旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中应用

《旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中应用　　摘要：本文结合某高速公路高架桥钻孔灌注桩施工，介绍旋挖钻机在不同地层中的应用技术，特别对旋挖钻机在深埋硬质岩层中的钻进工艺进行了详细研究，对同类工程施工具有指导意义。关键词：旋挖钻机；钻孔灌注桩；硬质岩层；中图分类号：U443.15+4文献标识码：A文章编号：0引言：随着我国经济的迅速发展，灌注桩基基础已在城市建设、公路建设等重大工程中广泛采用。桩基的施工中，比较常用和常见的钻机类型为正循环钻机、反循环钻机和潜水钻机，尤其是正循环钻机更为多见一些。但是近些年来，旋挖钻

2、机以其对各种条件土层的适应性强、无挤压效应、噪声小、无振害、无泥浆、成孔速度快等优点，得到了广泛应用。但是，根据不同地质情况正确合理地运用钻进工艺，是保证旋挖钻机顺利施工的关键。本文结合某高速公路高架桥钻孔灌注桩施工，介绍旋挖钻机在不同地层中的应用技术，特别对旋挖钻机在深埋硬质岩层中的钻进工艺进行了详细研究。1工程概况某高速公路高架桥里程K51+318~K52+060，全长742m；孔跨布置为：15×30+(39.5+63+3910.5)+5×30；上部结构类型为：预应力砼箱梁、连续箱梁，下部采用独柱

3、式桥墩，桩基础。共有桩基147根直径1.8m和2.0m钻孔灌注桩，桩长63～74m不等。该地段存在的地层包括：（1）粉土，灰黄色，松散，饱和，厚层状，局部夹粉砂薄层，层厚12～17m，容许承载力σ0＝110kPa；（2）淤泥质粉质黏土，灰色，流塑，见云母碎屑，局部夹粉砂质薄层，层厚6～18m，容许承载力σ0＝70kPa；（3）粉质黏土，灰褐色，软塑，湿，夹粉土、粉砂薄层，层厚10～15m，容许承载力σ0＝80～100kPa；（4）圆砾层，灰色，密实，粒径0.5～2cm，空隙填充中粗砂，层厚2～5m，容

4、许承载力σ0＝300～400kPa；（5）强风化粉砂岩，青灰色，泥质结构，岩芯呈碎块状，层厚3～6m，容许承载力σ0＝400～600kPa；（6）中风化粉砂岩，青灰色，块状构造，岩质较硬，层厚15～30m，容许承载力σ0＝1300～1500kpa。2施工准备2.1研究分析工程地质施工前对工程地质、水文情况进行研究，认真分析设计提供的地质勘察报告，对工程地质进行全面分析。对于地质硬度小于510mPa以下的工程地质，分析时应了解水文地质结构参数等土性指标；对于岩性地质，需了解岩石的成因和种类，岩石颗粒的大

5、小和形状、岩石构造及裂隙发育情况，胶结的性质及胶结形式等。2.2施工机械与设备配置针对工程不同地质情况，对旋挖钻机的钻杆、钻具、斗齿、护筒、泥浆、清孔工具等施工机械与设备进行选择和优化。对于硬岩基层深埋下的嵌岩桩基施工，一台旋挖钻机至少要配置若干数量的不同规格和类型的钻具、斗齿，以适应软土和硬岩基层的钻进。2.3技术参数设计针对不同地质情况，优化钻进参数、质量控制措施等。如土壤切削、岩石钻削时加压方式、钻进扭矩、钻斗速度、进尺速度等控制指标。2.4钢护筒埋设钢护筒采用12mm厚钢板卷制而成，护筒内径比

6、桩径大20cm，护筒底应进入淤泥质黏土层，以免在粉土层引起护筒底塌孔，故本工程钢护筒长度采用12m，用DZ60振动锤进行埋设，埋设过程中进行跟踪测量，以确保钢护筒的垂直度及平面偏位。3旋挖钻机施工3.1钻斗类型和选用施工中根据不同地质情况，选用合适的钻斗和施工工艺。10在淤泥层、泥土、砂层、卵（漂）石层、风化岩层等较软地层钻进时，可采用回转钻斗，回转钻斗一般分单底钻斗、双底捞砂斗。入硬岩基层时，需采用短螺旋钻斗、牙轮钻斗和嵌岩筒钻等钻斗。入岩旋挖钻机所用钻斗，通过合理布齿，使齿间相互为对方创造自由面，

7、为高效入岩创造条件。从岩石破碎理论可知，自由面有利于岩石破碎，而自由面又要根据岩石硬度、脆性、分形维度和表面能综合考虑。对于相同地层使用同一钻进扭矩，采用不同的斗齿刃前角度，其钻进效率也是不同的。因此，选用合适的刃前角，才能提高进尺效率。对于硬度较小的第四层、强风化层，比钻较松软的地层时斗齿刃前角应稍大些，选取45°～65°；钻比较硬的地层时，斗齿刃前角稍小些，选取25°～45°。根据岩性特性选择不同的钻斗。在脆性岩层钻进时，旋挖钻机选择截齿作为刀具，截齿在钻斗带动公转时自转，使截齿产生滑动，滑动的出

8、现使岩石在剪切条件下碎岩。对于沉积岩等弹性基岩，则选择相应直径和齿数的嵌岩筒钻，以达到小截面做功而钻成大孔的目的。因此，对于硬岩基层，通过以上钻斗的交替配合钻进，再结合旋挖钻机先进的动静耦合加载模式控制技术，即可达到高效入岩的目的。3.2泥浆制备10根据旋挖成孔工艺，旋挖钻进时不易形成泥皮，护壁性相对较差，易缩径和塌孔。因此，在施工时，为防止坍孔，稳定孔内水位及便于挟带钻渣，通常采用澎润土、CNC羧甲基（纤维素钠盐）和纯碱（Na2CO3）制备泥浆。澎润土