(泥浆护壁)旋挖成孔灌注桩的施工

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1、（泥浆护壁）旋挖成孔灌注桩的施工中铁十四局集团三公司梁钊周长进王建文272000摘要：本文扼要介绍了旋挖钻机泥浆护壁成孔混凝土灌注桩施工。概述中简明的历史性比较阐明了旋挖成孔的原理，也寓意于传统工艺与现代技术的结合方向。文中较大篇幅系结合工程实践，对旋挖钻成孔工艺特点做了介绍，特别是重点提出控制钻斗升降速度，关注钻斗与孔壁间水动力状态，减少泥水对孔壁的竖向冲刷及粘附作用，从而确保成孔质量。文中结合现场实际，提出了部分参数参考值，有可借鉴之处。主题词：旋挖灌注桩施工1．概述旋挖钻成孔施工法，又称钻头施工法或土钻施工法。据笔者了解它在国内有着悠久的历

2、史，它在上世纪六十年代应用时：是采用人力推动十字扭杠作为旋挖动力，采用滑轮升降钻斗钻杆。下钻钻进时，增接钻杆节段，达到一定深度；提钻卸土时，减卸钻杆节段，使钻斗出地表。因而成孔速度慢，施工效率低。而正反循环泥浆护壁钻孔施工法作为新技术，具有主导地位还是后来的事情。现时随着机械技术的巨大进步，传统的工艺得到了继承发展，正是现代科学技术的巨大进步使它获得了新的生命力。现时采用的旋挖钻成孔施工法，其成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀具，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，钻斗装满后提出孔外卸

3、土，如此循环形成桩孔。现时一般认为：该方法成孔施工具有低噪音、低振动、扭距大、成孔速度快、无泥浆循环等优点；缺点是在粘性较大的粘土、淤泥土层中施工，回转阻力大，钻进效率低，容易糊钻。该施工法适用于填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵砾石层、软—中硬基岩等地层，桩孔沉渣少，孔壁泥皮薄，桩侧摩阻力发挥好。常用的旋挖钻斗有圆锥底（锅底）式、多刃切削式、抓岩式等。它又分为泥浆护壁成孔灌注和干作业成孔灌注两类工艺。干作业成孔灌注工艺系采用套管跟进干式旋挖成孔，并边拔套管边灌注混凝土，施工工艺控制一般认为比较容易。相对而言，泥浆护壁旋挖成孔灌注工艺较复杂一些，笔者

4、根据江苏宿（迁）淮（安）高速公路淮安南枢纽立交工程现场施工经验，特做总结分析如下，以期同行指正。2．工程事例淮安南枢纽互通式立交工程位于江苏淮安市清浦区武墩镇北侧，该标段长2.02Km，为宿淮高速公路与宁淮公路交叉，并与宁连高速、205国道相接而设置的。桥梁基础Ф1200mm、Ф1500mm钻孔灌注桩共590根。该地区为平原河网区，处黄泛区平原和淮河冲湖积平原地貌内，地势总体上较为平坦，属于黄淮平原中东部，是黄河冲积平原地貌的主要组成部分。工程址区人工河流、沟渠纵横交错，池塘星罗棋布，水田比邻。地表土质主要为河湖冲积、淤积形成，地表土质多为高液限

5、粘土，具有膨胀性，局部路段有浅层软土，地下水位高。典型地质柱状图描述如下：深度（m）地质情况0—1.5粘土：棕黄色，含钙质结核1.5—7.5粘土：棕黄色，含钙质、铁锰质结核7.5—10.5粘土：硬塑—半坚硬10.5—21粘土：棕黄色，铁锰结核增多，坚硬21—25.2粘土：灰褐色，结核丰富，出现砂质25.2—27.4粘土：棕红色夹淡兰色条纹，结核丰富，含砂量增大，坚硬27.4—29姜石层：岩石肉红色，坚硬，岩石间夹杂粘土29—29.7细砂层：褐黄色，主要成分为长石、石英，含少许砾石29.7—31.6中粗砂：褐黄色、灰黄色，含砾石31.6—35砂粘土

6、：灰白色，夹褐色条纹，硬塑—半坚硬，含砾石35—39.7砂粘土：灰白色，质地均匀，含铁锰质结核，坚硬，含砾石根据工期要求与地质情况，现场共投入了TH14-35、HR180两种共5台全液压旋挖钻机。从现场使用效果看：设备易操作性突出、整机移动方便，施工进度快，旋挖成孔质量好，全部灌注桩均达到了A类桩标准。与同现场、同时施工的循环钻机相比较：单桩总能耗低；无（需要做处理的）大量废泥浆；特别是钻进速度快，是国产200型循环钻机的20倍以上。3．施工工艺全液压旋挖钻机整机自动化程度高，其水平、垂直度和钻孔中心由指示灯控制，操作室配置钻进深度指示仪。由于其

7、工作效率高，施工过程自始至终，均应做好各方面协调配合，确保工艺流程的连续均衡。并应根据旋挖成孔的成孔原理及其工艺要点，抓好关键工艺过程控制。3．1旋挖成孔（泥浆护壁）灌注桩施工工艺流程（见下图）：3．2钻斗升降速度旋挖成孔与循环钻孔的成孔原理明显不同：循环钻孔的成孔是依靠泥浆循环护壁，依靠泥浆携带渣土沉淀于地表而实现；而旋挖成孔则靠钻斗挖装岩土直接提升卸到地表，护壁采用稳定液（泥浆）或套筒（主要是干挖工艺采用）。稳定液（泥浆）护壁情况下，问题的要点在于钻斗的升降运动会带动浆水运动，从而冲刷与粘附作用于孔壁。从水动力学的角度而论，边壁（水力学意义的

8、，而非指孔壁）急剧变形发生边界层分离，引起能量损失，且边壁变形程度不可改变的情况下，即钻斗大小、形状无法可变，则控制钻斗升降速度，是很自