小相邻桩的影响。

3.3 吊脚桩

桩底部分的砼出现隔空或砼中进入了泥沙使得桩身产生松软部分指的就是吊脚桩。这时因为桩底的强度不够，受到外力变形，使得泥沙进入桩管。在道桥梁梁工程施工过程中，如果出现了吊脚桩的情况，要及时的进行处理，直接回填成孔重新进行浇筑新桩或将桩管拔出对桩底桩靴进行修正。

3.4 缩颈

缩颈就是灌注的桩其中部分桩径缩小，使得其截面与工程施工标准不符。在含水量大的粘性土中进行沉管施工作业时，土体受到桩管的挤压，容易产生裂隙，当桩管被拔出后，新灌注的砼将受到很大的压力，使得桩身出现缩颈的情况。在道桥梁梁工程施工的现场，一定要观察砼落下后的情况，如果发现问题，就要及时采用复打的方法进行处理。

4 施工注意事项

（1）由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，避免钻机发生沉陷。

（2）钻机施工中检查钻斗，发现侧齿磨坏及钻斗封闭不严时必须及时整修。

（3）泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行入浆，避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部，致使护筒底部土质松散。

（4）因粘土层中钻进过深易造成颈缩现象，在钻机施工时应严格一次钻进深度。

（5）钢筋笼或探孔器向孔内放置时，应由吊车吊起，将其垂直、稳定放入孔内，避免碰坏孔壁，使孔壁坍塌，在砼浇筑时出现废桩事故。

（6）根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。

（7）其他施工工艺事项，应严格按照桥涵施工技术规范和标准进行施工。

5 旋挖钻机成孔优点

（1）因该钻机操作由全液压系统控制，能保证桩基垂直度、孔位、孔深、沉淀厚度等各项指标全部达到施工规范要求。

（2）该钻机适用不同地质情况，成孔效率高，约8 h左右即可成孔，1天成孔2～3个，是回旋钻机成孔的4～5倍，因此使用于工期要求紧的工程项目。

（3）孔壁稳定性好，成孔后清孔彻底，施工进度快。

（4）施工噪音低，不污染环境，使用于环境保护要求高的施工地区。

6 结语

通过对工程施工实践的探究，旋挖钻机施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔效率高、适应性强、环保的优点。由于旋挖钻机所形成的孔壁较粗糙，增加了桩侧摩阻力，克服了回旋钻机桩侧摩阻力低以及孔底沉渣多、泥浆管理差的缺点。尽管旋挖钻机投资较高，但适应性强，最终的经济效益综合指标还是远大于回旋钻机，可见旋挖钻机是一种理想的施工工艺。

参考文献

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