旋挖成孔桩的优缺点及质量控制的浅谈 1[1]

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1、浅谈旋挖成孔桩的质量控制及其优缺点单位：滑县住房和城乡建设局作者：杜国长   简介：随着国家基本建设投入的增大以及高层建筑的发展，钻孔灌注桩现在被广泛地应用于高层建筑、公路桥梁、铁路桥梁等工程的基础工程。但目前钻孔灌注桩仍大量使用较为落后正反循环冲击钻进、正反循环清孔成孔工艺，本文的主旨是介绍旋挖成孔工艺的运用对于工程质量以及经济效率带来的影响。关键字：旋挖成孔施工工艺　　一、施钻前准备工作土壤可钻性分析,包括地质硬度小于5MPa以下的工程地质情况，其分析时应了解的相关参数一般为水文地质结构参数等土性指标。此时

2、土壤的可钻性主要表现为土壤颗粒脆性断裂可切削能力，所使用的斗齿必须是具有锋快楔入能力的线式刃口刀具。入岩可钻性分析，应考虑岩石的成因和种类，岩石颗粒的大小和形状、岩石的构造及裂隙发育情况，胶结的性质及胶结形式等等。一般应了解岩石的压入硬度、研磨性、弹塑性三个方面的指标。此时，岩石的可钻性主要表现为岩石颗粒的可剪切断裂破碎能力。岩石破碎的典型方式有两种：脆性剪切碎岩和动载冲击碎岩。脆性剪切碎岩广泛使用于岩石裂隙发育充分的地质情况，其机理是在岩石颗粒边界处利用两向力即加压力和扭矩或多维应力共同作用产生搓碾剪切从而导

3、致岩石破碎的一种准静载破岩方式。常用的碎岩工具应具有点式或圆球形切削刃面。例如装有子弹头的短螺旋钻头，嵌岩筒钻等等都是较常用的有效工具。动载冲击碎岩是利用冲击器的冲击能来加速岩石颗粒边界处裂隙的发育和增大岩石脆性从而实现快速断裂碎岩的一种方式。相对其它碎岩方式来说，具有单位体积比能耗小，破岩效率高的优势。常用的方式有振动锤、振动镐、冲击锤，落锤、牙轮钻头、爆破器、射流冲击器等。二、旋挖钻成孔工艺    旋挖钻成孔是利用带有斗式钻头的转杆旋转及自身的自重，将切削的土削刮入斗筒内，提升斗筒至孔外一侧，再借助斗筒的旋

4、转振动机构弃土，重复此挖弃后即形成桩孔。用这种方式成孔可以用套筒跟进护壁，也可用泥浆护壁，当泥浆无循环时，称“静泥浆”。如土质很好，可以自立，则也可不用护壁措施即干挖成孔。     1、旋挖钻成孔优点    与传统的正反循环钻机相比，旋挖钻机具有成孔速度快的特点，其工艺优点为：（1）孔壁不易产生泥皮。因为在成孔过程中孔壁一直都受钻斗的刮擦；在孔壁上形成较明显的螺旋线。这两点有助于增加桩的摩阻力，提高桩的质量。（2）振动与噪声较低。成孔速度快，尤其在砂质土内成孔，斗筒取土及弃土都比较容易，每一斗都是实土，不像钻吸

5、式钻头成孔，排出的都是泥浆，速度必然慢于斗筒取土。孔的垂直度、孔径、标高及孔地虚土等均能较好控制，对确保工程质量非常有利。机械设备较简单。     2、旋挖钻成孔缺点之处  （1）因为不易形成泥皮，护壁性相对较差，容易缩径、塌孔。对于黏性较高的粘土成孔，成孔速率不高，主要粘土吸附在斗筒周壁，不易卸下，斗筒底板的开启容易发生故障往往须振动斗筒或用人工帮助才能清理干净。   （2）设备费用高，施工成本与其他成孔方式相比较高。砂卵石层中钻进存在成孔困难。    3、旋挖钻成孔施工要点   （1）确保钻机、钻杆的垂直度

6、，是保证所成孔不倾斜的关键。在钻成前校准垂直后，一般在成孔过程中就无需再进行调配。伸缩式钻杆如果使用期过长，应检查其节间的公差配合是否过松，节间与节间的配合过松，成孔时钻杆晃动，这都会影响成孔的垂直度及孔径扩大。  （2）根据不同的土质选择不同的钻头。对不同的土层，钻头的转速也应控制，在软土中可稍高，在硬土、砂卵石层中要适当放慢。旋挖钻头实际上就是一个盛土的筒式容器，只是在斗的下侧焊接切削土壤的刀片或刃口。随着旋挖钻进工艺的推广应用，在遇到沙层、硬岩基层、卵砾石层等各种复杂地层时，不采取特别的措施，旋挖钻机的应

7、用也受到了一定限制。因此，在施工中应根据不同地质情况，选用合适的钻头和施工工法，这样即可以提高施工效率，节约生产成本，而且在环保、能源消耗、孔内事故等等方面能收到异想不到的效果。钻头的类型很多，常用的分为两大类：(1)回转钻头:a单底土斗b双底捞砂斗。(2)嵌岩钻头:a短螺旋钻头b嵌岩筒钻c牙轮钻头。   （3）成孔过程中，钻头上下升降频繁，升降速度一定要控制。速度过快时，孔底的负压会造成部分虚土或底部塌孔。当有泥浆护壁时，大量泥浆随着斗筒的提升，从简外侧空隙中快速流入筒底部，形成对孔底的冲刷，也是造成扩孔或塌

8、孔的原因。此外，升降速度在有泥浆护壁的孔中会形成较大的扰动，影响孔壁稳定。  （4）旋挖钻成孔，一般均用泥浆护壁，泥浆应具有良好的物理性能、流变性能和稳定性能。主要指标为密度、粘度、PH值、含砂量等。泥浆用粘土应选择粘粒含量大于50%，塑性指标大于20，含砂量小于5%，二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3-4倍的粘土为宜。稳定液的主要材料见表1。表1稳定液的主要材料表材料名称成分主要使用