旋挖钻施工工法43943.docx
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1、旋挖钻施工工法1、前言 我国在公路桥梁上采用钻孔灌注桩基础始于20世纪50年代末期,最初采用人工转动钻头钻孔,随着施工工艺的改进和各种钻孔设备的出现,逐渐出现了正反循环钻、冲击钻、冲抓钻、潜水钻、螺旋钻、旋挖钻、人工挖孔等多种成孔工艺,成孔桩径可达3米以上,桩长可达到100米以上。近年来,旋挖钻成孔施工工艺以其低噪音、低振动、钻进速度快、施工现场内移动就位方便、施工占地面积小等诸多优点得到了广泛推广,尤其在市政工程和施工工期较紧、桥梁分布较分散的高速公路上应用较多。2、工法特特点旋挖钻与常常规回旋旋钻机在在使用功功能或施施工方法法上相比比较具有有以下特特点。 2.1成孔孔工艺不不同旋挖钻机用用
2、筒式钻钻头成孔孔,利用用钻杆和和钻斗的的旋转将将斗齿切切削下来来的土直直接装进进筒式容容器内,然然后由钻钻杆提出出。通过过钻斗的的旋转、削削土、提提升和出出土,多多次反复复成孔。常规回旋钻钻机一般般用鱼尾尾钻锥、三三翼或四四翼钻锥锥等将土土切削,通通过循环环泥浆带带出孔口口。 2.2就位位方式不不同旋挖钻机通通常采用用履带式式行走体体系,移移动方便便,就位位仅需几几分钟,钻钻机整体体置于履履带上进进行钻孔孔作业。常规回旋钻钻机通过过吊车或或人工简简易方法法就位,对对原地面面要求高高,辅助助工作时时间长。 2.3施工工需求能能源不同同旋挖钻机由由自带的的柴油发发动机输输出动力力来完成成钻机的的行
3、走移移动和钻钻进成孔孔工作。常规回旋钻钻机需要要依靠施施工现场场提供大大功率电电源来完完成钻孔孔工作。 2.4钻进进工效不不同旋挖钻机钻钻杆为液液压伸缩缩式,与与钻头相相连,可可快速下下钻和提提钻,使使钻进速速度快,效效益高。常规回旋钻钻机的钻钻杆之间间通过栓栓接或销销接,每每钻进到到一定深深度,就就必须人人工加一一节钻杆杆,速度度慢、效效益低。 2.5自身身稳定性性的可调调程度不不同旋挖钻机自自身稳定定性通过过底盘伸伸缩式履履带调整整,机体体垂直度度,钻杆杆垂直度度,成孔孔垂直度度通过电电子监测测元件控控制,操操作手可可直接读读取,操操作起来来简易方方便。常规回旋钻钻机自身身稳定性性和垂直直
4、度依靠靠垫在钻钻机下面面的方木木和楔块块通过人人工来调调整,成成孔垂直直度只有有在成孔孔后可测测设。 2.6使用用的泥浆浆不同旋挖钻机使使用的泥泥浆由膨膨润土、烧烧碱、纤纤维素根根据不同同地质按按一定比比例组成成化学泥泥浆,泥泥皮薄,护护壁作用用好,并并可重复复利用,环环境污染染小。常规回旋钻钻机使用用泥浆的的造浆材材料一般般为桩体体自身土土质,遇遇到砂性性土加些些粘土或或膨润土土即可。3、适用范范围 旋挖钻钻适用于于填土层层、粘土土层、粉粉土层、淤淤泥层、砂砂土层、短短螺旋不不易钻进进的含有有部分卵卵石或碎碎石的地地层以及及强度不不高的风风化岩层层。成孔孔孔径一一般在113mm,最大大成孔孔
5、孔深可达达1000m。对对于地质质情况较较好不易易坍孔的的土层除除了可以以采用泥泥浆护壁壁湿钻外外还可以以选择干干钻以降降低工程程成本。4、工艺原原理 旋挖钻钻成孔施施工法,又又称钻斗斗施工法法。成孔孔原理是是在一个个可闭合合开启的的钻斗的的底部及及侧边,镶镶焊切削削刀锯,在在液压伸伸缩钻杆杆旋转驱驱动下,旋旋转切削削挖掘土土层,同同时使切切削挖掘掘下来的的土渣进进入钻斗斗内,钻钻头装满满后提出出孔外卸卸土,如如此循环环形成桩桩孔。 5、施工工工艺流程程及操作作要点5.1施工工工艺流流程图5.1 钻孔灌灌注桩(旋挖成成孔)工工艺流程程平整场地桩位放样 钻机就位开孔制作护筒埋设护筒并注泥浆及时补
6、充泥浆旋挖钻进钻渣及时清运清孔钢筋笼制作和运输吊装钢筋笼吊装砼导管二次清孔制备砼试件拌制和运输混凝土灌注水下砼拔出导管拔出护筒由工艺流程程图可知知,当钻钻孔灌注注桩采用用旋挖成成孔时,由由于钻斗斗需要多多次上下下往复作作业摩擦擦孔壁,容容易发生生坍孔事事故,因因此在钻钻孔过程程中,要要制备符符合性能能指标的的高质量量泥浆,同同时要及及时补充充泥浆护护壁,以以确保孔孔内水头头压力,防防止坍孔孔。5.2操作作要点5.2.11合理布布置施工工现场,清清理场地地内影响响施工的的障碍物物,低洼洼处用粘粘土回填填,达到到“三通一一平”,挖好好泥浆循循环池。5.2.22钻孔前前使用全全站仪采采用逐桩桩坐标法
7、法施放桩桩位点,放放样后四四周设护护桩并复复测,误误差控制制在5mmm以内内,待甲甲方或监监理验收收合格后后方可进进行成孔孔施工。5.2.33设置护护筒:根根据桩位位点设置置护筒,护护筒的内内径应大大于钻头头直径22003000mm,护护筒位置置应埋设设正确稳稳定,护护筒中心心和桩位位中心偏偏差不得得大于550mmm,倾斜斜度的偏偏差不大大于1%,护筒筒与坑壁壁之间应应用粘土土填实。施施工中,护护筒的埋埋设采用用旋挖钻钻机静压压法来完完成。首首先正确确就位钻钻机,使使其机体体垂直度度、钻杆杆垂直度度和桩位位钢筋条条三线合合一,然然后在钻钻杆顶部部带好筒筒式钻头头,再用用吊车吊吊起护筒筒并正确确
8、就位,用用旋挖钻钻杆将其其垂直压压入土体体中。护护筒埋设设后再将将桩位中中心通过过四个控控制护桩桩引回,使使护筒中中心与桩桩位中心心重合,并并在护筒筒上用红红油漆标标识护桩桩方向线线位置。护护筒的埋埋设深度度:在粘粘性土中中不宜小小于1mm,在砂砂土中不不宜小于于1.55m。护护筒应高高出地面面2030ccm,随随即注入入泥浆,并并应保证证孔内泥泥浆液面面高于地地下水位位1m以以上。5.2.44钻机就就位:钻钻机就位位应保持持平稳,不不发生倾倾斜、位位移,钻钻头对准准孔位开开启电机机进行开开孔。旋旋挖钻机机底盘为为伸缩式式自动整整平装置置,并在在操作室室内有仪仪表准确确显示电电子读数数,当钻钻
9、头对准准桩位中中心十字字线时,各各项数据据即可锁锁定,勿勿需再作作调整。钻钻机就位位后钻头头中心和和桩中心心应对正正准确,误误差控制制在2ccm内。5.2.55旋挖钻钻进:当当钻机就就位准确确,泥浆浆制备合合格后即即开始钻钻进,钻钻进时每每回次进进尺控制制在600cm左左右,刚刚开始要要放慢旋旋挖速度度,并注注意放斗斗要稳,提提斗要慢慢,特别别是在孔孔口58m段段旋挖过过程中要要注意通通过控制制盘来监监控垂直直度,如如有偏差差及时进进行纠正正,而且且必须保保证每挖挖一斗的的同时及及时向孔孔内注浆浆,使孔孔内水头头保持一一定高度度,以增增加压力力,保证证护壁的的质量。5.2.66 清孔孔:钻进进
10、至设计计孔深后后,将钻钻斗留在在原处机机械旋转转数圈,将将孔底虚虚土尽量量装入斗斗内,起起钻后仍仍需对孔孔底虚土土进行清清理。一一般用沉沉渣处理理钻斗(带带挡板的的钻斗)来来排出沉沉渣,若若沉淀时时间较长长,则应应采用水水泵进行行浊水循循环。5.2.77钢筋笼笼制作应应符合设设计要求求,钢筋筋笼存放放场地应应平整,钢钢筋笼应应先进行行隐蔽工工程验收收方能下下放,下下放时应应保证钢钢筋笼顺顺直,严严禁摆动动碰撞孔孔壁,就就位后焊焊制定位位钢筋。5.2.88钢筋笼笼下放至至设计深深度后,立立即安装装混凝土土灌注导导管,避避免导管管与钢筋筋笼碰撞撞,遇导导管下放放困难应应及时查查明原因因。导管管一般
11、由由直径为为20003000mmm的钢管管制作,内内壁表面面应光滑滑并有足足够的强强度和刚刚度,管管段的接接头应密密封良好好和便于于装拆。5.2.99二次清清孔:将将头部带带有1mm长管子子的气管管插入导导管内,气气管底部部与导管管底部最最小距离离2m,压压缩空气气从气管管底部喷喷出,如如能使导导管底部部在桩孔孔底部不不停的移移动,就就能全部部排出沉沉渣,对对深度不不足100m的桩桩孔,须须用空吸吸泵清渣渣。灌注注混凝土土前的孔孔底沉渣渣厚度应应满足要要求。5.2.110灌注注水下混混凝土:配制的的混凝土土强度等等级必须须满足设设计要求求,并应应具备良良好的和和易性。开开始灌注注混凝土土时,为
12、为使隔水水栓顺利利排出,导导管底部部至孔底底的距离离宜为330550cmm,使导导管一次次埋入混混凝土面面下1.0m以以上,灌灌注过程程中导管管埋深宜宜为26m,严严禁将导导管提出出混凝土土面,设设专人测测导管埋埋深及管管内外混混凝土液液面高差差。混凝凝土必须须连续灌灌注,灌灌注的桩桩顶标高高应预加加一定的的高度,一一般应比比设计高高出5001000cmm,预加加高度可可于基坑坑开挖后后凿除,凿凿除时候候应防止止损坏桩桩身。处处于地面面及桩顶顶以下的的钢护筒筒,可在在砼灌注注完毕提提起,在在提起过过程中,要要防止提提起过快快过猛,造造成填土土杂物或或淤泥夹夹入砼,影影响桩身身质量。灌灌注完毕毕
13、后,整整理冲洗洗现场,清清除设备备、工器器具上的的砼积物物。 6、材料与与设备旋挖钻成孔孔施工作作业的主主要配套套设备大大致见下下表:表6.1 旋挖钻钻成孔主主要配套套设备序号设备名称规格型号数量用途1旋挖钻机Z2001台钻孔2挖掘机1m3 1台清理平整场场地、装装弃渣3自卸汽车5T2台运弃渣4吊车16T1台下钢筋笼、吊吊装导管管、协助助灌注砼砼5泥浆泵3pnl2台泥浆循环护护壁、排排浆6发电机75KW1台备用电源、钢钢筋笼焊焊接7电焊机BX4000-13台焊接钢筋笼笼8全站仪尼康1台桩位放样9水准仪DS31台高程测量7、质量控控制7.1钢筋筋笼质量量检验标标准7.1.11主控项项目1) 主筋
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