旋挖钻在察凯高速公路桩基施工中的应用

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1、旋挖钻在察凯高速公路桩基施工中的应用一　旋挖钻成孔原理及适用条件　　　　旋挖钻成孔是在一个可闭合开启的桶式钻头底部及侧边安装、焊接、切削刀具，在液压钻杆的旋转驱动下，切削挖钻土层，使被切削土体通过活动阀门进入的桶式钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆，将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地钻进、卸土，直至设计深度。　　对粘结性较好的土层，可采用干式钻进成孔工艺。而对于松散易坍塌地层或地下水位以下的砂层，则应采用静态泥浆护壁钻井工艺。　　　　(一)旋挖钻机的特点　　钻机采用履带式底盘，具有行走功能、移动方便、就位快速准确、能极大提高工作效率。钻机本身配备控制系统，便

2、于自动化施工，可自动调整各项技术指标，保证钻机的孔位、垂直度、孔径、孔深等全部达到规范和设计要求。　　钻机配置多种钻头，适用于不同地质成因的硬粘土、软粘土、粗砂、卵砾石地层。钻头具有多效功能，可钻进，又可以提渣、清孔，而且施工速度快。同时型号不同，桩径也不同，选择范围很大，可以完成直径φ600mm～φ2000mm，深度达60～70m的桩基。　　钻机采用动力头装置，动力头的给进力加上钻杆的重量，使得钻进能力强，钻进效率高。在硬粘土、软粘土、粗砂、卵砾石地层中的钻进效率是冲击钻，是反循环钻机工作效率的6倍。对于直径1.5m、孔深40m左右的桩孔，10h即可成孔。　　在采用

3、旋挖钻施工中不必挖大规模的泥浆池，现场环境好；钻渣可直接装车外运，不污染场地；施工噪音小，是一种典型的环保型施工设备。　　旋挖钻机主要适用于土层、砂层，以及较松散的、粒径较小的卵砾石层，粘性土层效果最佳，而在硬的岩石地层(一般单轴抗压强度30MPa以上)、较致密的卵砾石、大直径的漂石层施工比较困难，并易发生孔内事故和机械事故。　　　　二　旋挖钻机应用情况　　　　(一)线路区地质情况概述　　该实例位于青海省海西州境内，是青海省“两横三纵三条路”主骨架的重要组成部分，在察汗诺通过茶察连接线与国道109线连接。是青海省海西州东连西宁、西入新疆、北接甘肃的跨区域公路交通运输X

4、的枢纽性的主干线。　　线路经过区域位于青藏高原东北部，属柴达木盆地东沿与南祁连山系的过渡段，具有高山谷地与新生代盆地相间的特点，察汗诺谷地向南地势渐低，坡降为20～50‰，海拔3090～3300米，谷宽800-1500米，沟底多为黄土状土，地势平坦。　　依据地貌、第四纪堆积物成因和岩土工程性质，将线路区域内地基土分别纳入五个工程地质区：I区：山前冲积区，为山前倾斜平原，坡降一般10～20‰，主要由圆砾、卵石加砂，局部表层覆盖粘性土，中密度为主。Ⅱ区：平原区，缓倾斜平原，坡降一般≤10‰，地形较平坦；主要由上部粉质粘土、细砂层、硬塑土、下部卵石及圆砾层组成，中密为主。Ⅲ

5、区：冲、洪积河谷区，冲洪积扇毗连、波状起伏地形，坡降为10～20‰，向谷地倾斜，坡度10～20度，重构发育。Ⅳ区：湖积平原区，水草沼泽地，地表为草皮，地形平坦，地表草皮一下主要有粉砂质淤泥组成，松软、承载力低。V区：基岩出露区，山体斜坡，地形起伏较大，地势向山角倾斜，主要有上部强风化岩，碎石状，下伏中风化岩组成。　　　　(二)察柴高速公铁立交工程实例　　察柴高速全线设公铁立交2754米／6座，桥梁跨径20－40米不等，桥宽24m，四车道，设计行车速度80km／h，桥涵设计荷载采用公路一1级。30米、40米跨径上部采用后张法预应力小箱梁结构，其余为先张法空心板。下部为柱

6、式、肋板式墩台身，钻孔灌注桩基础。共有钻孔灌注桩800余根，设计桩径均为φ1.2－1.8米m，桩长30m左右。桥梁工程总工期12个月，但桥梁下部、基础部分施工经与铁路部门协调，工期为4个月。为维护合同的严肃性，保质、保量按期完工，同时为减少因施工对铁路运行的干扰，该工程桩基采用旋挖钻工艺施工。　　桩基地层资料为：桥梁所处位置地表高差1.7米，地形较为平坦，为第四系全新冲、洪积层。底层分布及构造简单，底层分布连续稳定，不存在断裂构造。地下水为第四系松散层孔隙水，受大气降水和地表径流补给，补给量呈季节性变化。底下水埋深16.8～20m。　　底层分布较简单，变化较小，地面以

7、下0～10m为粉质粘土及细砂层，10～20m为砾石土，20～30m为角砾石层，持力层为3－6层角砾层。　　钻孔桩共计800根，桩长30m左右。投入4台旋挖钻机，100个工作日全部完成。鉴于桥梁所在区域下部体层以砾石土、卵砾石层为主，以及地下水位16.8～20m，为保证桩基钻进的安全，防止产生塌孔，可采用静态泥浆护壁钻进工艺。有时因施工机械损坏、天气影响，造成施工速度相对迟缓，在这种情况下每台旋挖钻机每天也可完成1.5根桩基的施工作业。　　经对监测，所有基桩优良率达到95％以上。　　　　三　青海海西地区旋挖钻机应用前景展望　　　　青海海西地区大抵构造属