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旋挖钻机施工工艺

2021-04-09 10:04:27

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工工艺.广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程,配合不同钻具,适应于干式(短螺旋),或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业。

钻孔机的旋挖钻进成孔工艺:旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻孔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,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。以下对旋挖钻机施工工艺进行探讨。

(1)清水施工工艺的成孔工艺流程:

在成孔过程中不需泥浆护壁,而是钻头在慢速旋挖过程中自造的泥浆对孔壁起到一定稳定作用,在旋挖钻进过程中,钻头往返于孔底与地表之间,所形成的孔壁比较粗糙。旋挖钻孔灌注桩的桩土之间的咬合作用较强,能较好地反映出混凝土桩体与黄土及粉质粘土之间的相互作用效应。

(2)场地布置原则

根据设计要求合理布置施工场地,先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。在进行场地整平后,组织有资格的测量放样人员,将所有桩位放出,钉好十字保护桩,做好测量复核,并记录放样数据备案;规划行车路线时,使便道与钻孔位置保持一定的距离;以免影响孔壁稳定;施工场地为旱地而且在施工期间地下水位在原地面以下时,将场地平整夯实,清除杂物;场地位于浅水时,采用筑岛后在顶面安装钻孔机,筑岛顶面高出施工水位1.0m左右;钻孔机底盘不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷;钻孔机的安放位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。

(3)桩位放样

桩位放样,按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样,进行钻孔的标高放样时,应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点的位置,使其误差在规范要求内。

(4)钻孔机就位

钻孔机就位时,要事先检查钻孔机的性能状态是否良好。保证钻孔机工作正常。

(5)埋设钢护筒

(6)在准确放样的前提下埋设护筒,埋设护筒的方法和要求,应符合JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》(以下简称《规范》)的规定。如果钻孔是在陆地上进行的,则一般采用挖坑法,比较简单易行。

(7)钢护筒埋设工作是旋挖钻孔机施工的开端,钢护筒平面位置与垂直度应准确,钢护筒周围和护筒底脚应紧密,不透水。

(8)埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样,把钻孔机钻孔的位置标于坑底。再把钢护筒吊放进坑内,找出钢护筒的圆心位置,用十字线在钢护筒顶部或底部,然后移动钢护筒,使钢护筒中心与钻孔机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查,使钢护筒坚直。此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填含水量的粘土,要分层夯实,达到密实度。以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落,如果护筒底土层不是粘性土,应挖深或换土,在坑底回填夯实300-500mm厚度的粘土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方,夯填时要防止钢护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊紧,防止下窜。

旋挖钻机施工

(9)钢护筒的制作及埋设的原则

长度4m以内的钢护筒,采用厚4—6mm的钢板制作,长度大于4m的钢护筒,采用厚6~8mm钢板制作;钢护筒埋置较深时,采用多节钢护筒连接使用,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;钢护筒的内径应大于钻头直径,具体尺寸按设计要求选用;钢护筒埋设深度应满足设计及有关规范要求。若桩孔在河流中,应将钢护筒埋置至较坚硬密实的土层中深0.5m以上;钢护筒顶高出施工水位或地下水位1.5-2.0m,并高出施工地面0.3m;钢护筒埋设前,先准确测量放样,保证钢护筒顶面位置偏差不大于5cm,埋设中保证钢护筒斜度不大于1%;埋设钢护筒前,采用较大口径的钻头先预钻至护筒底的标高位置后,提出钻斗且用钻斗将钢护筒压入到预定位置。用粗颗粒土回填护筒外侧周围,回填密实。

地质情况记录按相应的地质的相关的表记录;旋挖钻孔机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》,主要填写内容为:工作项目,钻进深度,钻进速度,及孔底标高;《钻孔记录表》由专人负责填写,交接班时应有交接记录;根据旋挖钻孔机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录,绘制孔桩地质剖面图,每处孔桩必须备有土层地质样品盒,在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间;旋挖钻孔机孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认,由设计单位确定是否进行变更设计;钻孔时要及时清运孔口出渣,避免妨碍钻孔施工、污染环境;钻孔达到预定钻孔深度后,提起钻杆,用测量孔深及虚土厚度(虚土厚度等于钻深与孔深的差值)。

(11)成孔检查

成孔达到设计标高后,对孔深、孔径、孔壁、垂直度等进行检查,不合格时采取措施处理。成孔检查方法根据孔径的情况来定,当钻孔为干孔时,可用重锤将孔内的虚土夯实,采用直接用测绳及测孔器测,若孔内存在地下水,可采用泵吸反循环抽浆的方法清孔,则采用水下灌注混凝土施工的方法进行钻孔的测孔工作,清孔时合理控制泥浆的粘度与含砂率;经质量检查合格的桩孔,及时灌注混凝土。

(13)清孔

清孔是孔桩施工,保证成桩质量的重要一环,通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求,采用正循环回转钻进技术的清孔方法为:桩孔终孔后,将钻具提高20~50cm,采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆,并维持正循环30min以上,直到清除孔底沉渣且使孔壁泥质、泥浆含砂量小于4%为止。工程桩孔因有较厚的松散易坍土层,清孔后不能立即终孔,而在孔内下入钢筋笼,安装好灌浆导管后施行二次清孔作业,以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求,保证砼成柱质量。

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