浅谈旋挖钻机施工

[摘 要] 桩基施工中，比较常见的钻机类型有正、反循环钻机和潜水钻机，特别是正循环钻机使用最为广泛。但近年来，随着国民经济的飞速发展，在市政建设、公路桥梁、高层建筑等工程的基础建设中对桩基的施工要求也越来越高，传统的钻机逐渐被成孔速度快、成孔质量高、环境污染小、临时占地少、机动灵活的优势见长的旋挖钻机所替代。现从旋挖成孔施工法的特点，工艺，质量控制，常见问题及处理等方面对旋挖钻机的施工进行了扼要介绍。

[关键词] 旋挖钻 施工特点 工艺流程 质量控制

一、旋挖成孔施工法特点

旋挖钻成孔施工法，又称钻斗施工法或土钻施工法，成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削工具，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时将切削挖掘下来土渣装入钻头斗内，钻斗装满后提出孔外卸土，如此循环成孔的成孔方法。此施工法具有低噪音、低震动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点；缺点是在粘性较大的粘土淤泥土层中施工时，回转阻力大，钻进效率低，容易糊钻。该施工法适用于填土、硬土、粉土、砂性大、砂卵砾石层、软中硬基岩等地层。成孔后，具有桩孔沉渣少，孔壁泥层薄，桩侧摩阻力发挥更好等优点。

二、旋挖成孔施工工艺

1、旋挖成孔施工工艺流程参见下图

2、清孔

旋挖钻进至设计终孔标高后，将钻头留在原处继续旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗中，其钻后需对孔底虚土进行清理。套管干式旋挖，可向孔底投入素混凝土捣实或直接将虚土捣实；使用泥浆孔可用前述清孔办法。下入钢筋笼后，再测孔低沉渣是否超标，如超标则进行二次清孔。

3、操作要点

(1)根据地层正确选择钻正类型结构，软土层选择模型齿、小切削角、小刃角、齿宽销大；硬土层则选用较大切削角、较窄的弯曲齿套；粘土层的齿间距宜大些，以免糊钻。

(2)孔口护筒应高出地面20-30CM，保持泥浆面高度，以形成足够的泥浆压力，并随时向孔中补充泥浆；

(3)钻进硬层，回次进尺深度太小，斗内钻渣太少时，可用小直径筒形齿状钻斗，先钻一小孔，然后再用钻斗扩孔钻进；也可用短螺旋钻进；然后再下钻斗捞渣；

(4)钻进砂砾石层，为保护孔壁稳定；可事先向孔内投入适量粘土球；下入孔内的钻斗，其底盘进渣口必须装闭合阀板，以防提钻时砂砾石从底部漏落孔内。

4、施工现场管理要点

(1)施工准备阶段

管理要点：①施工计划的安排 ②机具的正确选择 ③施工地基的加固 ④临时设备的准备 ⑤现场障碍物的清除 ⑥泥浆的配比与制备

(2)桩位放样阶段

管理要点：按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样，就位、对中。

(3)钻机安装阶段

管理要点：①机台的调整 ②临时桩的重新确认 ③水平度与垂直性的控制 ④桩心的对正

(4)钻孔施工阶段

管理要点：①下护管 ②钻头升降 ③速度 ④泥浆的管理

(5)钻入持力层

管理要点：①确认持力层 ②钻入持力层

(6)成孔检查

管理要点：①清孔前孔深、孔径、孔壁、垂直度检查 ②清孔后处理

注意：在成孔过程中与灌注前，根据需要应及时补充泥浆。

三、旋挖施工常见事故及解决方法

A、桩孔偏斜

①原因：钻机安装不水平。

解决方案：钻机调平

②原因：方形钻杆不竖直。

解决方案：确保钻杆竖直

B、孔壁坍塌

①原因：护筒的埋深位置不合适。例如护筒埋在粉细砂或粗砂层中，砂土由于水压漏水后容易坍；另外，由于震动和冲击的影响，使护筒的周围和底部地基土松软造成坍塌。

解决方案：将护筒底部贯入粘土中约0.5M以上

②原因：地面上重型施工机械的重量和其作业时的震动以及地基土层自重力影响常导致地面以下10-15M左右处发生孔壁坍塌。

解决方案： 事前充分调查地面下10-15M附近的土质是否有松砂等易塌土层。施工时采用稳定液，尽量减少施工作业震动影响

③原因：孔内水位不够

解决方案： 经常使孔内水位高出下水位2M以上

④原因：钻斗上下移动速度过快，致使水流以较快的速度由钻斗和钻孔之间的空隙中流过，冲刷孔壁；有时提钻时在其下方产生负压而导致孔壁坍塌

解决方案：按孔径大小和土质条件来调整钻斗的伸降速度；按照钻孔阻力考路必要的转矩决定钻斗的转数

⑤原因：稳定液施工管理不良

解决方案：稳定液的配比上，特别是在比重、粘度、过滤性及物理或化学稳定性等方面考虑到地基条件及施工机械等件设定合适的数值，将其做为目标进行质量管理

⑥原因：有砾石层等强水层漏水

解决方案：选用比重和粘度较大的稳定液

⑦原因：下钢筋笼时碰撞孔壁，使泥膜和孔壁破坏

解决方案：从钢筋笼绑扎，吊插以及定垫板按装等环节均应充分注意

⑧原因：钻斗刃间磨损，钻头伸降时碰坏孔壁

解决方案： 按需要堆焊刃尖，调整钻斗外径与刃尖之间的距离

C、桩身断面缺损

主要原因：稳定液与混凝土的置换性不良

解决方案：选用与混凝土不相混合的稳定液

四、结束语

综上所述，因旋挖钻机可自行行走，故施工较为方便，且旋挖钻成孔施工具有低噪音、低震动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点，且针对适宜的土质采用旋挖钻比采用冲击、循环钻进行施工又具有加快工程进度，并可保证工程质量的特点，是一种较好的施工方法。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家行业标准.公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版.2000.

[2]王见.旋挖钻施工简介[J].公路,2005(10):35-37.

[3]刘建国.桥梁桩基旋挖钻施工新技术的应用[J].岩土工程界,2002(12):63-64.