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旋挖钻机在樟井特大桥桩基础施工中的应用

人气指数:点发布时间:2013-06-07 14:47 来源：http://www.zgqkk.com 作者：华中意

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（华中意中铁大桥局集团第二工程有限公司南京 210015 ）

摘要通过旋挖钻机在樟井特大桥桩基施工中的应用，总结了旋挖钻机施工特点及其优越性。旋挖钻机施工效率高、节能、成孔质量好、噪音及污染小，在桥梁施工过程中加快了钻孔施工进度，降低了施工成本，并保证了施工质量，建议推广使用。

关键词旋挖钻机工艺原理控制要点

1、工程情况

泉州环城晋石高速公路A3标段位于晋江市内，本标段起于晋江市罗山街道小梧塘村，设樟井特大桥上跨狮城大道，分离成双线布设于狮城大道边分隔带上，于樟井村设置樟井枢纽互通引出围头疏港支线，至湖格村转而向北至本合同段终点，路线总里程3.71km。

本项目钻孔桩共计866根，桩径为1.2m、1.5m、1.6m、1.8m，桩基大部分为摩擦桩，桩长25m～62m不等。

桥址内地质大部分为沿海丘陵剥蚀台地-冲海积平原地貌，剥蚀台地区，表层多分布有坡残积粘性土层，层厚变化较大，层厚6.0～29.3m不等，狮城大道沿线表层多分布有近期人工筑路堆填的素填土层，最大厚度7.5m。本合同段的钻孔桩主要以砂土状强风化混合花岗岩、碎块状强风化混合花岗岩作为持力层,持力层强度为450～550Kpa。

2、旋挖钻机性能及工艺原理

本项目选用的旋挖钻机为YTR260型，其最大扭矩260KN.m,发动机功率246kw，可施工孔深80m，桩径2000mm以内摩擦桩。配套相应的钻具可钻进粘土层、砂土层、卵石层及强风化岩层等各类土层，但截至目前，针对中风化及微风化岩层，旋挖钻在钻具方面还有待改进。

旋挖钻机是将整体自重置于可自动行走履带式底盘上，以自带柴油发动机输出动力来提供自身所需要的大功率电源，利用筒式钻斗斗齿，在液压系统加压下切削土体，并压入钻斗内，再由钻杆提出钻斗，出孔口后快速回转倒土。如此反复循环，完成成孔作业。在钻进过程中随孔深连续注入化学泥浆进行护壁，保证水头压力，防止塌孔。

3、钻孔桩施工

3.1施工准备

⑴ 平整场地，做好三通一平工作。

⑵ 泥浆池开挖。就近选取场地，开挖泥浆池及沉淀池。要求泥浆池容量不小于单根桩所需泥浆体积的1.5倍。

⑶ 桩位放样。施工前由测量工程师进行桩位放样，并与其它桩位用跨距相互复核，经检查合格后，方可进行护筒埋设。

⑷ 护筒埋设。本工程桩基为岸上陆地施工，所选用的护筒为壁厚10～20mm，长度3m，内径为设计桩径+20cm的钢护筒。

护筒的埋设采用旋挖钻机静压的方式来完成。钻机就位后，调整钻杆垂直，并使钻头与桩中心点对中，同时做好桩基周边护桩，以便于桩位复核。给钻头加上比护筒直径大1～2cm扩孔器后在桩位处进行开挖。开挖孔深2m后，提出钻头，采用吊机起吊护筒就位，并用旋挖钻机垂直将护筒压入土中。利用护桩检测护筒埋设精度。

⑸ 泥浆拌制。泥浆质量控制是旋挖钻机钻孔施工的关键。旋挖钻机施工速度快速，必须采用优质泥浆对孔壁进行有效护壁，确保孔壁质量，以防塌孔等事故发生。本工程采用优质化学泥浆进行施工。

① 确定泥浆配合比

泥浆配合比需经过反复试验确定，本项目所使用的泥浆由优质膨润土、纯碱、纤维素配制而成，1m3化学泥浆配合比为膨润土200kg，纯碱2kg，纤维素1kg。

② 泥浆拌制。由人工操作拌浆机拌制完成，本项目所用的拌浆机容量为1m3。先在拌浆桶加入适量的清水，放入200kg的膨润土，拌制均匀，再加入2kg纯碱，进行搅拌，取1kg纤维素用清水融化开加入拌浆桶中，搅拌均匀后倒入制浆池。开启泥浆泵使制浆池中的泥浆处于流动状态。泥浆的各项性能需满足以下指标：相对密度1.03～1.20，粘度17～20s，胶体率≥98%，酸碱度8～10。

3.2 钻孔

钻机就位后调整钻杆垂直度，下放钻头至护筒内开始钻进。钻机初始钻进采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，保证孔位不产生偏差。钻进至护筒底以下3m后采用高速钻进。钻进速度采用机械加压方法进行调整，一般在150MPa压力下，进尺速度可达20cm/min；在200MPa压力下，进尺速度可达30cm/min；在260MPa压力下，进尺速度可达50cm/min。钻进过程中，操作人员使用机身电脑控制孔深及垂直度，通过旋挖机钻斗旋转、挖土、提升、卸土，重复此过程完成钻孔

在钻孔过程中需注意如下几点：

①开孔钻进时，钻头要轻压慢转渐渐进入，待钻头全部进入并通过护筒底口3m以上时，方可加速钻进，初成孔壁应竖直、圆顺、坚实。

②操作人员要时刻关注孔内泥浆水头，随着钻孔加深，要及时提醒操作工人往孔内补充泥浆，确保孔内泥浆水位始终高于护筒底口0.5m以上，保证足够的泥浆压力以维持孔壁稳定。

③钻进时，钻头在提升和下降过程中，孔内泥浆在孔壁和钻头之间流动，若升降速度过快，则泥浆流动将加大对孔壁的冲刷，易造成孔壁坍塌，故要求机械手合理控制钻头升降速度。

④钻进时，根据不同地层使用不同的钻速，如有由硬地层到软地层，可适当加速钻进；有软地层到硬地层时要减速慢进；在易缩孔地层中适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层可快速钻进，提高功效；砂质地层，操作手对钻头要轻提轻放，不可强行加压，并提醒操作工人适当增加泥浆比重和粘度；在较软弱地层上施工时，由于钻机重心在前，要注意控制钻机移位，防止钻孔偏斜。

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