旋挖鉆機(jī)工法網(wǎng)(旋挖鉆機(jī)施工工法)

1概述

 

　　近年來，鐵路建設(shè)施工周期越來越短，對于特大橋線下工程也只有十八個(gè)月的工期，在保證工程質(zhì)量的前提下如何加快橋梁下部鉆孔灌注樁工程的施工是保證能否按期完工的關(guān)鍵。

 

　　2工法特點(diǎn)

 

　?、俪煽姿俣瓤?、效率高，平均鉆進(jìn)速度為：4m—6m/小時(shí)。

 

　?、诩瓤筛煽鬃鳂I(yè)，亦可水中鉆孔，孔內(nèi)沉渣少。

 

　　③鉆孔時(shí)用水量少。

 

　　④對施工現(xiàn)場無泥漿污染，現(xiàn)場比較整潔，無噪音。

 

　?、葑陨砜尚凶?，鉆孔就位、移位快，自身動力。

 

　?、拊O(shè)備性能良好，電腦坐標(biāo)定位及顯示鉆孔垂直度，成孔質(zhì)量高。

 

　　3使用范圍

 

　　旋挖鉆機(jī)適用于粘性土、黃土，含量較小的礫石、卵石層，軟石層，強(qiáng)風(fēng)化巖層、等地質(zhì)情況，地勢平坦的地理環(huán)境條件下作業(yè)。本工法主要適用于干旱少雨濕陷性黃土地質(zhì)條件下成孔時(shí)的樁基施工。鉆孔深度最大為66米，樁徑≤150cm。

 

　　4工藝原理

 

　　靜態(tài)泥漿旋挖鉆機(jī)施工是通過旋挖鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)及自重給筒式鉆頭或螺旋式鉆頭施加壓力，鉆頭在負(fù)載條件下通過鉆桿的旋轉(zhuǎn)使其旋挖鉆進(jìn)，當(dāng)筒式鉆頭或螺旋式鉆頭盛滿鉆渣后，鉆桿收縮，將筒式鉆頭或螺旋式鉆頭提出孔外，打開筒式鉆頭底部封蓋或通過鉆桿帶動螺旋鉆頭旋轉(zhuǎn)以清除鉆頭內(nèi)的鉆渣。同時(shí)用泥漿泵向孔內(nèi)注入泥漿，在孔壁快速形成一層薄膜以減小失水率，保持空內(nèi)的水頭高度。

 

　　5操作要點(diǎn)

 

　　5.1場地平整：將旋挖鉆機(jī)位置夯實(shí)、現(xiàn)場整平，適宜施工機(jī)械旋挖鉆機(jī)、吊車、混凝土罐車出入施工現(xiàn)場。施工現(xiàn)場水、電、路三通，達(dá)到施工要求。

 

　　5.2測量定位：開工前對圖紙?zhí)峁┑乃袠痘鴺?biāo)進(jìn)行復(fù)合，測量儀器應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)合格后使用。測量其地面標(biāo)高，根據(jù)施工需要定出施工平臺標(biāo)高。準(zhǔn)確測量定出樁基中心位置。護(hù)筒埋設(shè)好后應(yīng)復(fù)核樁位，設(shè)置十字護(hù)樁。

 

　　5.3鉆機(jī)就位對中：履帶式旋挖鉆機(jī)有自動行走系統(tǒng)，旋挖鉆機(jī)行走就位對中，對中完成后設(shè)置并鎖定樁基中心相對坐標(biāo)，設(shè)定樁基中心護(hù)筒頂坐標(biāo)為（0，0，0），并將其輸入旋挖鉆機(jī)電腦系統(tǒng)。用全站儀復(fù)核鉆桿垂直度。

 

　　5.4埋設(shè)護(hù)筒：護(hù)筒宜用10mm的鋼板制作，內(nèi)徑大于樁徑30—40cm，護(hù)筒高200—250cm，用旋挖鉆機(jī)將護(hù)筒壓入土層中，使護(hù)筒中心與樁設(shè)計(jì)中心一致，中心偏差不大于5cm，傾斜度偏差不大于1%，護(hù)筒頂面標(biāo)高宜高出地面0.3m。

 

　　5.5樁基位置復(fù)核放樣：護(hù)筒埋設(shè)完成后，開鉆前復(fù)核樁基位置。

 

　　5.6泥漿池、沉淀池開挖及泥漿調(diào)制

 

　?、倌酀{池、沉淀池開挖：施工前選定泥漿池及沉淀池的位置，泥漿池宜低于沉淀池，泥漿經(jīng)過沉淀后流入泥漿池，以便泥漿能循環(huán)利用。根據(jù)樁基的直徑及孔深確定泥漿池及沉淀池的大小，泥漿池的體積宜為井孔體積的1.5倍。沉淀池宜位于易清理沉淀物的位置，其體積宜大于井孔體積。在北方干旱水源不方便的地方，采用開挖清水池，在清水池內(nèi)先鋪設(shè)塑料薄膜，防止清水流失。

 

　?、谀酀{調(diào)制：針對黃土濕陷性的特點(diǎn)，要求配置的泥漿護(hù)壁速度快、效果好。因此選擇由膨潤土、純堿（Na2CO3）纖維素（CMC）及水?dāng)嚢瓒傻膬?yōu)質(zhì)泥漿，其比例為：膨潤土的25%，純堿用量為膨潤土的0.4%，纖維素用量為膨潤土的0.1%。

 

　?、勰酀{各種材料及外加劑的作用

 

　　膨潤土：膨潤土的主要作用是造漿功能，相對于粘土，造漿率較高。確保泥漿有優(yōu)良的工作性能。

 

　　纖維素（CMC）：主要作用事孔壁快速形成一層薄膜，而降低失水率，減小水量的滲透，達(dá)到保水的效果。

 

　　工業(yè)純堿：工業(yè)純堿的主要作用是使泥漿的PH值增大，將泥漿中的顆粒分散，顆粒表面負(fù)電荷增加，增強(qiáng)其吸附能力和水化膜厚度，從而提高泥漿的膠體率和穩(wěn)定性。

 

　　在造漿過程中對泥漿池中的相對密度、粘度、酸堿度、膠體率等性能指標(biāo)進(jìn)行檢測，泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)符合上表中的要求后投入使用，泥漿池中的泥漿循環(huán)使用前適檢測其含砂率、相對密度、粘度、酸堿度膠體率等性能指標(biāo)，泥漿池中泥漿的含砂率不宜超過0.5%。否則泥漿應(yīng)經(jīng)過沉淀后將沉淀物清理干，對泥漿池中的泥漿重新進(jìn)行調(diào)配。砼灌注過程中快速聚集、分層而加速沉淀，沉淀后的泥漿用泥漿泵抽到泥漿池中，經(jīng)調(diào)制后再循環(huán)使用。

 

　　5.7鉆孔

 

　?、儆萌緝x復(fù)核鉆桿垂直度，開始旋挖鉆進(jìn)時(shí)，在護(hù)筒刃腳處，宜低檔慢速鉆進(jìn)，使刃腳處有牢固的護(hù)壁。鉆至刃腳下1m后可按土質(zhì)以正常速度鉆進(jìn)，再通過粉砂層時(shí)，放慢鉆進(jìn)速度，進(jìn)尺速度不得超過3m/小時(shí)，增加鉆機(jī)空鉆循環(huán)圈數(shù)，以加強(qiáng)護(hù)壁效果。旋挖鉆機(jī)挖出的泥漿等用裝載機(jī)清理出施工現(xiàn)場。

 

　?、诿裤@進(jìn)2m或地層變化處應(yīng)從鉆筒取樣查明土質(zhì)并記錄，與設(shè)計(jì)資料核對。

 

　?、蹣痘谛阢@進(jìn)過程中要對樁位進(jìn)行復(fù)測，在孔深20米，40米及終孔時(shí)，用檢孔器（檢孔器用鋼筋做成，其外徑等于鉆孔樁孔徑，長度等于孔徑的4～6倍）檢查垂直度、孔徑，以便及時(shí)調(diào)整鉆頭直徑。

 

　?、茉阢@進(jìn)過程中，宜檢測泥漿的主要指標(biāo)，主要是檢測泥漿的比重和含砂率。

 

　?、葸呅阢@進(jìn)邊用泥漿泵從泥漿池中向孔內(nèi)注入泥漿，保持孔內(nèi)的水頭高度。

 

　　5.8成孔檢測：樁基成孔后，用檢孔器檢查孔的中心位置、孔徑，用筒式鉆頭清除孔底沉淀，用測繩查測孔深，同時(shí)宜用鋼尺復(fù)核測繩的長度。

 

　　5.9清孔：檢孔完成后用筒式鉆進(jìn)行掏渣清孔，清孔過程中速度不宜過快，同時(shí)保持孔內(nèi)的水頭高度。

 

　　5.10鋼筋籠制作、焊接安裝

 

　　①鋼筋籠制作：首先對施工圖中各種規(guī)格的鋼筋長度、數(shù)量核對，其次對圓盤條鋼筋進(jìn)行調(diào)直，鋼筋表面應(yīng)保持潔凈和平直。鋼材進(jìn)場后用墊木或其他方法墊起，工地臨時(shí)保管鋼筋時(shí)，應(yīng)選擇地勢高，地面干燥的露天場所，根據(jù)天氣情況，在雨雪天氣，必要時(shí)加蓋雨棚布。鋼筋加工時(shí)，按照施工設(shè)計(jì)圖紙結(jié)合鋼筋原材料尺寸進(jìn)行配料、加工、制作、安裝、不得隨意改變鋼筋長度和構(gòu)造形式，所有鋼筋加工、焊接都符合下列要求：主筋間距在±10mm以內(nèi)，箍筋間距在-20mm以內(nèi)，骨架外徑在±10mm以內(nèi)，骨架保護(hù)層在±20mm以內(nèi)，鋼筋焊接接頭斷面積不大于50%。鋼筋焊接前根據(jù)具體施工條件（特別是對焊施工）進(jìn)行試焊，然后進(jìn)行大批量施工。

 

　　②鋼筋籠焊接安裝：鋼筋籠安裝前應(yīng)檢查鋼筋根數(shù)、直徑、間距、鋼筋籠是否變形，焊接點(diǎn)、焊接長度、寬度、厚度滿足規(guī)范要求。為避免鋼筋籠起吊過程中局部受力發(fā)生變形。在吊車安放鋼筋籠時(shí)，每節(jié)鋼筋籠保證有三個(gè)吊點(diǎn)，且吊車大小鉤配合使用將鋼筋籠吊起。在孔口焊接，采用搭接焊，確保其上、下兩段成一直線，均勻入孔，并隨時(shí)調(diào)整鋼筋籠位置，避免碰掛孔壁及發(fā)生塌孔現(xiàn)象。

 

　?、蹤z測管安裝：檢測管安裝在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，成等邊三角形分布。鋼管下端與樁底平齊，上端要露出鉆臺作業(yè)平面。檢測管安裝順直、牢固，接縫無接茬，用套管焊接密封，不漏漿，套管長度不小于20cm，檢測管兩端用3mm鋼板焊接密封。

 

　　④安裝完鋼筋籠后宜量測孔底沉淀厚度，沉淀厚度超出施工規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)用直徑較小的筒式鉆頭掏渣清孔，根據(jù)沉淀后計(jì)算此階段的沉淀速度。

 

　　5.11下導(dǎo)管

 

　?、僭诔恋硭俣取?cm/h，沉淀厚度滿足規(guī)范要求的條件下安裝導(dǎo)管。

 

　?、鄹鶕?jù)孔深準(zhǔn)備足夠長度，不同節(jié)長的導(dǎo)管，導(dǎo)管直徑在28-35cm之間。

 

　?、軐?dǎo)管在使用前，應(yīng)進(jìn)行試拼及氣密性試驗(yàn)，備有充足的頂絲及膠圈，導(dǎo)管應(yīng)順直、密封不漏水。

 

　?、輰?dǎo)管安裝時(shí)，應(yīng)有專人檢查，每節(jié)導(dǎo)管應(yīng)用專用工具擰緊，節(jié)中口嚴(yán)密、牢固拆卸方便。導(dǎo)管底口距孔底距離不得大于40cm。

 

　　5.12二次清孔：導(dǎo)管安裝完成后，宜進(jìn)行二次清孔，用揚(yáng)程不小于20m的泥漿泵配導(dǎo)管進(jìn)行正循環(huán)清孔，以降低泥漿比重及含砂率，二次清孔時(shí)間以1—2小時(shí)為宜。在泥漿比重及含砂率符合施工要求（泥漿比重1.08—1.10之間、粘度18-22S、含砂率≤2%）后立即進(jìn)行樁基水下砼灌注。

 

　　5.13灌注混凝土

 

　　①砼拌和供應(yīng)：澆注混凝土前檢查水泥、砂石料質(zhì)量和數(shù)量，混凝土拌和嚴(yán)格按試驗(yàn)室提供配合比進(jìn)行，混凝土拌和前檢修拌和設(shè)備，檢查計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，特別要經(jīng)常檢查用水計(jì)量系統(tǒng)，否則將會影響混凝土強(qiáng)度。同時(shí)混凝土拌和前精確測量骨料含水量，以調(diào)整拌和用水量?；炷恋某霰P坍落度應(yīng)符控制在180—200mm之間，混凝土坍落度每50m3測定一次。澆注混凝土的數(shù)量由現(xiàn)場技術(shù)人員作記錄，并隨時(shí)測量并記錄導(dǎo)管埋置深度和混凝土的表面高度。