旋挖桩施工工艺.docx

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旋挖桩施工工艺

旋挖桩施工工艺

旋挖钻孔施工是利用旋挖钻机钻杆和钻斗的旋转，以钻斗自重并加液压作为钻进压力，使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。

通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔。

旋挖钻机由于成孔作业速度快、质量好、效率高、泥浆污染少等优点，目前在国内桩基础施工中得到越来越广泛的应用。

入岩能力最强；

·成孔速度最快；

·工法配备最全；

·施工范围最广；

·可靠性能最高。

6.3.5泥浆护壁成孔时，宜采用孔口护筒，护筒设置应符合下列规定：

1护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50㎜；

2护筒可用4～8㎜厚钢板制作，其内径应大于钻头直径100mm，上部宜开设1～2个溢浆孔；

3护筒的埋设深度：

在黏性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m。

护筒下端外侧应采用黏土填实；其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求；

4受水位涨落影响或水下施工的钻孔灌注桩，护筒应加高加深，必要时应打入不透水层。

6.3.6当在软土层中钻进时，应根据泥浆补给情况控制钻进速度；在硬层或岩层中的钻进速度应以钻机不发生跳动为准。

6.3.7钻机设置的导向装置应符合下列规定：

1潜水钻的钻头上应有不小于3倍直径长度的导向装置；

2利用钻杆加压的正循环回转钻机，在钻具中应加设扶正器。

6.3.8如在钻进过程中发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时，应停钻，待采取相应措施后再进行钻进。

6.3.9钻孔达到设计深度,灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指标应符合下列规定：

1对端承型桩，不应大于50㎜；

2对摩擦型桩，不应大于100㎜；

3对抗拔、抗水平力桩，不应大于200㎜。

旋挖成孔灌注桩的施工

6.3.18旋挖钻成孔灌注桩应根据不同的地层情况及地下水位埋深，采用干作业成孔和泥浆护壁成孔工艺，干作业成孔工艺可按本规范第6.6节执行。

6.3.19泥浆护壁旋挖钻机成孔应配备成孔和清孔用泥浆及泥浆池（箱），在容易产生泥浆渗漏的土层中可采取提高泥浆比重、掺入锯末、增黏剂提高泥浆黏度等维持孔壁稳定的措施。

6.3.20泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量，每台套钻机的泥浆储备量不应少于单桩体积。

6.3.21旋挖钻机施工时，应保证机械稳定、安全作业，必要时可在场地辅设能保证其安全行走和操作的钢板或垫层（路基板）。

6.3.22每根桩均应安设钢护筒，护筒应满足本规范第6.3.5条的规定。

6.3.23成孔前和每次提出钻斗时，应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，并应清除钻斗上的渣土。

6.3.24旋挖钻机成孔应采用跳挖方式,钻斗倒出的土距桩孔口的最小距离应大于6m，并应及时清除。

应根据钻进速度同步补充泥浆，保持所需的泥浆面高度不变。

6.3.25钻孔达到设计深度时，应采用清孔钻头进行清孔，并应满足本规范第6.3.2条和第6.3.3条要求。

孔底沉渣厚度控制指标应符合本规范第6.3.9条规定。

6.3.9钻孔达到设计深度,灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指标应符合下列规定：

1对端承型桩，不应大于50㎜；

2对摩擦型桩，不应大于100㎜；

3对抗拔、抗水平力桩，不应大于200㎜。

Ⅴ水下混凝土的灌注

6.3.26钢筋笼吊装完毕后，应安置导管或气泵管二次清孔，并应进行孔位、孔径、垂直度、孔深、沉渣厚度等检验，合格后应立即灌注混凝土。

6.3.27水下灌注的混凝土应符合下列规定：

1水下灌注混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定；坍落度宜为180～220mm；水泥用量不应少于360kg/m3（当掺入粉煤灰时水泥用量可不受此限）；

2水下灌注混凝土的含砂率宜为40％～50％，并宜选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应小于40mm；并应满足本规范第6.2.6条的要求；

3水下灌注混凝土宜掺外加剂。

6.3.28导管的构造和使用应符合下列规定：

1导管壁厚不宜小于3mm，直径宜为200～250mm；直径制作偏差不应超过2mm，导管的分节长度可视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头宜采用双螺纹方扣快速接头；

2导管使用前应试拼装、试压，试水压力可取为0.6～1.0MPa；

3每次灌注后应对导管内外进行清洗。

50

6.3.29使用的隔水栓应有良好的隔水性能，并应保证顺利排出；隔水栓宜采用球胆或与桩身混凝土强度等级相同的细石混凝土制作。

6.3.30灌注水下混凝土的质量控制应满足下列要求：

1开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm；

2应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m；

3导管埋入混凝土深度宜为2～6m。

严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录；

4灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的故障应记录备案；

5应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m，凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

截齿筒式钻头：

牙轮筒式钻头：

工程中经常遇到比较硬的基岩地层、大的漂石层及硬质永冻土层，如果直接用螺旋钻头或旋挖钻头钻进比较困难，需要先用筒状环形钻头切出环槽，然后配合使用螺旋钻头或旋挖钻头钻进，从而可以大大提高钻进速度。

筒式钻头的切削具可分为截齿和牙轮，截齿筒状钻头用于风化软岩及永冻土地层钻进，牙轮筒式钻头用于硬质基岩钻进。

双平头岩石螺旋钻头

属于微型岩石螺旋钻头，主要用于水井、小型基桩、植树坑等施工时遇到风化岩石地层时钻进使用

双头双锥岩石螺旋钻头：

导向性能好、携土能力强，但回转阻力大。

单头单锥岩石螺旋钻头：

钻进速度快、清渣容易、回转阻力小

。

双头单螺直螺岩石钻头：

导向性能好、携土能力强，用于强风化岩、软岩及乱砾石地层。

双头单锥岩石螺旋：

导向性好、携土能力强。

双头双锥岩石螺旋钻头：

导向性能好、携土能力强，但回转阻力大。

无中心尖岩石螺旋钻头：

单头单锥岩石螺旋钻头：

钻进速度快、清渣容易、回转阻力小

滚刀钻头：

滚刀钻头是目前各类大口径桩基工程中对付坚硬岩石地层及卵砾石地层、孤石最为有效的工具,具有独特的性能,能够大大降低施工成本提高的经济效益。

规格有6寸、8寸、12寸、14寸、17寸系列焊齿和镶齿滚刀，能够制造各种口径的滚刀钻头，规格覆盖Φ600-Φ5000mm直径

　　滚刀选用特制轴承，采用金属密封环密封，经过特殊热处理，承压能力大寿命长不易磨损。

　　整个钻头滚刀布局合理，且符合水力学设计，特殊的护筒及导向块使钻头整体受力状况良好，钻进过程中保持良好的稳定性，故钻头经久耐用，钻头体可重复使用。

焊齿滚刀适用于硬度在40MPa以下的各类基岩的钻进，镶齿滚刀适用于30MPa以上的各类岩石。

上图为焊齿滚刀钻头：

下图为镶齿三牙轮导向钻头

锥形镶齿导向钻头（用于强风化软岩地层）

镶齿滚刀钻头

滚刀钻头是目前各类大口径桩基工程中对付坚硬岩石地层及卵砾石地层、孤石最为有效的工具,具有独特的性能,能够大大降低施工成本提高的经济效益。

　6寸、8寸、12寸、14寸、17寸系列焊齿和镶齿滚刀，能够制造各种口径的滚刀钻头，规格覆盖?

600-?

5000mm直径。

　　滚刀选用特制轴承，采用金属密封环密封，经过特殊热处理，承压能力大寿命长不易磨损

　　整个钻头滚刀布局合理，且符合水力学设计，特殊的护筒及导向块使钻头整体受力状况良好，钻进过程中保持良好的稳定性，故钻头经久耐用，钻头体可重复使用，产品已经畅销海内外。

　　焊齿滚刀适用于硬度在40MPa以下的各类基岩的钻进，镶齿滚刀适用于30MPa以上的各类岩石。

牙轮，掌背镶嵌强化耐磨合金，防止掌背过早磨损，延长牙轮使用寿命

滚刀式基岩扩底钻头：

扩底钻头的切削头分为合金钎头、截齿、滚刀、牙轮，合金钎头扩底钻头用于一般土层扩底钻进，截齿扩底钻头一般用于软岩及强风化岩石地层，牙轮和滚刀主要用于中硬岩、硬岩地层的扩底施工。

扩底钻头没有清渣机构，一般配合旋挖斗进行2次底部清渣。

岩石牙轮式扩底钻头

土层钎头扩底钻头

扩底钻头的切削头分为合金钎头、截齿、滚刀、牙轮，合金钎头扩底钻头用于一般土层扩底钻进，截齿扩底钻头一般用于软岩及强风化岩石地层，牙轮和滚刀主要用于中硬岩、硬岩地层的扩底施工。

扩底钻头没有清渣机构，一般配合旋挖斗进行2次底部清渣。

扩底钻头的切削头分为合金钎头、截齿、滚刀、牙轮，合金钎头扩底钻头用于一般土层扩底钻进，截齿扩底钻头一般用于软岩及强风化岩石地层，牙轮和滚刀主要用于中硬岩、硬岩地层的扩底施工。

扩底钻头没有清渣机构，一般配合旋挖斗进行2次底部清渣。

单头单螺直螺

特点是易于清渣、回转阻力小，适合钻进含卵砺石较少的地层及胶结性好的粘土层。

双头单螺直螺土层螺旋钻头：

携土能力强，导向性好，适合钻进松散地层及软硬交替地层。

双头双螺土层钻头：

导向性好，携土能力更强、回转阻力大，用于较松散的地层钻进。

双平头岩石螺旋钻头

主要应用于土层、砂卵地层、强风化及中风化岩石地层的旋挖钻进，钻进速度快，携土能力强

土层双底双开门旋挖斗：

适合钻进砂土层、砂层及胶结性差的卵砺石地层，有双开门和单开门。

双底单门截齿旋挖斗：

适用于致密砂层、含大粒径胶结卵砾石层、中风化、弱风化岩石地层。

土层单底双开门旋挖斗：

适合钻进粘性及胶结性强的土层。

截齿

取土筒钻

取土筒钻，筒壁上有两个开门，提钻时门扇向内合起，可以捞起孔内的石头，主要用于含有孤石、大径卵石的土层、砂层。

（右图为取土筒钻在施工现场）

一、工艺流程

工艺流程

二、施工方法

（一）放样定位

工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。

（二）旋挖机就位

钻机就位必须稳固、周正、水平，定位，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。

（三）埋设护筒

护筒直径应比桩孔直径大200mm，长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m的要求，护筒顶端高出地面0.3m，护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，护筒埋设偏差不超过30mm，护筒四周用黏土回填，分层夯实。

（四）旋挖机成孔

结合以往施工经验，我方采用现代工具旋挖机进行成孔：

在护筒埋设并定位后，使用SR-250型转挖机钻进，该钻机扭矩大，转速高，成孔效率高，适合在中风化层中钻进。

钻机在就位时应重新测量、定位，在成孔过程中采用泥浆护壁。

利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆，根据实际需要可对泥浆的比重进行调节，在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2～1.3之间，泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮，它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用，防止孔壁坍塌。

通过成孔施工，泥浆护壁效果比较好，完全可以满足施工的需要。

可通过掏渣筒掏渣以及给孔内加清水的方法来调节泥浆的比重，根据实际施工需要，泥浆比重一般控制在1.3以上，这样有利于钻进和孔壁的稳定。

（五）清孔（如有扩大头才需清孔）

在钻机钻至设计孔深后，将钻头降至孔底，慢转，重点是清出扩大头扩出的余泥。

（六）钢筋笼制作与安放

1．钢筋笼制作

钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋全部焊接，螺旋筋与主筋采

用隔点焊加固，钢筋笼制作符合设计要求外，还应符合表2规定。

制作好的钢筋笼，即进行逐节验收，合格后挂牌存放。

表2钢筋笼制作允许偏差表

项次

项目

允许偏差（mm）

1

主筋间距

±10

2

箍筋间距

±20

3

钢筋笼直径

±10

4

钢筋笼长度

±50

2．钢筋笼孔内安放

钢筋笼长（超过16m）在孔口焊接，单面焊10d，焊缝高度≥0.3d，焊缝宽度≥0.7d。

两段笼子应保持顺直，同截面接头不得超过配筋的50%，间距错开，不少于35d。

钢筋焊接完好后，应缓慢下放入孔内，严禁砸笼。

（七）下导管

1．导管的选择

采用丝扣连接的导管，其内径φ250～φ280，底管长度为4m，中间每节长度一般为2.5m。

在导管使用前，必须对导管进行外观检查、对接检查。

（1）外观检查：

检查导管有无变形、坑凹、弯曲，以及有无破损或裂缝等，并应检查其内壁是否平滑，对于新导管应检查其内壁是否光滑及有无焊渣，对于旧导管应检查其内壁是否有混凝土粘附固结。

（2）对接检查：

导管接头丝扣应保持良好。

连接后应平直，同心度要好。

经以上检验合格后方可投入使用，对于不合格导管严禁使用。

导管长度应根据孔深进行配备，满足清孔及水下混凝土浇筑的需要，即清孔时能下至孔底；水下浇筑时，导管底端距孔底0.5m左右，混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。

2．导管下放

导管在孔口连接处应牢固，设置密封圈，吊放时，应使位置居中，轴线顺直，稳定沉放，避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁。

（八）混凝土浇筑

1．混凝土车搅拌运输；混凝土坍落度控制在18～22cm；用搅拌车混凝土直接到孔口倒入料斗内。

2．水下混凝土浇筑：

浇筑前，对不同直径、深度的桩孔分别计算出混凝土浇筑初灌量。

施工中要保证浇筑初灌量。

浇筑时导管埋深控制在2～6m，拆管前专人测量孔内混凝土面，并做记录，浇筑混凝土接近桩顶标高时，应控制最后一次浇筑量，确保桩顶标高符合设计要求。

3．试块制作：

在浇桩过程中，随机抽取1～2盘混凝土做试块，每支桩应做一组试块，制作好的试块在12h后拆模，放置静水中养护。

试块评定采用数理统计法评定。

（九）起拔护筒

混凝土浇筑结束后，即起拔护筒，并将浇筑设备机具清洗干净，堆放整齐。

（十）回填桩孔

桩孔混凝土浇筑、终凝后，应将上部未灌混凝土部分利用场地内护筒、沟、池、槽开挖出来的泥土、矿渣等进行回填，回填满后，用混凝土重新将孔口封住，变成整块硬地坪场地。

三、成孔

1．成孔前：

需对钻具参数进行标定，包括钻头高度、直径、主杆长度、加杆长度、孔口及平台标高、孔底标高。

2．在钻进过程中应记录以下参数：

泥浆比重、黏度、转速及进尺速度，各地层钻进异常情况描述。

3．终孔孔深及时记录，调节泥浆比重与时间记录，测量孔深记录，提钻时间记录。

一、施工安全一般规定：

1、操作工人必须经过学习、了解和掌握钻机构造、性能、熟悉操作方法、保养规程，各种指挥信号，以及钻探基础知识，经考核合格方可上机操作，非操作手一律不许上机操作。

2、在操作前或操作期间，操作手禁止饮酒。

3、在钻机房、任何人都不准抽烟。

4、钻机开始钻进前，操作手勿必观察了解工作区域地层断面图、高架电线、建筑物等。

特别注意煤气管道、地下电缆、高压电线。

5、工作中，所有钻机工作人员必须带安全帽、穿工作服和工作鞋。

二、钻进规定：

1、启动前，操作手必须完成本班例保的相应内容。

2、启动时，应先让发动机怠速运转2分钟、冬季5分钟、检查仪器各仪表、指示灯是否正常，如无异常，方可正常钻进。

3、操作中，禁止盲目加压，提升压力应按照规定进行控制。

4、经常注意钢丝绳在主卷扬筒上是否排列有序，若有错乱，应重新绕排。

5、经常注意活接头的工作情况，如发现钢丝绳有扭转现象，应检查活接头，必要时，应更换。

6、经常注意钻杆工作情况，如有收不回或放不出的现象时或有其他异常情况时，应立即报告当班领导，切忌盲目处理。

7、工作中，任何红灯（指示灯不正常亮时）均应停机检查，查明原因，修好后方可继续工作。

8、在使用甩土马达时，应先按住手柄上的电控按钮，待系统压力升至15帕后，再缓慢操作手柄至最大位置；停止时，应先慢退回手柄，再松开按钮。

严禁在手柄还没有回位的情况下，突然松开电控按钮。

三、对非钻进作业情况下，钻机运行规定：

1、非钻进作业的钻进运行包括装卸钻具、装卸钻杆、迁移工作点、收臂放塔、检修调试机器等。

2、所有非钻进作业的钻机运行必须在有人统一指挥的前提下进行。

没有指挥人，禁止任何运行。

3、指挥者必须使用规范的指挥手势，瞻前顾后、谨慎引导钻机运行。

4、非钻进作业钻机尽可能在低转速（发动机）下运行。

严禁在非钻进时加大油门，严禁在驾驶室内享受空调。

5、装卸钻杆、组装桅杆要求在白天或照明条件相当好的夜间完成。

6、对工作点地理、气候条件的要求：

（1）场地必须平整、坚实、以设备上的酒精水平仪和经验验勘定为准。

（2）如场内有成孔、盲桩或地质松软带必须设置安全标志。

（3）钻机不得靠近高压输电线路作业，如限于现场条件，必须在线路旁作业时，应采取保护措施并保持安全距离：

正常高压电线应保持3m以上的距离。

桅杆离开电压为50000V的高压线的距离不得少于5m。

当电压超过50000V时电压每超过1000V，距离应增加1.5米。

（4）在任何运转过程中，应确保桅杆的两侧倾斜不超过其设计极限，也即倾斜极限显示灯亮时，应立即采取调整措施。

（5）在雨季作业，工作现场必须有排水措施。

（6）遇有六级以上大风或雷雨天气时，应放倒桅杆、关闭电源、停止任何作业。

（7）在风沙天气不宜做任何拆卸换件、开盖加换油等维护保养工作，如情况特殊，需在增加可靠的防风沙措施方可进行。

（8）夜间作业或遇浓雾、风沙弥漫天气时，应增加照明，谨慎操作。

（9）工程完工后，必须对钻机进行清洗，尤其注意清洗钻杆内部的沉渣。