浅谈旋挖钻机钻孔技术在软弱地质层的运用

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1、浅谈旋挖钻机钻孔技术在软弱地质层的运用摘要：本文结合桥梁基础所处软弱地质层，普通旋转钻机施工进度较慢而且施工成木较高。采用旋挖钻机施工后取得了较满意的效果，并对施工过程的工艺流程做了详细阐述，并强调了施工中的质量控制。关键词：优势；旋挖钻；安全、质量、环保控制屮图分类号：TU198文献标识码：A长江冲积平原为淤泥质粘土、粉砂、细砂、砾砂等软弱地质层带。受河流水位影响，在钻孔桩施工时极易产生缩径、塌孔等事故。在汛期时，地下水位的升高，对钻孔施工更加不利。传统的旋转钻机在软弱地质段施工质量较好，但施工进度较慢。为此在对

2、旋挖钻机的施工原理及存在问题调查研究的前提下，并结合以往软基地质层钻孔施工经验，增选了旋挖钻机进行桩基钻孔施工。在郑州市航海东路跨京港澳高速公路立交桥新建工程、湖北东荆河大桥工程中，取得了良好的效果。1.旋挖钻机钻孔适用范围及优势1・1适用范围：适用于地下水位高，穿越淤泥质粘土、粉砂、砾砂等软弱地层桩基的钻孔施工。也适用于较好地质情况下的钻孔桩施工。1・2优点：⑴钻机现场移动方便，钻孔速度快，成孔质量优良，能有效缩短施工工期。⑵施工进度快而施工成本低。经过实际观测旋挖钻机平均一夭最少可以完成一根钻孔桩，而旋转钻机3

3、天左右才能完成一根，大大加快施工进度。同时对优质泥浆进行循环再利用，大大降低了成孔费用。并且通过灌注钻孔桩的栓用量来看，旋转钻机的扩孔率耍达到6%〜8%,而旋挖钻机只有3%〜4%。以平均节约3%混凝土，经济效益明显。⑶可提高灌注桩的承载力。旋挖钻机成孔中静压优质泥浆在孔壁上形成厚的泥皮护壁，但由于钻头的多次上下往复，使孔壁粗糙。与传统的钻孔灌注桩相比，旋挖钻孔灌注桩的承载能力得以提高。（4）良好的环保性在特殊地层需耍泥浆护壁的情况下，泥浆只起支护作用，钻削土中的泥浆含量相当低，这使污染源大大减少。1.桥梁基础施工中

4、旋挖钻机施工工艺流程2.1工艺原理旋挖钻机通过自带动力头提供钻孔所需扭矩，驱动钻杆和钻头旋转，使钻斗切削土层，利用多层伸缩式钻杆和钻头的特殊结构及时快速出渣，实现较高速钻进。钻进中钻头多次上下往复作业，以保证成孔的质量。钻孔中采用优质泥浆护壁，确保孔壁的稳定。成孔后二次清孔采用泵吸换浆法及时快速清孔。2.2施工工艺流程及操作要点2.2.1施工工艺流程（见图2.2.1）2.2.21艺操作要点2.2.2.1施工准备⑴场地、便道和用水用电根据现场情况，做好施工场地平整。修建施工便道，确保钻机和其它车辆通行顺畅。准备好发电

5、机，以防突发事件。根据当地实际情况将施工用水引至施工现场。在场地范围内布置好泥浆池、沉淀池备用。⑵施工测量建立测量控制网，对桩位进行施丁放样。定出的桩位，及时设置护桩,并交施工队看管保护。桩位和护桩严禁机械在上行走碾压。(3)埋设护筒护筒采用厚度lOnini的钢板制作成整体钢护筒，长度3.0mo护筒埋深要求在地面以下不小于2.Om,顶端高出地面0.3m。钻机就位后，用人于护筒直径的钻头施钻至护筒埋设底标高，安装护筒，检查护筒中心和垂直度符合要求后四周分层夯填粘土。图2.2.1施工工艺流程图(4)钻机就位旋挖钻机自重

6、较大，旋挖钻机就位时均在其底铺放厚度16mm的整体钢板，以增大受力面积。然后调节下部导向圈、调直钻杆、将钻斗导向尖与桩位对齐，保证插钻正确，防止钻孔偏斜。⑸储浆池造浆储浆池标准依据钻孔所需泥浆用量及造浆能力而定。考虑旋挖钻对优质泥浆的特殊要求，制浆原料可选用塑性指数大于25,粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50%的粘质土制浆。现场缺少上述性能的粘质土，调制的泥浆性能不符合要求，可在泥浆中掺入了钠质膨润土、纯碱Na2co3和CMC纤维素以改良泥浆性能。膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、

7、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。纯碱的作用是可使pH值增人到10。泥浆PH值以7〜9为宜，可以增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量。CMC纤维素的特性是形成高粘度的胶体、溶液，有粘着、增稠、流动、乳化分散、保水、悬浊等特性。含CMC纤维素的泥浆能使孔壁形成薄而坚、渗透性低的滤饼，使失水量降低。能使钻机得到低的初切力，使泥浆易于放出裹在里面的气体，同时把碎物很快弄于泥坑中。泥浆和其它悬浮分散体一样，具有一定的存在期，加入CMC后能使它稳定而延长存在期。高粘度的CMC适

8、用于密度较小的泥浆，低粘度的CMC适用于密度大的泥浆。选用CMC应根据泥浆种类及地区、孔深等不同条件来决定。泥浆调制采用泥浆搅拌机搅拌，搅拌时先将足量的清水加入搅拌鼓，再投入适量膨润土和纯碱并开动机器搅拌。造浆过程中耍边搅拌边投入配料，投入配料搅拌均匀后再进行二次投料，循序投入配料。严禁一次将全部用量的配料一次投入，给泥浆搅拌均匀造成困难。⑹钻进初始钻进进尺