谈复杂地质条件下旋挖机成孔施工技术

工程技术　建材发展导向２０１５年４月　谈复杂地质条件下旋挖机成孔施工技术　陈静　（中铁五局集团建筑工程有限责任公司　贵州贵阳５５００００）　摘要：在当前建筑工程施工中，旋挖钻机成孔施工技术是较为常见的，其主要适用于砂土、粘性土以及粉质土等土层　的施工，并且在灌注桩、连续墙以及基础加固等诸多地基基础施工里取得了很大的成效。本文笔者主要结合自己多年工作　经验，详细论述了复杂地质下旋挖钻机施工技术。　关键词：复杂地质；旋挖钻机成孔；施工技术　中图分类号：ＴＵ７５３．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—１６７５（２０１５）０７—００３８—０２　引言　随着建筑行业的不断发展，钻孔灌注桩日益增多。在钻孔灌　注桩施工过程中，具有成孑Ｌ率高，孔径偏差小，移动快速灵活等　优点的旋挖钻机作为一种新型的钻孔设备，正在被越来越多的　采用在建筑工程钻孔桩施工中，并且有逐步取代传统的正、反循　环钻机、冲击钻机的趋势。　护筒　１旋挖钻机的主要技术性能及特点　旋挖钻机在应用过程中，其优势较为突出，主要表现为：①成　孔速度快，是普通的循环钻机的５倍以上，有效地保证了工程进　度。旋挖钻机采用全液压设计，自动化程度高，工作速度快，直径　泥浆　２．２ｍ，孔深３５ｍ的基桩通常在２ｈ成孔：②移动方便，旋挖钻全液　压履带式伸缩底盘，可将钻机方便地移动到所要到达的位置，具　图１旋挖钻机工作示惹图　从而为后续施工操作奠定基础。首先要将场地平整好，清除上面　有良好的整机稳定性及良好的机动性能；③定位速度快且定位　准确度高，开孔前通过人工指挥钻头中心对准桩位，再由操作员　将对应坐标设置轴心坐标，施工过程中操作员在驾驶室内利用　先进的电子设备可以精确地实现对位和以后的校正操作，使得　的杂物，将软土换除并夯打密实。在规划行车的路线时，要促使　便道跟钻孔位置能够保持适当的距离，以免给孔壁稳定造成不　利影响；假如施工场地属于旱地，且施工过程中地下水位一直处　于原地面下时，要把施工场地平整夯实，并将杂物清除；当施工　场地处于浅水时，要采用筑岛并将钻孔机安装在顶面，一般筑岛　的顶面需高出施工水位ｌｍ左右；旋挖钻机不能直接搁置在不坚　实的填土上面，这样会造成不均匀沉陷；安放旋挖钻机的位置需　选择得当，需以钻孔施工过程中孔口里面出土清运便利为前提。　钻机达到最佳钻进状态，定位完成后直接由钻筒加护筒铲旋挖　护筒基坑，比起传统机械省时省力，而且精度高；④钻孔深度、垂　直度可以自动检测及控制，钻孔深度和垂直度可以由电子系统　控制并在荧屏实时显示；⑤钻机自带动力，不受场地供电限制，　２桩位放样　在电力紧张的工地施工作业时，旋挖钻更能体现它的优越性。另　２．在桩位放样中，需要遵循一定原则进行，即“从整体往局部的　外，安全、环保特点突出，旋挖钻操作灵活轻快，震动小、噪音低，　要及时复核放样标高。此外还需　而且还设置了主、副卷扬机的高度限位与动壁幅度限位以及驾　原则”；对钻孔标高进行放样时，驶室内液控开关等安全保护装置，钻孔过程中不循环泥浆，使用　采用全站仪对各桩点位置进行准确放样，尽可能地将误差控制　　的泥浆可以循环利用且必须符合如表１所示的性能指标，钻渣　在规范要求的范围内。３钢护筒的埋设　可以通过提升钻斗时和泥浆分离后，用装载机运输至指定位置，　２－减少了污染，施工现场较为清洁干净。成孔后沉渣少，旋挖钻机　护筒埋设是旋挖机成孔施工技术中较为基础的施工环节，施　采用静态泥浆护壁，钻渣是通过旋挖斗直接提出，沉渣量很小。　工要求较高。钢护筒的平面位置及垂直度一定要准确，且它的周　期以及护筒底脚一定要紧密、不透水。施工人员在埋设钢护筒时　旋挖钻机如图Ｉ所示。　表１泥浆性能指标　钻孔方法　地质情况　泥浆性能指标　相对密度　粘度（Ｐａ．ｓ）　含砂率（％）　胶体率（％）　酸碱度ｐＨ　旋挖钻　一需通过定位对桩放样进行控制，并且要把旋挖钻机需要钻孔的　位置在坑底标示出来；钢护筒被吊放到坑里时，要先找到它的圆　心位置，随后采用十字线放在钢护筒顶部或者底部，慢慢移动钢　护筒，直到它的中心可以跟钻孔机钻孔的中心位置重叠在一起；　与此同时还要采用水平尺及垂球进行检查，以确保钢护筒竖直；　８～ｌ０　８一ｌＯ　般地层　１．０５－１．２０　ｌ６—２２　１９～２８　８～４　８－４　≥９６　≥９６　易坍地层　１．２０－１．４５　２复杂地质下旋挖钻机施工技术概述　２．１布置场地的原则　施工人员需要按照设计要求对施工场地进行一系列的处理，　・３８・　另外钢护筒附近要对称地、均匀地、回填含水量最佳的粘土，并　且要分层进行夯实，进而使其密实度达到最佳状态。为了确保护　筒的垂直度以免泥浆流失或者发生位移、出现掉落现象，施工人　建材发展导向２０１５年４月　工程技术　员要将护筒底不是粘性土的土层挖深或者换成另外的土，坑底　险，因此该层能否处理好，直接影响钻机安全，而淤泥下面为粘　回填后要将厚为３００　５００ｍｍ的粘土夯实，再将护筒固定好，从　土和砂砾土混合层，只要穿越淤泥层，下面的土层就容易满足钻　而避免护筒底口位置有渗漏塌方现象出现，夯填时一定要避免　机承载要求。经过研究，综合考虑安全性、经济性和施工速度后，　钢护筒出现偏斜。此外需注意的是，护筒的伤口要绑扎木方将其　采用加长钢护筒，具体方案如下：经过计算，将３ｍｍ厚钢板圈成　对称吊紧，以免出现下窜的现象。　筒状，钢板缝满焊，筒外壁采用＋２０螺纹钢间距５０ｅｍ焊接在钢　护筒外侧加固，钢护筒长度以穿过淤泥层进入粉质粘土层５０ｃｍ　２．４旋挖钻机施工　　旋挖机成孔施工技术是一种清水施工工艺，正常情况下，无　长度为准。该建筑桩基地层最后一层为较硬的卵石土层，在钻进时，对　需使用泥浆进行护壁。但是如果地下水分布不均匀，孔壁不够稳　　定的话，需要往孔里面放入护壁泥浆或者稳定液进行调整。在开　钻机造成的磨损较大，旋挖钻钻筒一般比设计孔径小８ｃｍ左右，展清水施工作业时，需把钥匙开关弄到电源档，这样旋挖钻机显　通过钻头及钻筒外调节块来调整，在该卵石层中钻进，钻头和调　最严重时调节块被磨损４ｅｍ多，这就使桩　示器所显示的便是旋挖钻机所标记的画面，随后可以按住其中　节块磨损的速度很快，任何一个键便能步入工作的画面。施工人员要先把旋挖钻机的　径达不到设计要求，在这种地层中钻进，采取了如下措施：时刻　　桅杆起立，随后把桅杆调垂直，也就是要先把旋挖钻机移动到钻　观察钻筒钻头及调节块的磨损程度，及时更换钻头补焊调节块，孔施工作业的地方，这样旋挖钻机显示器上便能将桅杆工作画　以确保桩体直径满足要求。在钻进硬层时，钻机出现了严重的摆　面显示出来。施工作业人员还需借助显示器上面的自动定位按　动现象，钻机位置也会发生较大的位移，故必须时刻注意调整钻　重新输入孔位，确保孔位和倾斜度满足要求。在遇较大　钮来自设定零位，随后再进行同样的调垂操作。在开展清水施工　机位置，钻孔时可以借助显示器的按钮直接到达主工作的界面，并开展　的石块层时，更换岩层螺旋钻头，将孔中岩石层搅碎，在换回钻　钻孔作业。旋转开孔机开挖之后，要将钻头自重以及加压看作钻　筒将其捞出，如此用筒钻和螺旋钻不断交替作业，在更换后作业　进的动力。一旦钻头在被旋转挤压过后，里面充满钻渣，施工人　时仍需注意钻机位置变化。这种硬层施工时还可以调整桅杆倾　　员需将其提出地表，随后装入弃渣车里，另外要随时观察监视并　斜角度，给钻杆增加摩阻力，当钻头进尺后立即将桅杆调垂直，将钻孔的地质状况记录下来。　继续钻进卸土后，循环调整作业。配合上述方法，将钻头钻齿加　长２～３ｃｍ，并且将齿座角度增大到６０￣左右。在成桩后必须注意　２．５成孔　查，检查内容包括孔深、孔径、孔壁以及垂直度，如果不合格要及　　当成孔满足设计要求时，施工人员还需要对其进行二次检　不断循环泥浆，并及时灌注。４结束语　综上所述，复杂地质条件下旋挖成孔是较为复杂的施工工　时采取有效措施进行处理。成孔的检查方法要按照孔径实际情　况来确定，如果钻孔属于干孔，就可采用重锤把孔里面的虚土夯　艺，对于其质量要求较高，应根据现场情况及地质情况选取和及　实，然后直接用测绳或者测孔器进行测量；假如孔里面含有地下　时更换合理的施工工艺和钻进方法进行施工，采取一整套系统　水，施工人员可以借助泵吸反循环抽浆措施来清孔，且还可采用　合理的管理体系，充分发挥旋挖钻机在桩基施工中的优势和实　水下灌注混凝土施工的方法进行钻孔的测孔工作，清孔时一定　现经济效益最大化。　要合理控制泥浆粘度以及含砂率；在对桩孔质量检查合格后，才　可灌注混凝土。　参考文献　［１］段军朝，张海宝，易侃．旋挖钻机与冲击钻机在复杂地质条件下的联合　应用技术［Ｊ１．建筑机械（月刊），２０１　１（９）：１０６～１０７．　［２］范红兵．探讨旋挖钻机在复杂地质条件下支护桩钻孔工艺及堵漏［Ｊ］．四　３复杂地质条件下钻进方法及钻头选择　施工中由于施工平台土松软，钻机因自重下沉，会导致孔位　偏移、孔斜和扩孔现象。因此采取了如下措施：为了保证施工平　台有足够满足钻机需要的承载力，确保施工过程中施工平台稳　川建材，２０１１，３７（５）：７４　７５．　【３】杨葵．浅谈不良地质情况下旋挖钻机施工技术［Ｊ］．建材与装饰，２０１３　（１）：６７－６８．　定，在填筑施工平台时，采用强度高的砂性土、含水量适宜的粘　土混合土，填筑时候分层压实。在旋挖钻履带底部铺设钢板，使　旋挖钻机自重力分散作用在平台上。施工过程中及时用装载机　清除钻头提上来的渣土，减少挖掘渣土中的水分渗出后浸泡施　收稿日期：２０１５—３—２１　作者简介：陈静（１９７２一），男，湖南邵阳人，工程师，本科，主要从　工平台，保证钻机底部及周边土不被泡软。钻机一旦定位开钻　事房屋建筑工作。　后，施工过程中尽量避免钻机在水平位置移动。开钻前将点位用　护桩引到不易遭到破坏的地方，同时在两侧履带带有明显标志　的外侧地面设参照点，在施工过程中经常观察其平面位置和水　平位置变化，一旦发生变化，根据映出的护桩恢复中桩，重新调　整钻头中心坐标，并调整钻机电子设备中的孔位坐标。　该建筑桩基地层中的第一层时黑色河泥，其厚度大约为５ｍ，　其中包含有很多有机物成分，因此该层在清表时处理，并换填素　土，由于淤泥层较深，土侧压力会随深度增大而增大，钻机机身　自重近５０ｔ，桅杆高度为２０ｍ，如果发生塌孔，钻机会有倾覆的危　・３９・