浅谈旋挖钻施工工艺及特点

文/廖鹏,中交路桥南方工程有限公司

浅谈旋挖钻施工工艺及特点

文/廖鹏,中交路桥南方工程有限公司

随着我国经济建设和科学技术的快速发展，我国的公路桥梁建设得到了极大的发展，全国各地高速公路的不断竣工，使桥梁的施工技术日趋完善，特别是桩基础施工，以往的施工工艺方式已经不能满足现在的标准化施工，不能质量与效率兼顾，但近些年出现的旋挖钻施工，较冲击钻、循环钻等施工工艺具有很大的优越性，其工作效率是冲击钻和人工挖孔桩的好几倍，不仅对场地的要求较小，且不会对周围的环境有太大的影响。本文结合几座大小桥桩基础施工，对旋挖钻施工工艺及特点做一介绍。

旋挖钻；工艺；特点

1 旋挖钻施工工艺

1.1 施工准备

首先在施工前需要做的是熟悉，复核图纸，根据钻孔现场复核桩位及原地面标高，然后修建便桥便路，保证现场“四通三看一平”四通即通电、通水、通路，通讯；三看即上看电线电缆等悬空物，中看建筑、树木等障碍物，下看光钎、光缆、电线、电缆、水管、管道等地埋物品；一平即场地平整。保证这几个条件的情况下，钻头，护筒、泥浆泵、水泵等施工过程中需要的机械材料都应该提前准备好，需要配置的工人是否足够，还有不管工人施工经验欠缺还是丰富，施工前的技术交底与安全交底是必不可少的。

1.2 测定孔位

根据图纸准确测定放样孔位，并埋设十字护桩。同时将原地面与桩顶标高进行再次校核比较，如果有明显超过设计与规范要求，及时上报相关部门及单位，以防止造成后期施工的不方便与影响桩基桩位、标高等的控制。

1.3 护筒的埋设与校正

护筒的作用主要为控制桩基桩位、钻头的导向、保护桩基孔口，防止孔口的坍塌，拉高桩基内水头高度、保证孔壁的稳定性。根据放设的桩位，准确的进行护筒的埋设，并保证护筒高于原地面30cm，护筒直接大于桩径15-20cm。倾斜度不大于1%，护筒中心与设计桩位偏差不大于5cm，且护筒周围密实不松软，嵌入坚硬密实土层至少0.5米.做好护筒周围的排水，防止外来水影响护筒的稳定性与施工的安全性。埋设好护筒后再次进行桩位的复核，保证护筒与护桩的准确性。旋挖钻护筒埋设时主要利用其动力头驱动器正反转动与油缸的加压将护筒切入土层中，若无法切入土层，配合挖机开挖换填密实后切入土层或者直接埋入护筒后将护筒周围填土夯实。

1.4 钻机就位钻进

检查旋挖钻机的性能状态是否满足开工条件，根据桥梁的地质报告、选择合适对应的钻头、钻杆。钻机就位后就行钻头的对位于定位，下放钻头接触土层后，旋转开挖，利用钻头的自重及油缸的加压进行钻进，当钻头内装满土渣后，将钻头提出孔内弃掉斗内渣料，反复这个过程钻进，当弃料达到一定量时及时清走，保持场面干净清爽。钻进过程中要定时查看钻进的进度、保持孔内水位距离护筒顶面50cm内，及时记录地层的变化与调整钻进的速度，且与设计图纸做比对，地层变化时及时取渣样留存并准确做好记录编号以便分析备查。钻进过程中观察测量钻头的大小，必要时使用探孔器检测钻孔的桩径与垂直度，定时查看泥浆的泥浆比重，含砂率，粘度，如果发生明显变化时及时调整。成孔后再次检测桩身桩径，桩长，垂直度。

1.5 导管安放及混凝土的灌注

灌注水下桩使用的是插入式丝扣连接的导管，此种类型导管可以更好的保证导管的气密性，且拆除与安装速度更方便迅速，灌注前要对导管进行气密性的检测，漏斗底口隔水装置的严实行检查，漏斗体积的计算，保证首批封底混凝土能够埋置导管不少于1米，且灌注混凝土要连续紧凑，严禁中途停顿。导管下放过程中要认真记录下放的管节长度与数量，保证底管距离孔底30-50cm，顶管不高出护筒太多距离，致使工人操作或灌注混凝土不方便快捷。在导管拆拔的时候，也要做好拆除记录，一定要保证混凝土埋置导管的深度宜控制在2-6米之间，防止导管埋置太深，导管难以拆除或混凝土上升太慢，埋置太浅造成导管在提升的过程中拔出混凝土面造成断桩。拆除导管必须快捷迅速，且防止扳手等工具掉入孔内，影响导管拆除。在灌注过程中，应防止混凝土溢出或者掉入孔内，从而影响测量混凝土上升高度及桩头的预留，桩头宜控制在50-80cm之间最好，既能保证桩顶混凝土质量，又不会造成混凝土大量的浪费。如果导管下放完成后测量的沉渣厚度超过规范要求，必须进行二测清孔，且在成孔的时候，严禁使用超钻的方式来代替清孔。

2 旋挖钻施工特点

2.1 优点

(1)施工效率高、速度快。由于旋挖钻钻进与排除钻渣都是通过钻斗直接切入土层，将破碎地钻渣直接装入钻斗然后提升到地面以上后，打开钻斗将钻渣弃掉，无需通过人工或者泥浆排除孔渣，故可以达到2分钟1米左右的速度，是冲击钻或者人工挖孔效率的几倍。

(2)精度准确易于控制。由于旋挖钻本身自带电脑自带系统，可以准确的控制桩基深度、垂直度、斗内装土容量，钻压等，相对于冲击钻与人工挖钻的人工高频率校核，更加方便且精准。

(3)环保污染小。旋挖钻施工需要配合的机械较少，钻进过程中切入土层声音较小除了自身钻机运行产生的较小的声音、弃渣旋转钻头发出的声音外无其他外来噪音声源，且泥浆使用率较小，现在又多为化学泥浆，故对环境及周边居民只有较小的影响。

(4)适用地质范围广。由于旋挖钻可以配合多种多样的钻头，都是利用油缸加压为动力进行工作，其各种钻头可以用于各种地层，故旋挖钻目前在国内外的使用情况较为广泛。

2.2 缺点

(1)场地要求高。由于旋挖机自重比较大，且排渣时只能弃到钻机自身周边，故场地必须具有一定的承载力及面积，方便旋挖机施工与移动且其他机械进行钻渣方便安全。

(2)桩基护壁效果较差。由于旋挖机是靠钻斗钻齿切入土层完成快速钻进的，其速度较快，又是对土层垂直切入，故孔壁较为软弱，与冲击钻对孔壁的加强、人工挖孔的混凝土护壁相比较差。

(3)短期、前期投入较大。由于旋挖机的售价太高，且耗油量较大，施工速度较快，故前期短期需要投入的人机料需求料一次性较大，相对于其他施工方法前期短期成本较高。

3 结束语

通过本项目桥梁基础工程的施工，可以了解到旋挖钻机施工方法具有成孔速度快、效率高、施工质量可靠、适应能力强、环境污染小的优点。由于旋挖钻机旋转形成的孔壁留有沟槽，增加了桩的侧摩阻力，而且旋挖钻机施工克服了孔底沉渣多，泥浆管理和处理难，对场地大小与布置要求高的缺点。可见旋挖钻机是一种理想的施工方法。

[1]JTG/TF50-2011，公路桥涵施工技术规范.

[2]JTGF80/1—2012，公路工程质量检验评定标准.

[3]高速公路施工标准化技术指南.