旋挖钻机与冲击钻机组合在嵌岩桩施工中的应用
旋挖钻机和冲击钻机成孔技术在嵌岩桩中的应用
旋挖钻机和冲击钻机成孔技术在嵌岩桩中的应用【摘要】旋挖钻机与冲击钻机联合成孔，不仅汲取了两种设备各自的优点，同时弥补了单独使用旋挖钻机和冲击钻机的缺点和不足，大大提高了施工效率，为工程节约了成本，缩短了桩基施工工期，取得了明显的经济和社会效益。
【关键字】旋挖钻机；冲击钻机；嵌岩桩；应用前言随着建筑科学发展，高层建筑逐渐成为房建的发展方向，同时大口径嵌岩桩也成为高层建筑的首选基础。
如何确保大口径嵌岩桩工程的质量和进度并控制成本，已成为大口径嵌岩桩施工必须重视的问题。
本文通过工程实践验证了旋挖钻机和冲击钻机组合工艺在大口径嵌岩桩施工中的优点。
不但保证了成桩质量，而且保证了施工工期，同时为以后同类型地质条件的桩基施工提供了宝贵经验。
1 工程概况1.1工程地质条件某跨运河斜拉桥设有两个主墩，每个主墩均采用16颗1.5m灌注桩，设计桩底标高为65.6～71.3m，桩顶标高均为0m，主墩位置处于运河河堤上，采用单排钢板桩填土围堰施工，河床标高约1m，河堤标高+5m，常水位约+2m。
覆盖层厚度超过60m，主要为杂填土层、粉质粘土层、粉砂层、粘土层、粉土层、残积土层，其中粉砂层厚度5～10m。
岩层主要分为两层，第一层为黄色弱风化灰岩层，厚度为2～9m，第二层为青灰色微风化灰岩层，在此之间局部范围存在弱风化淡黄色泥质粉砂岩夹粉红色粉砂岩，厚度为4～5m。
岩溶不良地质主要出现在黄色弱风化岩和青灰色微风化灰岩层之间，具体表现为⑩T层灰岩裂隙溶洞，由裂隙溶蚀成洞，深度0.1m～1m不等，半充填，充填物为粘性土，呈硬塑状，分布不均（根据地质剖面图该层从口58.25开始到口64.10范围都存在大小不等的分布）。
1.2桩基设计要求主墩桩基设计为嵌岩桩，需穿过覆盖层及岩溶地层，每颗桩均需进行超前钻，以确保桩尖嵌入青灰色微风化灰岩层不少于1.5m，桩尖下完整岩层不少于5m。
2 成孔施工工艺的选择2.1由于地质条件复杂，勘查资料不可能完整、详细地反映每一颗桩基位置的地质情况，尤其是溶洞的发育和分布情况，超前钻是解决此问题最直接、有效的方法“一孔一钻探”必须予以保证，必要时还要考虑加密超前钻施工，其目的是掌握每一根桩基全长剖面范围内地质分布情况，尤其是易塌孔粉砂层标高、岩层标高和溶洞大小、位置情况，为正式钻孔施工做好基础资料的准备。
旋挖钻机多钻头结合在北京房山地区复杂土岩层钻进中的应用
旋挖钻机多钻头结合在北京房山地区复杂土岩层钻进中的应用摘要：在北京山区基坑支护、桩基工程大直径桩（800mm以上）成孔中，采用旋挖钻机旋挖斗结合短螺旋钻头、截齿钻头、取芯钻头穿越浅部土层、碎石层、全风化、强风化、部分中风化土层复杂土层岩层施工，能在保证成孔质量的基础上加快施工速度，提高工效。
在北京山区大直径桩施工具有一定的借鉴和推广意义。
关键词：旋挖钻机多钻头截齿钻头取芯钻头近年来，北京地区建筑施工逐渐向西部、北部房山、门头沟、密云等山地丘陵地区扩展，基坑支护工程大直径桩（800mm以上）成孔施工多穿越浅部土层、碎石层、全风化、强风化、部分中风化岩层（1~2m），成孔土层情况复杂，如何在工期紧迫的情况下高效率的完成桩成孔也成为施工中的难点、重点。
北京地区传统山区土层、岩层成桩一般采用冲击钻机和旋挖钻机普通钻头成孔。
采用普通旋挖钻机钻头结合短螺旋钻头、截齿钻头、取芯钻头施工，能在保证成孔质量的基础上增加施工速度，提高工效。
1、工作原理1.1施工工艺原理旋挖钻机主要是其成孔工艺与其它桩机不同，旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺（当然也有干土直接取土工艺，视工地现场地层条件而定），是一种无冲洗介质循环的钻进方法，但钻进时为保护孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆（稳定液）。
旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。
旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻头自重切入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以使斗齿切入土层，此时可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完成钻孔取土。
钻斗内装满土后，由起重机提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内的土依靠自重作用自动排出。
钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。
终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。
本工程旋挖钻机利用卷扬机原理给钻头提供强大的扭力和轴向压力，配合短螺旋钻头、截齿钻头、取芯钻头等钻头削切破碎土层及坚硬岩体，达到在复杂土层中的成孔目的。
2024年浅谈冲击钻与旋挖钻在桥梁桩基施工中的应用
2024年浅谈冲击钻与旋挖钻在桥梁桩基施工中的应用一、引言随着桥梁建设的快速发展，桩基作为桥梁的重要承载部分，其施工质量直接关系到桥梁的安全与稳定。
在桥梁桩基施工中，冲击钻与旋挖钻是两种常用的钻孔设备，它们各自具有不同的特点和应用范围。
本文将对冲击钻与旋挖钻在桥梁桩基施工中的应用进行深入探讨，以期提高桩基施工的质量和效率。
二、冲击钻在桥梁桩基施工中的应用1. 工作原理冲击钻是一种利用冲击力破碎岩土的钻孔设备。
它主要依靠钻头的重量和冲击力来破碎岩土，形成孔洞。
冲击钻在工作时，通过钻机的提升机构使钻头在一定高度上往复运动，从而产生冲击力。
同时，钻头的旋转运动也有助于破碎岩土，提高钻孔效率。
2. 适用范围冲击钻适用于各种地质条件下的桥梁桩基施工，尤其是在硬质岩层和卵石层等难以钻进的地层中表现出色。
此外，冲击钻还可以用于处理孔底沉渣，提高孔底质量。
3. 施工要点在使用冲击钻进行桥梁桩基施工时，需要注意以下几点：合理选择钻头和钻杆，以适应不同的地层条件；严格控制钻进速度和冲击力，避免对周围地层造成扰动；及时清理孔底沉渣，确保孔底质量；做好孔口防护措施，防止孔口坍塌。
三、旋挖钻在桥梁桩基施工中的应用1. 工作原理旋挖钻是一种利用旋转切削力破碎岩土的钻孔设备。
它主要依靠钻头的旋转运动和切削刃的切削作用来破碎岩土，形成孔洞。
旋挖钻在工作时，通过钻机的旋转机构和提升机构使钻头在孔底旋转并切削岩土，同时将切削下来的岩土通过钻杆提升至地面排出。
2. 适用范围旋挖钻适用于粘土、砂土、粉质粘土等软土地层以及部分中硬岩层的桥梁桩基施工。
由于旋挖钻具有钻进速度快、成孔质量好等优点，因此在桥梁桩基施工中得到广泛应用。
3. 施工要点在使用旋挖钻进行桥梁桩基施工时，需要注意以下几点：根据地层条件选择合适的钻头和钻杆；控制钻进速度和切削深度，避免对周围地层造成扰动；及时清理孔内切削下来的岩土，保持孔内清洁；做好孔口防护措施，防止孔口坍塌。
冲击钻和旋挖钻配合钻孔施工方案
冲击钻和旋挖钻配合钻孔施工方案针对我穿好四标当前施工具体情况，我项目部结合相关工程事例，拟采取用冲击钻和旋挖钻配合钻孔施工工艺加快施工进度。
一、本标段基桩工程概况我标段钻孔桩合计601根，经过近8个月的施工，目前施工完成220根，施工进度较为缓慢。
因此，有必要采取措施加快施工进度。
地质条件二、冲击钻和旋挖钻配合钻孔施工方案基本思路：首先用旋挖钻钻孔至中风化层，以确定中风化位置。
然后更换冲击钻钻至入中风化2.6m，剩下最后1m采用旋挖钻施工。
1、施工基本步骤第一步：按照旋挖钻施工工艺做好准备工作，埋好护筒。
利用旋挖钻正常钻孔，随时取样确定岩层类别。
钻至中风化层后，邀请监理对中风化层进行判定。
第二步：判定钻孔进入中风化层后，立即移机，选用冲击钻继续钻孔。
冲击钻钻进时，以挤密孔壁为主，加固孔壁防止塌孔，为相继工序提供必要的可靠保证。
施工时候做好检测检查，利用冲击钻在中风化层钻进2.6m时，停止冲击钻孔。
第三步：冲击钻完成第二步后，立即移位。
改用旋挖钻机钻进，直至设计要求的深度。
旋挖钻的钻进的目的主要有：1、加快施工进度。
2、减少冲击钻对孔底冲击而造成孔底破外，以保护孔底岩体完整性，从而更好保证桩基质量。
2、实际钻孔方案2.1 场地平整先对桩位附近进行杂物清除，场地平整、铲除软土、整平夯实。
如遇桩孔位于渠道上，应借用红线范围内表层土进行填筑，填筑土时应注意清除土体内杂石、树根等其他异物。
2.2 测量放样在桩位放样之前，先采用全站仪复核沿线各控制点、导线点，通过复核准确后，才进行桩位放样，在实地采用木桩标定桩位，木桩上钉有铁钉，来准确定出桩心位置。
然后把桩心引到四个护桩上。
每个护桩均用混凝土浇注，并在护桩上弹出十字引线，以便挖桩过程对中桩中心与垂直度的控制。
2.3 埋设钢护筒护筒采用钢板卷制而成，护筒内径比桩径大20cm，护筒高度宜高出地面0.3m。
护筒底角设置加强箍，连接处应在护筒内无突物，应耐拉、压，不漏水。
旋挖钻机在嵌岩桩基础施工中的应用
４８ ８
科技信息
０建筑 与工程 Ｏ
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｏ ＹＩ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ Ｇ ＮＦ Ｒ ＴＯ
２１ ０ ２年
第５ 期
后将护 筒放 人孔中 ， 用旋挖钻 斗轻 压配合将 护筒埋 设到位。本工程 采 成孔后 ， 施工规范要求 对孔径 、 根据 孔深 、 垂直度进行 自 ， 孔 检 自 护筒采用 ２ ｍ和 ４ ． ５ ｍ长 两种 ．根据土层厚度 选用合适 的护 筒进行埋 检合格后 向监理报验 。 报验合格后终 孔。 然后进行孔底清渣 ， 使孔底沉 设 ．护筒顶部要 比周 围地 面高出 ３ ｃ ０ ｍ左右 护筒直径 比设计桩径大 渣达 到设计要求后 ． 进行下道工序施工 ２ｃ ０ ｍ。 ４５ 安装钢筋笼 、 ． 安放导管 、 注桩基混凝土 。安装钢筋笼之前 ， 灌 首先 ４４ 钻孔 。根据不 同地质采用不 同的钻具和钻进方法 。 ． 要对 钢筋笼 的钢 筋尺寸 、 数量 、 间距 、 长度 、 直径 、 吊筋 长度进行 自 ， 检 土层和卵石层 ． 可直接采用 捞渣钻斗进行钻进施工 自 检合格 向监理报验 ， 报验合格后进行安装 。 采用 吊车安装 ， 钢筋笼的 强风化泥灰岩 层 ，采用筒钻 配合捞渣钻斗进 行施工 （ ）直径 接长采用井 口搭接焊接 钢筋安装快到位时对钢筋笼进行定位 ． 采 １ 并 中１２ ．ｍ的桩 。 先用直径为 中１ ｍ筒钻 ． ． ０ 进行取 芯（ ５ ， 图 ）若芯样取不上 取 吊筋焊接在护简上的方式防止钢筋笼在灌注混凝土过程中上浮。 来， 改用 １ ｍ旋挖 钻斗钻进 掏渣 ． ． ２ 如上循环直 至达到设 计要求 ： 如 安装导管 导管安装前先进行气密性实验 ． 确认气密性 良好方 可 果 简钻能将芯样 取 出可一 直用筒钻钻到设 计桩底 ．然后 再用 中１ ｍ 安装导管 安装过程中要特别注意每个接头 的加 固和检查 ， ． ２ 确保不 漏 捞渣钻 斗钻进 掏渣 ， 使孔径孔深达到设计要求 。（ ） ２ 直径 １ ｍ的桩 ． 气 。 ． ５ 先用直径为 中１ ｍ筒 钻 ． ． Ｏ 进行取芯 ． 若芯样取不 上来 ． 用 中１ ｍ旋 改 ． ０ 灌注混凝土 导管安装好后 ， 安装卸料漏 斗 ， 然后灌注混凝土 。 灌 此处不再赘述。 灌注完成后 ， 拔出护筒。回 挖钻 斗钻进捞渣 ， 上循环直至达 到设计要求 ； 果筒钻能将 苍样取 注方法和水下灌注桩相同。 如 如 出可一 直用筒钻钻到设计桩底 最后采用 中１５ 的筒钻 配合 中１ ｍ 填 空 钻 部 分 成 桩 ． ｍ ． ５ 的捞渣 钻斗重 复上述 过程 ， 使桩孔桩径达到设计要求 。 ３ 中风化泥灰 ４ 基坑开挖 、 （） ． ６ 桩头凿除、 桩基检测 。 注完成 ９ 灌 天后开挖基 坑， 基坑 岩层 ． 采用筒钻或螺旋钻配合捞渣钻斗进行施工 该地质层施工方法 开挖 尺寸要 能够满足后续 系梁施 工空间需要 ，每侧 加宽宽度不小 于 原则上 和强风 化层施 工方法 一致 。 但是 ． 由该地质层强度较高 ， 所以当 ０ ｍ 开挖深度控制在设计承 台或系梁底标高以下 ５ ｍ处 然后用 环 ． ８ ｃ 用筒钻钻进 困难 时可改用螺旋钻对岩层进行破碎松动 ． 然后 改用 捞渣 拨截除法凿除桩头 。 截断位置要 比设计系梁底标高高 出 ５ １ ｃ１ １ 。完成后 采用低应变方法进行桩基检测 钻斗捞 渣 ， 如此循 环使用 ． 至成孔 。 直
旋挖与冲击组合钻进法在岩溶地区钻孔桩中的应用
关 键 词 ：岩 溶 ， 钻孑 Ｌ 灌注桩 ， 旋挖钻进 ， 冲击钻进 ， 技 术 措 施
中图分类号 ： Ｔ Ｕ７ ５ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ３ １ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ ０ ０ １ ３ — ３
工 艺进 行分 析 。
（ ３ ） 回转 钻机 配滚 刀钻 头成孔
１ Ｔ Ｉ ， 承载力 极 限值 为 ５ ８ ０ ０ ｋ Ｎ， 桩 基持 力层 为灰 岩 。
工程 场 区距 长江 堤 防 ３ ０ ０ ｍ左右 ， 场 区地 貌 单
元 属 长江 南岸 一级 阶地 及 漫 滩 区 ， 根 据 岩 土 勘 察 报 告， 场 地 土分 为 ５层 ： ① 杂填 土 ， 厚 ０ ． ８ ～４ ． ２ １ Ｔ Ｉ ， 含
～
可 以用 于 灰 岩 钻 进 ， 但 对钻机扭 矩、 配 重 要 求 高， 施 工 时极 易 发 生 卡 钻 、 埋钻等事故 ， 施 工 下部 ５
１ ２ １ 灰 岩 需用 时 ５ ｄ 。
５ ． ７ ｍ； ⑦灰岩 ， 中风化 灰 岩 的饱 和单 轴 抗 压强 度 场 地 地下 水 主要 分 为上 层 滞 水 、 承 压 水及 岩 溶
区武泰 闸 ， 毗邻 长江 ， 该小 区由 ４ 栋 １ ８层 高层组 成 ，
框剪 结 构 ， 地 下 室一层 ， 基 础采 用钻 孔灌 注桩 。该 工
程共 设 计工 程桩 ４ ８ ０根 ， 桩径 ０ ８ ０ ０ ｍｍ， 桩长 ４ １ ． ０
（ ２ ） 回转钻 机配 四翼 合金钻 头成 孔 此 工法 对 于第 四系松 软覆 盖层 能取 得较 高 的钻 进 效率 ， 对 于上 部 ３ ６ Ｉ Ｔ Ｉ 土砂层 用 时 １ ６ ｈ可 以钻完 ， 但 不能 用 于饱和 单 轴抗 压 强 度 为 ２ ６ ． ２ ～６ ７ ． ５ ＭＰ ａ 的灰 岩 钻进 。
旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工工法(2)
旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工工法一、前言钻孔灌注桩施工工法是一种常见的基础处理方法，用于增加地基承载力和抗浮承载力。
常见的施工设备有旋挖钻机和冲击钻机。
本文将介绍旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工工法的特点、应用范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析，并举例说明。
二、工法特点旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工工法具有以下特点：1. 结合了旋挖钻机和冲击钻机的优势，可以充分利用两种设备的特点，提高施工效率。
2. 使用旋挖钻机进行钻孔，可以满足直径较大的桩身要求，同时也可以应对各种地质条件。
3. 使用冲击钻机进行灌注，可以实现混凝土的连续输送和均匀性，提高桩基的强度和稳定性。
4. 适应性广泛，可以在不同地质条件和工程要求下进行施工。
三、适应范围旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工工法适用于以下情况：1. 钻孔直径较大的桩基施工，如大型桥梁、高层建筑等。
2. 地质条件复杂，需要进行灌注处理的深层地基。
3. 对施工效率要求较高，需要在较短时间内完成施工的场合。
四、工艺原理旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工工法的工艺原理主要包括以下几个方面：1. 钻孔过程：使用旋挖钻机进行钻孔，根据设计要求选择不同直径的钻头，在地面或水下进行钻孔操作，确保钻孔的准确性和稳定性。
2. 排土处理：通过旋挖钻机的土仓进行土屑的收集和处理，保证施工环境整洁和设备的正常运行。
3. 灌注过程：将混凝土通过冲击钻机的管道输送至钻孔中，确保混凝土的均匀性和密实性。
4. 桩身处理：根据设计要求，可以进行桩身的加固和处理，增强桩基的强度和稳定性。
五、施工工艺旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工工艺可以分为以下几个阶段：1. 前期准备：包括施工场地的平整和清理、机具设备的检查和调试、施工方案的编制和施工人员的培训等。
2. 钻孔过程：根据设计要求选择合适的钻头，并使用旋挖钻机进行钻孔操作，确保钻孔的准确性和稳定性。
冲击钻和旋挖钻机结合成孔技术在嵌岩桩施工中的应用
冲击钻和旋挖钻机结合成孔技术在嵌岩桩施工中的应用摘要：如何确保大口径嵌岩桩工程的质量和进度并控制成本，已成为大口径嵌岩桩施工必须重视的问题。
本文通过工程实践验证了旋挖钻机和冲击钻机组合工艺在大口径嵌岩桩施工中的优点。
旋挖钻机和冲击钻机组合工艺，打破了传统嵌岩桩采用单一机械施工的现状(原先采用水井钻机、冲击钻机、潜水钻机)，不但提高了工程进度，节约了施工成本，确保了工地文明施工，而且为旋挖钻机施工大口径嵌岩桩探索出了捷径，为同类型的桩基工程施工积累了经验，有一定的推广价值。
关键词：旋挖钻机；冲击钻机；桩基；Abstract：How to ensure the quality and progress of the large diameter rock-socketed pile projects and control costs, has become a large diameter rock-socketed pile construction must be given attention. Engineering practice to verify the advantages of the rotary drilling rig and the impact of the rig combined process embedded in the large-caliber rock pile. Rotary drilling rig and the impact of the drilling rig combined process, breaking the traditional rock-socketed pile using a single mechanical construction of the status quo (the original water well drilling rigs, impact drill, diving rig), not only to improve the progress of the project, saving the cost of construction to ensure that the site of civilized construction rock-socketed piles and large diameter rotary drilling rig construction explored a shortcut for the same type of pile construction, accumulated experience, the promotional value.Key words: rotary drilling rig; impact rig; pile;1 旋挖钻机和冲击钻机的优缺点1.1 旋挖钻机优点：最突出方面当属其施工土层速度快，移位快，可以满足工期要求较高的工程；自带的平衡系统可以很好地控制、检查成孔垂直度。
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收稿日期:2011-01-17作者简介:孙琦(1972-),男(汉族),江苏扬州人,江苏地质基桩工程公司助理工程师、二级建造师,工民建专业,从事建设工程项目管理工作,江苏省镇江市中山东路64号;仲文涛(1983-),男(汉族),江苏兴化人,江苏地质基桩工程公司助理工程师、二级建造师,建筑工程专业,从事建设工程项目管理工作,zzw w tt-007@ 。
旋挖钻机与冲击钻机组合在嵌岩桩施工中的应用孙 琦,仲文涛,李玉成(江苏地质基桩工程公司,江苏镇江212000)摘要:旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机施工工艺相结合,充分发挥了旋挖钻机施工土层速度快和正循环冲击钻机施工岩层速度快的优点,从而打破嵌岩桩施工的传统工艺,为大口径嵌岩桩施工提供经验和技术参考。
通过镇江市体育会展中心体育场桩基工程采用旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机组合成孔工艺的成功实例,介绍了该工艺的施工技术措施及注意要点。
关键词:旋挖钻机;冲击钻机;桩基;嵌岩桩中图分类号:T U 473.1+4 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2011)08-0050-03Application of Rotary Drilling Rig and Percussive Drill C ombination in Rock socket Pile C onstruction/S UN Q i,ZH O N G W en tao,L I Yu cheng (Jiangsu G eolog y Fo undation P ile Engineer ing Co.,Zhenjiang Jiang su 212000,China)Abstract:By the co nstr uction technolog y combinatio n o f ro tary drilling r ig and positive circulation percussiv e dr ill,these tw o techno log ies took full advantages of fast constructio n speed in soil and r ock,and the tr adit ional r ock so ck et pile co nstr uction process was br oken.Based o n the successful case of ho le co mpletio n in a pile foundation con str uction,the paper int roduced these tw o technolo gies about the technical measures and the attentio ns.Key words:rotar y dr illing r ig ;percussive dr ill;pile foundat ion;r ock so cket pile1 旋挖钻机和冲击钻机的优缺点1.1 旋挖钻机优点:最突出方面当属其施工土层速度快,移位快,可以满足工期要求较高的工程;自带的平衡系统可以很好地控制、检查成孔垂直度。
缺点:自身没有安置钢筋笼和浇筑混凝土的装置,需要配备挖掘机、吊车,一般旋挖钻机仅局限于挖取土层和强风化土层成桩,遇中风化岩层和地下障碍即无法成桩。
1.2 冲击钻机优点:最大的优点是适应性强,无论是土层、还是质坚的岩层,都可以顺利成桩,还可以自下钢筋笼、下导管灌注混凝土。
缺点:整体成孔效率低,移机速度慢,影响进度。
在土层中施工极易出现倾斜、扩孔的状况,导致混凝土超灌,增加了材料成本,全程采用造浆护璧,增加文明施工措施费。
2 工程实例2.1 工程概况镇江市体育会展中心体育场桩基工程,造价1390万元,桩数953根。
因体育场工程的一半处于原蛋山山体,根据工勘报告揭示,近400根桩上部为土层,桩端为强风化或中风化岩层。
桩径分别为800、1000、1400mm,平均桩长21m,土层约19m,入岩层约2m 。
本工程为镇江市重点大型基础公共工程,社会关注度高,质量、工期、安全文明施工要求高。
2.2 工程地质素填土:人工堆积,灰黄色,松散,局部稍密; 粉质粘土:黄褐色、灰黄色,可塑,局部硬塑,土质欠均匀,局部夹少量灰白色的高岭土条带和黑褐色的铁锰质结核;粉质粘土:灰黄色,呈可塑状,局部软塑,土质欠均匀,较纯;粉质粘土:褐黄色,黄棕色,可塑,局部硬塑,土质欠均匀,局部夹少量灰白色的高岭土条带和黑褐色的铁锰质结核;残积土:淡灰黄色,淡土灰色,呈密实状,局部中密,土质欠均匀,一般由粘性土和角砾组成,局部夹有液石;泥岩(强风化):一般为灰黄色,局部土灰色,密实~中密,欠均匀,一般呈土状,局部呈细砂状,手捏易碎;50探矿工程(岩土钻掘工程) 2011年第38卷第8期泥岩(中风化):灰黄色,灰色,中风化状,裂隙发育,部分胶结,坚硬程度为软岩,完整程度为较破碎,基本质量等级为 级;安山岩(中风化):黄灰色,裂隙发育一般,裂隙间未胶结,完整性一般,强度一般,坚硬程度为较软岩,完整程度为较破碎,基本质量等级为 级;1石灰岩:青灰色、灰色,见裂隙,岩体较破碎,较软岩,基本质量等级为 级;2石灰岩:青灰色,裂隙较发育,为较硬岩,岩体较完整,基本质量等级为 级。
2.3 施工工艺选择本工程按设计要求,先施工3根试桩,目的是为了核对勘察报告提供的地质数据,检查设计单桩承载力,选择最佳施工工艺。
试桩使用一台GPS-15型钻机,一台4PNL型泥浆泵,钻头采用牙轮钻头。
试桩结束后发现采用该施工方法存在以下问题:(1)钻机成孔速度慢,尤其施工中风化岩层更加耗时间,平均成桩时间为4天,不能满足本工程工期要求;(2)使用牙轮钻头施工岩层,牙轮磨损严重,增加施工成本;(3)正循环泥浆护壁施工工艺,需要大量水造浆,施工成本高;(4)正循环泥浆护壁施工工艺,把土置换成泥浆,泥浆外运费用高,文明施工管理难。
本工程项目组针对本工程特点,权衡利弊,研究决定采用旋挖钻机施工土层至中风化岩层(图1),再采用正循环冲击钻机施工中风化岩层至设计标高(图2),两机结合,扬长避短。
3 主要施工设备和器具主要施工设备及器具见表1。
表1主要施工设备及器具配备序号机械名称规格型号数量备注1旋挖钻机SW DM161台2挖斗 800; 1000; 14003个各型号备用1套3冲击钻机CZ-6D5台4冲击锤 3.5T空心锤5个备用3个5泥浆泵 4PNL5台备用3台4 施工技术措施4.1 施工工艺流程旋挖钻机与正循环冲击钻机组合工艺流程为:平整场地 测量放线 挖埋护筒、复桩位 旋挖钻机就位、校正 挖至岩层、移机 冲击钻机就位、校图1 旋挖钻机取土图2 冲击钻机成孔正 造浆、成孔 终孔、一次清孔 下笼、下导管清孔 浇筑商品砼。
旋挖钻机平均每根桩挖至风化岩需要40min 左右,而冲击钻机每根桩冲击至设计深度平均需要3h左右。
实际旋挖钻机工作半天即可满足5台冲击钻机的施工,其余时间旋挖机负责开挖嵌岩只需到强风化类型的桩。
4.2 主要技术措施4.2.1 放样、校样工艺由专业测量人员测放桩位,报监理验收合格后进入下道工序。
4.2.2 埋设护筒(1)在钻孔前,应埋设护筒,起定位、保护孔口等作用;护筒用8~10mm厚的钢板制作,其内径比钻头直径大20cm,护筒顶端高出地面30cm,埋入土中深度在1.2~ 1.5m,在护筒顶部开设1个溢水口。
(2)为保持护筒的位置正确、稳定,护筒与坑壁之间应用无杂质的粘土填实;护筒中心与桩位中心偏差 2cm。
4.2.3 成孔过程中的技术措施(1)旋挖钻机取土过程中,利用挖机配合翻土。
512011年第38卷第8期 探矿工程(岩土钻掘工程)旋挖钻机成孔过程中利用旋挖钻机的平衡系统对成孔中心位置、垂直度等项目精确控制。
(2)旋挖钻机移至下根桩继续施工,冲击钻机就位,对桩位进行复核。
旋挖成孔至预计孔深后形成的孔洞可以辅助冲击钻机,起到导向的作用。
成孔具体机理为采用冲击钻头冲击岩层成孔,冲孔产生的钻渣依靠循环的泥浆从孔底带出孔口,如此往复,直至设计孔深。
(3)因冲击钻机主要是冲击岩层,应调整泥浆密度,以保证钻渣的悬浮和孔壁护壁。
泥浆面应高于地下水位1.0m以上。
(4)当进入持力层时,应会同勘察、监理等单位判断持力层顶面位置,然后冲击至相应的入岩深度。
(5)成孔结束后,应对成孔中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣等项目进行检查,并请监理或建设单位现场代表复查,及时填写施工记录。
4.2.4 清孔工艺采用泥浆循环清孔。
清孔分2次进行,第一次清孔在孔深达设计标高后,钻头提离孔底20~30 cm,轻质泥浆由孔口流入孔内,置换孔内浓泥浆,直至泥浆指标符合规范要求;第二次清孔在钢筋笼下入后,灌注混凝土前进行,二次清孔后要求沉渣厚度<5cm,混凝土必须在二清后30min内浇筑。
清孔后泥浆性能技术指标为:密度 1.20g/cm3,粘度 28s,含砂率 8%。
4.2.5 钢筋笼制作安装主筋搭接采用单面搭接焊,加强筋与主筋接触部位采用双边点焊,螺旋筋用梅花状点焊。
钢筋笼安装用冲击钻机安放,安装钢筋笼标高控制,用2 16吊筋悬挂于孔口固定。
4.2.6 水下混凝土灌注成桩工艺二次清孔达标后,用导管进行水下混凝土灌注成桩。
混凝土采用水下C35商品混凝土,浇筑首批混凝土时,导管下口距孔底应保持在30~50cm,在满足首灌量的情况下将混凝土导入孔底,导管始终保持在混凝土内有3~6m埋深,随着孔内混凝土面上升不断提导管,拆卸导管,直至混凝土面达桩顶设计标高。
孔内混凝土靠自重自落,导管反复捣插密实,此时应注意浮笼现象,发现应及时处理。
4.2.7 混凝土顶面控制应反复测量混凝土面,按设计要求控制好桩顶标高。
最终确保混凝土面应高出设计桩顶标高1倍桩径以上,确保凿除浮浆后桩顶混凝土强度能够满足设计要求。
5 施工注意要点本工程安排了一台旋挖钻机辅助5台冲击钻机施工。
为了确保各种机械设备有序交叉作业,在施工前,项目组安排专人研究图纸,在电脑CAD上精确演示,结合实地丈量数据,科学地制定出各类机械行走路线,泥浆池、泥浆沟位置,并标注在施工图纸上,督促施工员严格执行。
本工程土层为粉质粘土,土质适易旋挖机干成孔作业和冲击钻机造浆用。
本工程勘察为每桩一孔,考虑到冲击钻机的泥浆制备,项目部技术人员需提前计算土岩分界面的深度,旋挖钻机取土时直接预留1m左右的土层给冲击钻机造浆,有时为了加快施工速度,由旋挖钻机施工至中风化岩层,冲击钻机施工时,用泥浆泵抽取适量泥浆至孔内供造浆。
施工管理人员一般视现场机械作业情况,灵活安排。