浅谈旋挖桩机在基坑支护桩施工中的应用

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1、浅谈旋挖桩机在基坑支护桩施工中的应用罗彧（深圳市龙岗区施工安全监督站）摘要：本文从施工效率、施工质量及环境保护等方面论述了在基坑施工过程中采用旋挖桩机的技术特点，提出存在问题及应用前景。关键词：旋挖桩机；施工质量；环境保护1工程和地质水文概况1.1工程概况某综合性医院住院大楼地下室工程，占地面积9000m2，设计为两层，建筑面积15000m2，地下室基坑设计方案为支护排桩+高压旋喷桩+预应力锚杆，围护排桩采用钻孔灌注桩，共296条桩，桩径为800～2000mm，设计孔深12～20m.1.2地质水文情况大楼东、南、北三面均邻旧建筑，其中东侧为地下一层地面十二层，建

2、筑面积约为60000m2的综合办公楼，根据地质勘探报告资料，本工程场地土层呈东南向西北斜坡状分布，土层分布为：①人工填土层；②粘性土层；③残积土层，局部有砂砾夹层；④全风化带；⑤强风化带；⑥中风化带；⑦微风化带；⑧场地内地下水主要赋存于填土下部基岩裂隙中。一是孔隙水，上部砂砾夹层含水量丰富，透水性好，为主要含水层。二是裂隙水，主要储存于基岩裂隙中，地下水丰富。1.3基坑支护施工基坑施工工序如下：高压旋喷桩→支护排桩→基坑开挖→预应力锚杆；高压旋喷桩施工不但可以对基坑起到止水作用，而对基坑排桩区域土壤起到固结作用，在排桩成孔过程中，局部桩可以不用泥浆护壁或减少泥浆

3、用量，起到整体降低总体泥浆的用量。1.4桩端分布情况本工程桩端大部分落在④、⑤号地层上，进入④号层平均深度约3m，最少约为1.6m.进入⑤号层平均深度约为2m，桩底在④号层的桩约占总数的2/3，其余的均在⑤号层上。1.5机械选择由于施工在医院内的特殊环境下进行，对现场施工机械设备需选择低噪音、低污染、无振动、机械自动化程度高、施工效率高，因此本工程围护排桩采用选用了ZR220A型旋挖钻机。旋挖钻机是低噪音、无振动环保型钻机，具有装机功率大、机动灵活、施工效率高，在钻进过程中噪音在65分贝以内，且在成孔过程中为原始土挖掘状态，通过钻斗提升直接装卸在自卸土方车上，从

4、而使成孔过程实现无泥浆排放，满足了城市环保要求等特点。2施工工艺2.1旋挖钻机施工原理旋挖钻机施工原理是利用可以伸缩的旋式钻杆在钻具重量、油缸压力及动力头扭矩的共同作用下，钻机自动定位，垂直旋孔，将地下土、岩屑装入钻头（筒），再用卷扬机提升取土（岩）成孔。配合不同钻具，可用于不同孔径及地质条件的成孔作业，对干硬性黏土可采用干式旋挖工法，一般的覆盖层采用静态泥浆护壁的湿式旋挖工法。旋挖钻机成孔与传统回旋转机基本流程一样，先桩位放样，埋设钢护筒。旋挖钻机可自行初步就位，然后在技术人员的指挥下进一步调整钻机垂直度，并使钻头中心与孔位中心重合，桩机定位要准确、水平、垂直

5、、图1旋挖成孔施工工艺流程图制作钢筋笼、准备导管下入钻斗、旋挖钻进提钻、埋设孔口护筒钻斗或短螺旋钻开孔起钻、卸土、铲车运土钻至设计标高，就地继续旋转数圈、提钻钻孔安装就位空内注放泥浆下钢筋笼、导管清孔、验收灌混凝土下一条桩施工准备混凝土稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线保持在同一直线，启动泥浆泵向护筒内补充优质泥浆，使护筒内泥浆液面高于地下水位标高1.5m，缓慢放松钻机的主卷扬钢丝绳，使钻头入孔，启动回转动力钻头开始护筒内取土，取土筒内的取土量由测深仪计算，一般1m长的取土筒一次进尺长度控制在0.4～0.6m之间，取满后再由主卷扬钢丝绳收起钻杆和钻头

6、，适时补充孔内的泥浆，转动钻机桅杆，将取出的渣土弃于孔外，然后由挖机集中堆放或由车运至指定地点。2.2成孔控制成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换。成孔中，按试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，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，同时在钻杆的两个侧面均设有垂直度仪，在钻进过程中有专人观察两个垂直度仪，随时指挥机手调整钻杆垂直度。通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度，从而确保了成

7、孔的垂直度。旋挖钻进是一个短进尺、多回次的重复循环过程。回次进尺短（不足1m），回次时间短（土层30～40m孔深，回次时间不足5分钟，纯钻进时间不足1分钟）。开始，钻头切削齿在钻具自重作用下切入土层一个较小的深度，随钻斗回转切削前面土层并将切削下的碎土装进钻斗内，钻斗钻入土层深度及加入钻斗里的土重量不断增加，回转阻力也增加。由于传动系统中液力变矩器的作用，随回转阻力增大其转速降低，内外钻杆传递扭矩的槽、键接触面上的压力也随之增大，这时，操纵加压油缸对钻杆柱加压，其压力可传到钻头，增大钻斗切入深度；钻进负荷又随之增大，转速进一步降低，在一个在很短时间内，切入深度回

8、转阻力矩逐级增大，负载和