浅谈长螺旋钻机施工的原理及管理制度

　　摘要：该机液压步履桩架主要由顶部滑轮组、立柱、斜撑杆、底盘、行走机构、回转机构、卷扬机构、操纵室、液压系统及电气系统组成.

　　立柱为折叠式，采用箱形截面结构型式，法兰连接方式。立柱两侧配有圆形或方形滑道作为动力头、钻杆上下运动的导向和抗扭。此种钻机配备的箱形可折叠式立柱利用液压缸进行起降，方便快捷，运输时也不需拆卸。立柱下部与上盘铰接，中后部与斜撑杆铰接，立柱顶部有滑轮组，用来完成对动力头、钢筋笼和注浆导管等的起降。动力头可沿滑道上下滑动托运时可拆卸。

　　1工程概况

　　京津第二通道是国家干线(高速)公路网规划的重要组成部分，设计单位是北京市市政工程设计研究总院。根据北京高速公路建设的成功经验，对桥头填土工后沉降控制指标为5厘米，依据勘测设计报告，经沉降计算路基填方6-8米的工后沉降为24.5-41厘米，为避免工后沉降过大，缓解桥头跳车对路面、桥面及伸缩缝的破坏，提高车辆行驶的安全性和舒适性，设计院综合考虑技术、经济、施工进度，通过分析比较，对桥头采用CFG桩复合地基处理。

　　2FG桩复合地基简介

　　CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,CFG桩复合地基,是指通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体配比，使复合地基承载力的提高。它具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点,广泛应用于各类工程的地基处理和加固。一般有三种成桩施工方法:即振动沉管灌注成桩(适用于粉土、粘性土及素填土地基)、长螺旋钻孔灌注成桩(适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土)和长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩(适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地)。

　　3机械设备选用

　　本标段桥位下的土质组成为：轻亚粘土、中亚粘土、重亚粘土及重亚砂土，根据此土质组成,决定选用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩的方法进行施工。

　　长螺旋钻机成孔泵送混合料施工CFG桩采用先进的压灌技术，即钻孔与灌注混凝土合二为一，一次性完成。钻机钻孔至设计深度后提钻并同时用混凝土输送泵压入超流态混凝土，直至设计标高处成桩，既提高了成桩速度，减少缩径、塌孔及孔底沉渣等一系列质量问题，又解决了废浆外运等环保问题。

　　图1长螺旋钻机及混凝土输送泵

　　4施工工艺流程

　　施工工艺流程

　　4.1测量放样

　　测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量，并用平地机平整碾压后放出各桩的准确位置，将线路纵坡、横坡考虑在内后，原地面标高控制在正负5公分以内。施工桩顶高程控制在高于设计垫层底标高30cm处。根据设计图纸将施工区域进行划分，并将各桩进行编号，定机定人进行管理。

　　4.2桩位放点

　　桩位放点根据桩位平面布置图及设计图纸施工放样，用钢签在桩位处打孔并填满石灰做出标记。桩位偏差控制在100mm以内。放点工作完成以后，报请现场监理工程师进行检查验收。

　　4.3钻机就位

　　施工前测量场地标高，埋设控制桩，确定成孔控制深度，在钻杆上做出控制标志，并作记录并通知监理报验。桩位点经检验合格，钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。现场控制采用钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度。每一根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后方可开钻。

　　图2钻机就位

　　4.4钻孔、提钻、压灌、成桩

　　钻机就位稳定后,开始钻孔,当钻具钻至设计深度后,空转清土,以便使孔底虚土被钻出。

　　钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。钻进的深度取决于设计桩长，当钻头到达设计桩长预定标高时，于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处做醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。在正式施工时，当动力头底面到达标记处桩长即满足设计要求。施工时还需要考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。

　　在钻进过程中，当遇到圆砾层或卵石层时，会发现进尺明显变慢、机架出现轻微晃动。在施工时可根据这些特征来判定钻杆进入圆砾层或卵石层的深度。

　　图3钻机钻进

　　钻至设计深度后，用混凝土泵通过管路把坍落度为18--20cm的高流动的混凝土打入孔底，与此同时提钻，孔底单向活门自动打开，使混凝土流出，并使钻具在混凝土内埋深0.3--1.0m左右。提钻速度必须与混凝土的泵入速度相匹配，即混凝土的灌入量使孔内混凝土面抬升高度比钻头的位置始终高出0.3--1.0m，以防止出现断桩。

　　图4成桩

　　4.5移机

　　当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩排出的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。

　　4.6清理桩间土

　　CFG桩体达到一定设计强度后，用胶轮挖掘机将桩间土挖出，清理平整并压实。

　　4.7破除桩头

　　桩间土清理完毕后，集中进行桩头破除。采用切割机进行桩头破除，能避免桩体遭到破坏。破除的桩头及时运走。

　　4.8褥垫层施工

　　破除桩头后进行褥垫层施工。褥垫层厚度为50厘米，采用天然二灰稳定砂砾(最大粒径不超过3厘米)，按照路基施工标准层层碾压。

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