旋挖机施工工艺及质量保证措施完整版Word格式.docx

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　　摘要:

旋挖钻机施工是近几年出现的一种较为先进的桩基施工方法,其主要特点是施工效率高,适用于工期要求紧的工程项目。

但受其施工原理决定,若施工中不严格控制,易影响桩基施工质量。

钻孔灌注桩基础是建筑工程中极其重要的隐蔽工程,其质量的优劣将直接影响到建筑物的使用效果和寿命,影响到工程项目能否实现精品工程的目标。

文章阐述了旋挖机施工特点,工程的质量保证措施,以及采用此工艺的优点。

　　关键词:

旋挖机;

施工工艺;

桩基施工;

质量控制

　　近二十多年来,国家实行改革开放政策,快速地推动了经济发展和社会进步,发展基础设施是社会生产和强国富民的基本物质条件,也是众多发达国家的必行之路,由此可见基础设施对国家的发展、经济、民众的生活起着举足轻重的作用。

在众多基础工程中,旋挖钻机以其优越的性能、方便安全、节能环保等特点,在基础设施领域广泛应用。

由于旋挖钻机扭矩大,轴向压力大,适合我国众多地区施工,所以这种工艺在国内的基础建设中得到了越来越广泛的推广。

　　一、工艺原理

　　旋挖钻机的成孔工艺与其他桩机不同,旋挖钻机的钻进工艺采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺（当然也有干土直接取土工艺,视工地现场地层条件而定）,是一种无冲洗介质循环的钻进方法,但钻进时为保护孔壁稳定,孔内要注满优质泥浆（稳定液）。

旋挖钻机工作时能原地做整体回转运动。

旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;

遇硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。

钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出,钻杆向下放关好斗门,再回转到孔内进行下一斗的挖掘。

　　二、施工工艺及操作要点

（一）场地布置

　　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,在没有桩位的地方放出施工道路位置,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。

（二）泥浆制备

　　泥浆的作用是满足施工的需求。

泥浆的质量取决于地质情况,如果地质情况较好可干成孔,那就无须制作泥浆。

如果地质较为复杂,需泥浆的作用协助施工,泥浆的作用大致可概括成四点:

压强、护壁、悬浮和润滑。

制作泥浆的设备有两种,一是用泥浆搅拌机,二是用水力搅拌器。

使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器;

使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机。

　　（三）桩位放样

　　桩位放样选用高精度的经纬仪和50m钢卷尺,工程测量基准点用混凝土浇筑固定,并安装防护标志,防止重车辗压和重物碰撞而产生的移位,基准点安设在视线范围内的不产生变形物上,测设点加以混凝土保护。

　　在测定桩位前,先复校建筑物基点,闭合测量。

搞清基点与红线关系,符合误差允许要求后,再测定桩位。

测定桩位分三次,在挖埋护筒前测量一次,在埋设护筒后复测一次使护筒中心与桩位偏差不大于设计允许偏差,并做好桩位标志,然后用水准仪测量护筒标高,做好测量记录,第三次测量,在旋挖钻机就位后进行。

　　（四）埋设护筒

　　桩的孔口护筒是保护孔口,隔离上部杂填松散物,是防止孔口塌陷的必要措施,也是控制定位,标高控制的基准点。

因此,每根桩施工前必须埋设护筒,钢护筒的内径应大于钻头直径,具体尺寸按设计要求选用,埋入深度以满足隔离杂填土,防止孔口塌陷为准,护筒外周间隙粘土回填并捣实,以确保护筒稳定牢靠。

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。

　（五）钻机就位

　　在桩位复核正确,护筒埋设符合要求。

护筒、地坪标高已测定的基础上,钻机才能就位;

钻机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。

旋挖钻机就位后,利用自动控制系统调整其垂直度,钻机安放定位时,要机座平整,机塔垂直,钻盘（钻头）中心与护筒十字线中心对正。

　　（六）钻孔施工

　　成孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程中对钻头磨损超标的及时更换。

根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度;

根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长,计算出桩底标高,以便钻孔时加以控制。

成孔中,按试桩施工确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数。

　　（七）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。

　　（八）清孔

　　清孔是桩施工中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20～50m,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,保证砼成桩质量。

　　三、工程质量的保证措施

（一）钻进时出现卡埋钻的控制措施

　　卡埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故,因此,施工过程中应采取积极主动的措施加以预防。

当钻机施工时出现卡埋钻现象时,采取切实可行的措施及时进行处理施工事故。

处理卡埋钻的方法如下:

　　　1.直接起吊法:

采用吊车直接向上起吊即可。

　　　2.钻斗周围疏通法:

即用水下切割或反循环等方法,清理钻筒周围沉渣,然后起吊即可。

（二）针对不同地质的施工方法

　　　由于钻机施工与地质变化密切相关,所以了解并认识地质尤为重要。

地质的种类繁多,对于钻机施工而言不必分得过于详细,旋挖钻机扭矩大,轴向压力大,地质的细微变化是可以忽略不计,下面就以下几种地层进行论述:

　　　1.泥层:

泥层还有软泥和硬胶泥区分。

由于软泥含水量较高,细腻柔滑,具有高压缩性和低承载力,钻进时阻力小负荷轻,钻进平稳等特点;

但由于软泥较软,孔内10米以上的泥浆压力较轻,钻进时会出现缩孔现象,以及钻进时负荷轻等原因,钻进时注意钻进深度。

硬胶泥的密度适中,钻进时钻机会有一定的负荷,硬胶泥对泥浆的质量要求不高,是一种比较常见的较好钻进的地质,钻进时注意钻进深度即可,多钻会导致钻斗斗底不能关闭,掉下的渣土会引起打滑现象。

　　　2.沙层:

可分为中沙、粗沙和细沙,沙层对泥浆要求较高,由于沙层摩擦系数高,所以在钻进沙层时阻力较大。

　　　3.卵石层:

卵石层以它的直径、密度及卵石层的厚度来区分,其中直径较大的卵石,钻进时需用特殊钻具钻进;

卵石层中的卵石密度决定其硬度,密度越高的卵石层越难钻入。

卵石层的厚度也很关键,当然厚度越薄越好。

由于卵石层中的卵石排列无规则、大小不一,造成断面凹凸不平,钻进时斗齿受力不均匀、震动大、反作用力强容易断齿及憋住等特点。

　　　4.岩层:

具有抗蚀性,承载能力强,呈棕红色,另一方面,由于它具有坚硬的物质特性,所以较难钻进;

在太阳辐射、气温、水、植物等对岩石的破坏作用叫做风化岩。

由于沙岩和中风化岩层具有较强的胶结性,对泥浆的质量要求不高,成孔后无塌方迹象,钻进负荷重等特点。

如果钻具有缺陷或操作不当较难钻进。

　　　（三）如何预防偏孔

　　　旋挖钻机施工规范中允许垂直度偏差为1%度。

目前很多桩机工程验孔设备都已采用超声波检验仪,对桩长、桩径和垂直度检验都是很精确的,如果超出规范范围,将会影响成孔质量影响施工进度。

　　　1.偏孔原因:

（1）地质:

地质是偏孔主要原因,如果地质都是黄土层、粘土层,那么孔内就不会出现偏差现象,多数是由地质变化,风化岩、岩石分布不均,导致钻进时钻斗受力不均匀而造成的;

（2）钻斗:

钻斗主要功能是切削钻进,但另外也具备导向防偏功能。

钻斗中心先导尖具有定位功能、同时先导尖可改变钻进顺序,钻齿的数量及角度是否一致,钻体两侧边刀或防护条的高度是否一致,这些细节可让钻斗钻进时左右受力均匀而预防偏差;

（3）操作:

当孔内有岩石、漂石、卵石、风化岩层,需控制浮动、加压方式,如果快速钻进就会造成急剧偏孔。

　　　2.如何预防。

（1）了解地质:

考察工程时通过地质报告、岩芯取样、地理环境等等,详细了解地质情况;

通过实际验证,螺旋钻斗就比双底捞沙斗能更好地预防偏差,原因是螺旋钻斗的钻进阻力小,再加于先导钻进方式可有效预防偏孔;

（3）优化钻斗:

尽可能地优化钻斗,让钻斗降低钻进阻力,特别是中心先导尖具有定位作用,可有效预防偏孔;

（4）导向钻斗:

可在螺旋钻斗或双底钻斗钻体上方焊接与孔径相符的2米长护筒,通过加长钻斗导向钻进,此方法可有效预防偏孔;

（5）操作:

控制浮动、加压、转速、控制钻进速度可有效降低偏差;

（6）钻进方式:

通过振动和负载判断当前地质情况,而改变钻进方式:

比如切削式钻进、破碎式钻进、拨动式钻进和碾磨式钻进,通过改变钻进方式也可有效预防偏孔。

　　　四、结语

　　总之,在基础施工时,设备的选型非常重要,从我们多年的施工经验和设备使用来看,旋挖钻机施工工艺具有施工质量可靠、成孔速度快、适应性强、环保的优点。

由于旋挖钻机所形成的孔壁较粗糙,增加了桩侧摩阻力,克服了回旋钻机桩侧摩阻力低,以及孔底沉渣多,泥浆管理差的缺点。

尽管旋挖钻机投资较高,但适应性强,最终的经济效益综合指标还是远大于回旋钻机,旋挖钻机是一种理想的施工工艺。

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