旋挖钻施工技术在桥梁桩基工程中的应用

　　旋挖钻成孔施工技术是钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法，其是利用膨润土静态无循环泥浆护壁，直接旋挖钻斗取土，待岩土挖松后直接提钻带出孔外，并可将粒径较大的卵砾岩块等直接带出孔外。当前，随着桥梁建设的发展，桥梁基础桩基数量越来越多、桩径越来越大，施工技术难度也逐步加大，而旋挖钻施工技术因其具有成孔效率高、质量好、速度快、环保无噪音、钻机移位灵活方便、桩孔对位方便准确等优点，越来越受到施工单位的欢迎。

　　1 旋挖钻机成孔的工艺原理及优点

　　1.1 旋挖钻机成孔工艺原理

　　旋挖钻机成孔施工法，又称钻斗施工法，其是在钻杆柱下端连接一个可闭合开启的钻斗，钻斗底部及侧边有带耙齿的切削刀具，借助钻具自重和钻机加压力，使钻具钻齿切入地层中，动力头带动钻杆旋转，在回转力矩作用下钻头同时回转，旋转切削挖掘土层，并将切削挖掘下来的土渣纳入钻斗内。待斗内装到相当数量后，由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土。这样循环往复，不断地取土、卸土，直钻至设计深度，最终形成桩孔。

　　1.2 旋挖成孔工艺的主要优点

　　1. 钻头将破碎的岩土直接从孔内取出，成孔施工速度快(与转盘钻机相比，其速度是它的)5-10倍。

　　2.由于旋挖钻机的特殊成孔工艺，它仅需静压泥浆护壁，且孔壁泥皮薄，有利增加桩侧摩阻力，保证桩基设计承载力，孔底沉渣少，易于清孔，故成桩质量好。

　　3.可采用干挖或回收泥浆，使用泥浆较少，约为正反循环钻进工艺所需泥浆的1/20～1/10，因而环境污染较小，且节省了造浆和排污费用，降低了施工成本。

　　4.钻孔深度可达80m以上，钻孔直径可达2.5m以上。

　　5.可实现多工艺钻进，特别适用于土层、砂层、胶结较松散，粒径小于10mm的卵砾石层，不适宜粒径大于10mm的卵砾石层，也不适宜施工嵌入岩石的桩。

　　2旋挖钻成孔施工工艺

　　2.1施工前，应先平整场地，软弱地基要压实，并做好场地排水，防止桩机倾斜位移。

　　2.2桩机就位前，应进行测量放线，即用两根互相垂直的直线相交于桩点，定出十字控制点，以确定桩位。测好的桩位必须复测，误差控制在5mm以内。

　　2.3 护筒埋设

　　1.护筒埋设由人工与旋挖机配合完成，利用旋挖钻机进行开孔，人工配合埋设护筒。

　　2.护筒采用钢护筒，长度4m 以内采用厚4～6 mm的钢板制作，长度大于4m 的采用厚 6～8 mm钢板制作;护筒埋置较深时，采用多节护筒连接使用，连接形式采用焊接。焊接时保证接头圆顺，同时满足刚度、强度及防漏的要求。

　　3.一般情况下要求护筒厚度不低于8mm，当桩径大于1.5m时要求护筒厚度 10mm～16mm为宜;护筒长度以3m～6m为佳。

　　4.对于深厚杂填土的土层采用壁厚为10mm的长钢护筒穿越，由旋挖钻机将钢护筒压入土层中，护筒底埋置于稳定土层中至少0.5m;护筒顶面高出地面20 cm，内径大于钻头直径100mm，上部开设2个溢浆孔。

　　5.护筒的埋设应准确，护筒中心与桩位中心应一致，偏差不得大于5cm，倾斜度偏差不大于1%。

　　2.4 旋挖成孔

　　1.在旋挖钻机成孔过程中，采用静态泥浆护壁钻进工艺;泥浆的配制根据土层情况与其他泥浆护壁钻孔灌注桩相同。在配制过程中，泥浆比重：岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4;粘度：一般地层16-22，松散易坍地层19-28;含砂率：新制泥浆不大于4%;胶体率：不小于96%;PH值：8-10。

　　2.一般，应根据地质情况控制进尺速度，由硬地层钻到软地层时，可适当加 速;当软地层变为硬地层时，应减速慢进;对硬塑层采用快转速钻进;砂层则采用慢转慢速钻进;钻进过程中应随时清除积土和地面散落土。

　　3.应严格控制钻斗的提升速度在0.75～0.85m/s，含砂土、软土的桩提升速度应小于0.75 m/s，钻斗提升速度过快，容易塌孔。

　　4.在钻进的过程中，随着旋挖钻进孔深的增加及泥浆损失，应及时向孔内注入泥浆，保持对孔壁的静液压力，泥浆一般应高出护筒底口lm以上。

　　5.成孔允许偏差：孔径：不小于设计孔径D;孔深：小于设计孔深，并进入设计土层;孔位中心≤100mm;孔深：倾斜度≤1%;沉渣厚度≤20cm。

　　6. 钻斗倒出的土距桩孔的最小距离应大于 6m，且应及时清除。

　　2.5 清孔

　　旋挖至设计标高后，用简式钻头在原处继续旋转数圈进行掏渣清孔。清孔速度不宜过快，并保持孔内泥浆的水头高度。下入钢筋笼后，再测孔底沉渣厚度是否超标，如超标则用吊机吊起钢筋笼，旋挖钻机进行二次清孔，直至泥浆各项指标、孔底沉渣等符合设计及规范、验标的要求为止，严禁采用加深孔底深度的方法来代替清孔。一般，清孔的质量应符合以下要求：泥浆相对密度：1.06-1.10g/cm3;含砂率<2%;粘度18-20s;胶体率>98%;pH值：8-10;沉渣厚度≤20cm。

　　2.6 钢筋笼安装

　　1.钢筋笼采用分节下放、孔口焊接的方式安装。

　　2.钢筋笼骨架外侧设置控制混凝土保护层厚度的垫块，竖向间距为2m，径向圆周不少于4处。

　　3.钢筋笼的吊装采用三点起吊，保持笼轴线重合;入孔时须保持垂直状态，避免碰撞孔壁，一旦遇阻立即查明原因，禁止晃动和强行冲击下放;在吊装时，先将下节笼挂在孔口，随即吊起第二节进行焊接，逐节焊接下放，各节笼焊前须对上下节主筋位置进行校正，使上下节保持垂直。

　　4.如节段较多时，可在现场先水平焊接两节，一起起吊，减少成孔后在孔口钢筋笼的焊接时间。

　　2.7 浇筑水下混凝土

　　钢筋笼安装完毕后，尽快下放导管浇灌混凝土。一般，混凝土应具有良好的和易性，其坍落度控制在180～220mm;首批灌注水下混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度和填充导管底部的需要，导管底端应距孔底30-50cm;混凝土应连续灌注，中途停顿时间不大于30min;导管埋置深度控制在2～6m;灌注的桩顶标高比设计高出0.8～1.0m。同时，在浇筑过程中要做好泥浆的回收，泥浆可循环利用，做到减少损失，保护环境。

　　3结束语

　　综上所述，旋挖钻机成孔工艺是一种较新的施工技术，具有成孔效率高、质量好、速度快、环保无噪音、钻机移位灵活方便、桩孔对位方便准确等优点，近年来在我国许多大型基础设施建设工程的施工中得到了广泛应用。

　　参考文献：

　　[1]何智杰.桥梁工程旋挖钻施工技术[J].技术与市场，2011(8).

　　[2]王晓乾，刘元良，杜清.青岛海湾大桥海上大直径桩基旋挖钻施工成孔工艺介绍[J]. 公路，2009(9).

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