旋挖钻在钻孔灌注桩中的应用

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1、旋挖钻在钻孔灌注桩中的应用-工程事故分析旋挖钻在钻孔灌注桩中的应用　摘要：随着铁路事业的迅猛发展，在铁路设计中桥梁比重也日益增大。本文以大丽铁路中DK正线红山特大桥的桩基施工为例，从旋挖钻孔的工作原理、特点，旋挖钻头的类型、应用等各方面阐述旋挖钻在钻孔灌注桩中的应用。　　关键字：旋挖钻，灌注桩，铁路桥梁，施工　　1、引言　　大丽铁路是国家中长期铁路网规划中滇藏铁路的一段，是建设西南进出境国际通道的重要一段。它的建设对于完善云南铁路网和扩大我国与东南亚、南亚国家的联系具有重要意义。沿线设大理、上关、鹤庆、仁和、丽江等十三个车站，大

2、丽全长164公里，设计时速160km/h。　　DK正线红山特大桥是大丽铁路重点控制工程之一。此桥位于云南省大理市，施工里程为DK05+238.06至DK06+587.05，全长1348.99。本桥为正线单线桥与联络线单线桥合并为双线桥，位于直线、缓和曲线及圆曲线上。本桥墩台共计43个。全桥桩基334根，桩基础为直径1.5m的摩擦桩，桩长最深为67米。　　2．旋挖钻孔的工作原理及特点　　2.1旋挖钻孔的工作原理　　旋挖钻孔首先转动底门镶嵌斗齿的钻斗切削岩土，并将岩土装入钻斗内，然后由利用钻机卷扬机以及伸缩钻杆提出卸土，如此循环往复

3、，不断削土、取土、卸土，直至钻至设计深度为止。对粘结性较好的岩土层，可采用干式钻进工艺，不需泥浆护壁。而对于松散易坍塌土层，或有地下水存在导致孔壁不稳定时，必须泥浆护壁钻进工艺。　　2.2旋挖钻孔的特点　　①成孔速度快、效率高，可有效保证施工进度。施工时提钻以及换钻的时间短，平均钻进速度可达到5～8m／h。　　②孔壁不产生泥皮。在成孔过程中孔壁受到钻斗的刮擦，在钻孔壁上形成明显的螺旋线，这加大了桩基成型后的摩擦力。　　③钻机安装拆卸简单。钻机能自身行走，移位就位都较快，在施工场地能快捷到达指定地点。　　④机械化程度高。钻机设备性

4、能较好，电脑能精确定位钻孔坐标及显示钻孔垂直度和钻孔深度，成孔质量高。　　⑤对施工现场污染小。旋挖钻既可干式钻进作业，亦可在水中钻孔，孔内沉渣较少，施工现场整洁，噪声低，并对施工环境的适应能力强。　　3.旋挖钻头的类型及应用　　3.1旋挖钻头的类型　　在灌注桩施工过程中，选用合适的钻头对减少钻头消耗、提高成孔速度和质量、节约能源以及提高施工效率都起着至关重要的作用。旋挖钻头实际上是个盛土的筒式容器，只是在下侧焊接切削土层的刀片。在施工中遇到硬岩基层以及卵砾石层等复杂地层时，应根据不同地质情况选用合适的钻头。钻头的类型有很多，常用

5、的钻头可分为两大类：回转钻头，包括单底土斗和双底捞砂斗；嵌岩钻头，包括短螺旋钻头、嵌岩筒钻和牙轮钻头。　　3.2旋挖钻头的应用　　施工时要求钻头具有一定的刚度，在钻进过程中，钻头不产生移动或摇晃，其安装应符合生产厂家标准。在施工前，应详细勘察施工处的地质情况，并根据具体岩层合理选用钻头。回转钻头主要用于处于地下水位以上的粘性土、粉土、中等密实砂土、填土以及全风化岩层；岩心回转斗主要用于风化岩层以及有裂纹的岩石；嵌岩螺旋钻头主要用于碎石土、中等硬度岩石及半风化岩层。对于一般土层，可配用摩擦钻杆和回转钻头；而对于坚硬岩层，可选用岩心

6、回转斗、嵌岩钻头等。　　4.旋挖钻在钻孔灌注桩中的应用　　4.1工艺流程　　灌注桩是一项施工工序多、质量要求高、施工时间短、精度要求高、工作不间断的地下隐蔽工程。要保证灌注桩的质量，就必须在施工前根据相应的地质情况，合理安排施工流程，以便指挥现场施工。旋挖钻在钻孔灌注桩中的具体施工工艺流程如下图所示：　　4.2施工准备　　在进行施工前要合理布置施工现场，清理影响施工的障碍物，地势较低处用土回填，达到“三通一平”的要求。妥善保护好引入施工场地水平高程的控制点，并在施工中应经常复测，以确保其准确性。根据设计图纸进行排桩，并在图纸上标

7、出围护桩位置及编号。内业复核无误后，到现场进行放线定桩，并做好桩位的轴线标记。　　接下来就是调配泥浆，在调配过程中应对泥浆的相对密度、胶体率、粘度等指标进行检测，当泥浆的各项指标都符合要求后方可投入使用。在泥浆循环使用前，应对其各项指标再进行检测，做到循环一次检查一次，以保证泥浆的含砂率不宜超过0.4%。　　4.3成孔作业　　钻孔前应先根据设计要求测算出孔深，以便当钻机达到设计标高时能采用测绳测量，确保钻孔深度。在利用旋挖钻钻孔时应先在护筒内注入泥浆，并开始缓慢钻进，当钻进深度达到护筒下2m后，方可按正常速度钻进。循环钻机在施工

8、时随钻进深度不断拆接钻杆，在这过程中必须要随时注意垂直控制仪表，以保证钻杆垂直度。并要随时监测泥浆的各项指标，尤其是泥浆中含砂情况，保证泥浆沉淀后能回收循环再利用。并在钻进过程中记录有关参数及地质情况，以便核对地质资料，为下个相邻桩基的施工做好准备工作。　　清孔