旋挖鉆機工法網(wǎng)(旋挖鉆機施工工法)

1概述

 

　　近年來，鐵路建設施工周期越來越短，對于特大橋線下工程也只有十八個月的工期，在保證工程質量的前提下如何加快橋梁下部鉆孔灌注樁工程的施工是保證能否按期完工的關鍵。

 

　　2工法特點

 

　?、俪煽姿俣瓤?、效率高，平均鉆進速度為：4m—6m/小時。

 

　?、诩瓤筛煽鬃鳂I(yè)，亦可水中鉆孔，孔內沉渣少。

 

　?、坫@孔時用水量少。

 

　?、軐κ┕がF(xiàn)場無泥漿污染，現(xiàn)場比較整潔，無噪音。

 

　?、葑陨砜尚凶?，鉆孔就位、移位快，自身動力。

 

　?、拊O備性能良好，電腦坐標定位及顯示鉆孔垂直度，成孔質量高。

 

　　3使用范圍

 

　　旋挖鉆機適用于粘性土、黃土，含量較小的礫石、卵石層，軟石層，強風化巖層、等地質情況，地勢平坦的地理環(huán)境條件下作業(yè)。本工法主要適用于干旱少雨濕陷性黃土地質條件下成孔時的樁基施工。鉆孔深度最大為66米，樁徑≤150cm。

 

　　4工藝原理

 

　　靜態(tài)泥漿旋挖鉆機施工是通過旋挖鉆機的液壓系統(tǒng)及自重給筒式鉆頭或螺旋式鉆頭施加壓力，鉆頭在負載條件下通過鉆桿的旋轉使其旋挖鉆進，當筒式鉆頭或螺旋式鉆頭盛滿鉆渣后，鉆桿收縮，將筒式鉆頭或螺旋式鉆頭提出孔外，打開筒式鉆頭底部封蓋或通過鉆桿帶動螺旋鉆頭旋轉以清除鉆頭內的鉆渣。同時用泥漿泵向孔內注入泥漿，在孔壁快速形成一層薄膜以減小失水率，保持空內的水頭高度。

 

　　5操作要點

 

　　5.1場地平整：將旋挖鉆機位置夯實、現(xiàn)場整平，適宜施工機械旋挖鉆機、吊車、混凝土罐車出入施工現(xiàn)場。施工現(xiàn)場水、電、路三通，達到施工要求。

 

　　5.2測量定位：開工前對圖紙?zhí)峁┑乃袠痘鴺诉M行復合，測量儀器應按規(guī)定進行檢驗合格后使用。測量其地面標高，根據(jù)施工需要定出施工平臺標高。準確測量定出樁基中心位置。護筒埋設好后應復核樁位，設置十字護樁。

 

　　5.3鉆機就位對中：履帶式旋挖鉆機有自動行走系統(tǒng)，旋挖鉆機行走就位對中，對中完成后設置并鎖定樁基中心相對坐標，設定樁基中心護筒頂坐標為（0，0，0），并將其輸入旋挖鉆機電腦系統(tǒng)。用全站儀復核鉆桿垂直度。

 

　　5.4埋設護筒：護筒宜用10mm的鋼板制作，內徑大于樁徑30—40cm，護筒高200—250cm，用旋挖鉆機將護筒壓入土層中，使護筒中心與樁設計中心一致，中心偏差不大于5cm，傾斜度偏差不大于1%，護筒頂面標高宜高出地面0.3m。

 

　　5.5樁基位置復核放樣：護筒埋設完成后，開鉆前復核樁基位置。

 

　　5.6泥漿池、沉淀池開挖及泥漿調制

 

　　①泥漿池、沉淀池開挖：施工前選定泥漿池及沉淀池的位置，泥漿池宜低于沉淀池，泥漿經(jīng)過沉淀后流入泥漿池，以便泥漿能循環(huán)利用。根據(jù)樁基的直徑及孔深確定泥漿池及沉淀池的大小，泥漿池的體積宜為井孔體積的1.5倍。沉淀池宜位于易清理沉淀物的位置，其體積宜大于井孔體積。在北方干旱水源不方便的地方，采用開挖清水池，在清水池內先鋪設塑料薄膜，防止清水流失。

 

　　②泥漿調制：針對黃土濕陷性的特點，要求配置的泥漿護壁速度快、效果好。因此選擇由膨潤土、純堿（Na2CO3）纖維素（CMC）及水攪拌而成的優(yōu)質泥漿，其比例為：膨潤土的25%，純堿用量為膨潤土的0.4%，纖維素用量為膨潤土的0.1%。

 

　?、勰酀{各種材料及外加劑的作用

 

　　膨潤土：膨潤土的主要作用是造漿功能，相對于粘土，造漿率較高。確保泥漿有優(yōu)良的工作性能。

 

　　纖維素（CMC）：主要作用事孔壁快速形成一層薄膜，而降低失水率，減小水量的滲透，達到保水的效果。

 

　　工業(yè)純堿：工業(yè)純堿的主要作用是使泥漿的PH值增大，將泥漿中的顆粒分散，顆粒表面負電荷增加，增強其吸附能力和水化膜厚度，從而提高泥漿的膠體率和穩(wěn)定性。

 

　　在造漿過程中對泥漿池中的相對密度、粘度、酸堿度、膠體率等性能指標進行檢測，泥漿的各項指標符合上表中的要求后投入使用，泥漿池中的泥漿循環(huán)使用前適檢測其含砂率、相對密度、粘度、酸堿度膠體率等性能指標，泥漿池中泥漿的含砂率不宜超過0.5%。否則泥漿應經(jīng)過沉淀后將沉淀物清理干，對泥漿池中的泥漿重新進行調配。砼灌注過程中快速聚集、分層而加速沉淀，沉淀后的泥漿用泥漿泵抽到泥漿池中，經(jīng)調制后再循環(huán)使用。

 

　　5.7鉆孔

 

　?、儆萌緝x復核鉆桿垂直度，開始旋挖鉆進時，在護筒刃腳處，宜低檔慢速鉆進，使刃腳處有牢固的護壁。鉆至刃腳下1m后可按土質以正常速度鉆進，再通過粉砂層時，放慢鉆進速度，進尺速度不得超過3m/小時，增加鉆機空鉆循環(huán)圈數(shù)，以加強護壁效果。旋挖鉆機挖出的泥漿等用裝載機清理出施工現(xiàn)場。

 

　?、诿裤@進2m或地層變化處應從鉆筒取樣查明土質并記錄，與設計資料核對。

 

　?、蹣痘谛阢@進過程中要對樁位進行復測，在孔深20米，40米及終孔時，用檢孔器（檢孔器用鋼筋做成，其外徑等于鉆孔樁孔徑，長度等于孔徑的4～6倍）檢查垂直度、孔徑，以便及時調整鉆頭直徑。

 

　?、茉阢@進過程中，宜檢測泥漿的主要指標，主要是檢測泥漿的比重和含砂率。

 

　　⑤邊旋挖鉆進邊用泥漿泵從泥漿池中向孔內注入泥漿，保持孔內的水頭高度。

 

　　5.8成孔檢測：樁基成孔后，用檢孔器檢查孔的中心位置、孔徑，用筒式鉆頭清除孔底沉淀，用測繩查測孔深，同時宜用鋼尺復核測繩的長度。

 

　　5.9清孔：檢孔完成后用筒式鉆進行掏渣清孔，清孔過程中速度不宜過快，同時保持孔內的水頭高度。

 

　　5.10鋼筋籠制作、焊接安裝

 

　　①鋼筋籠制作：首先對施工圖中各種規(guī)格的鋼筋長度、數(shù)量核對，其次對圓盤條鋼筋進行調直，鋼筋表面應保持潔凈和平直。鋼材進場后用墊木或其他方法墊起，工地臨時保管鋼筋時，應選擇地勢高，地面干燥的露天場所，根據(jù)天氣情況，在雨雪天氣，必要時加蓋雨棚布。鋼筋加工時，按照施工設計圖紙結合鋼筋原材料尺寸進行配料、加工、制作、安裝、不得隨意改變鋼筋長度和構造形式，所有鋼筋加工、焊接都符合下列要求：主筋間距在±10mm以內，箍筋間距在-20mm以內，骨架外徑在±10mm以內，骨架保護層在±20mm以內，鋼筋焊接接頭斷面積不大于50%。鋼筋焊接前根據(jù)具體施工條件（特別是對焊施工）進行試焊，然后進行大批量施工。

 

　?、阡摻罨\焊接安裝：鋼筋籠安裝前應檢查鋼筋根數(shù)、直徑、間距、鋼筋籠是否變形，焊接點、焊接長度、寬度、厚度滿足規(guī)范要求。為避免鋼筋籠起吊過程中局部受力發(fā)生變形。在吊車安放鋼筋籠時，每節(jié)鋼筋籠保證有三個吊點，且吊車大小鉤配合使用將鋼筋籠吊起。在孔口焊接，采用搭接焊，確保其上、下兩段成一直線，均勻入孔，并隨時調整鋼筋籠位置，避免碰掛孔壁及發(fā)生塌孔現(xiàn)象。

 

　?、蹤z測管安裝：檢測管安裝在鋼筋籠內側，成等邊三角形分布。鋼管下端與樁底平齊，上端要露出鉆臺作業(yè)平面。檢測管安裝順直、牢固，接縫無接茬，用套管焊接密封，不漏漿，套管長度不小于20cm，檢測管兩端用3mm鋼板焊接密封。

 

　　④安裝完鋼筋籠后宜量測孔底沉淀厚度，沉淀厚度超出施工規(guī)范要求時，應用直徑較小的筒式鉆頭掏渣清孔，根據(jù)沉淀后計算此階段的沉淀速度。

 

　　5.11下導管

 

　?、僭诔恋硭俣取?cm/h，沉淀厚度滿足規(guī)范要求的條件下安裝導管。

 

　　③根據(jù)孔深準備足夠長度，不同節(jié)長的導管，導管直徑在28-35cm之間。

 

　?、軐Ч茉谑褂们?，應進行試拼及氣密性試驗，備有充足的頂絲及膠圈，導管應順直、密封不漏水。

 

　?、輰Ч馨惭b時，應有專人檢查，每節(jié)導管應用專用工具擰緊，節(jié)中口嚴密、牢固拆卸方便。導管底口距孔底距離不得大于40cm。

 

　　5.12二次清孔：導管安裝完成后，宜進行二次清孔，用揚程不小于20m的泥漿泵配導管進行正循環(huán)清孔，以降低泥漿比重及含砂率，二次清孔時間以1—2小時為宜。在泥漿比重及含砂率符合施工要求（泥漿比重1.08—1.10之間、粘度18-22S、含砂率≤2%）后立即進行樁基水下砼灌注。

 

　　5.13灌注混凝土

 

　?、夙虐韬凸簼沧⒒炷燎皺z查水泥、砂石料質量和數(shù)量，混凝土拌和嚴格按試驗室提供配合比進行，混凝土拌和前檢修拌和設備，檢查計量系統(tǒng)的準確性，特別要經(jīng)常檢查用水計量系統(tǒng)，否則將會影響混凝土強度。同時混凝土拌和前精確測量骨料含水量，以調整拌和用水量?；炷恋某霰P坍落度應符控制在180—200mm之間，混凝土坍落度每50m3測定一次。澆注混凝土的數(shù)量由現(xiàn)場技術人員作記錄，并隨時測量并記錄導管埋置深度和混凝土的表面高度。