机械旋挖成孔灌注桩施工工艺

旋挖成孔灌注桩

一、一般规定

1旋挖成孔施工具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、自带动力、无泥浆循环等特点，适用于对噪音、振动、泥浆污染要求严的场地施工。

2适用地层：除基岩、漂石等地层外，一般地层均可用旋挖方法成孔。

3成孔直径一般为600～3000mm，一般最大孔深达76m。

4多用于大型建（构）筑物（如大型立交桥、工业与民用建筑）基础桩、抗浮桩及用于基坑支护的护坡桩等。

二、材料要求

1预搅拌混凝土：坍落度一般要求为180～200mm，和易性及标号符合设计要求，常用标号为C20～C40。

2钢筋：品种和规格均符合设计要求，并有出厂合格证及复试合格报告。

3垫块：用1：3水泥砂浆埋22#火烧丝提前预制或用水泥砂浆做成轻式预制块或采用塑料卡。

4火烧丝：规格18～22#。

5盖板：盖孔使用。

6钻机耗材：液压油、齿轮油、润滑油、柴油、钢丝绳、斗齿、齿座、销垫等符合要求。

7 泥浆制备材料；膨润土、纯碱、外加剂等符合要求。

三、主要机具

一般采用进口或国产旋挖钻机及与之相配套的各类钻头、泥浆泵、泥浆管、导管、电焊机、测绳等。

1 旋挖钻机：目前国内常用旋挖钻机主要有意大利R-208、R-312、R-412、R-516、R-618、R-622、R-725、R-825、R-930，德国BG-15、BG-18、BG-22、BG-25及日本的旋挖钻机。

表1 旋挖钻机主要技术性能参数表

2 钻杆：旋挖钻机常用钻杆有传动键伸缩式圆钻杆和伸缩式方钻杆。

传动键伸缩式圆钻杆双分为机锁式、摩阻式和多锁式。

3 旋挖钻斗：旋挖钻机常用钻斗有：底开式钻斗、半合式钻斗、销定式钻斗，其中底开式最为常见，分为普通单盖和捞砂双层底式。

4 斗齿：常用的有楔形及弯角齿套两种，切削角为35º～55º，小切削角适用于软土层钻进，弯角齿套切削角为60º～70º，适用于硬土层钻进。

5 导管：宜用厚壁丝扣连接的钢导管，规格有200、250、300、350等，且密封性良好。

6 测绳：要求标准点牢固，绳体伸缩性低。

四、作业条件

（一）熟悉工程图纸和工程地质资料，踏勘施工现场。检查设计图纸是否符合国家有关规范，图纸表示是否明确无误，掌握地表、地质、水文等勘察资料，场地要平整，且地耐力不少于100kPa,施工桩点5m以内应无空中障碍。

（二）根据用量选择合适的管道供水，并选择合适的配电。

（三）钻头、钻杆以及钢丝绳长度的选取，依据地层条件不同选择不同钻头与钻杆，一般机锁式钻杆适用坚硬地层，而摩阻式钻杆适于一般较软地层。钢丝绳长度选择可按如下公式确定：钢丝绳长度=孔深+机高+15～20m。

（四）消耗材料的物资准备，包括：钻机配套的润滑油、液压油、柴油、钢丝绳、斗齿等各种零部件的购买或预订；工艺要求上需要准备的膨润土、纯碱及各种泥浆外加剂、护筒、电焊机、各种管线、电缆线等。

（五）现场布置与设备调试：设计总平面图，并依据平面图进行布置，搭建临时设施，砌筑深层次池，泥浆池大小一般为钻孔体积的1.5～2倍，高约1.5m。对钻机和各种配套设施进行安装调试，确保其安全可靠性及完好性。

（六）清除障碍物：特别注意空中设施如高压输电线、电缆等。施工前要收集场地作业

面地下的各种设施，包括电缆、管线、枯井、防空洞、地下管道、古墓、暗沟等，事先标识或拆除处理完毕。

五、施工工艺

（一）旋挖成桩灌注桩施工工艺流程图。如图13.5.1。

（二）钻机安装就位：要求地耐力不小于100kPa,履盘座落的位置应平整，坡度不大于3°，避免因场地不平整，产生功率损失及倾斜位移，重心高还易引发安全事故。

（三）拴桩：桩位置确定后，用两根互相垂直的直线相交于桩点，并定出十字控制点，做好标识并妥加保护。

（四）对准桩位：首先调整旋挖钻机的桅杆，使之处于铅垂状态，让钻斗或螺旋钻头对正桩位。

（五）埋设护筒：定出十字控制桩后，可采用钻机进行开孔钻进取土，钻至设计深度，进行护筒埋设，护筒宜采用10mm以上厚钢板制作，护筒直径应大于孔径200mm左右，护筒的长度应视地层情况合理选择。护筒顶部应高出地面200mm左右，周围用粘土填埋并夯实，护筒底应座落在稳定的土层上，中心偏差不得大于50mm。测量孔深的水准点，用水准仪将高程引至护筒顶部，并做好记录。

图13.5.1

（六）泥浆制作：采用现场泥浆搅拌机制作，宜先加水并计算体积，在搅拌下加入规定的膨润土，纯碱以溶液的方式在搅拌下徐徐加入，搅拌时间一般不少于3min，必要时还可加入其他外加剂如增粘降失水剂、重晶石粉增大泥浆比重，锯末、棉子等防止漏浆。制备泥浆的性能指标如下表。

制备泥浆性能指标

（七）旋挖钻进成孔。

1 钻头着地，旋转，钻进。以钻具钻头自重和加压油缸的压力作为钻进压力，每一回次的钻进量应以深度仪表为参考，以说明书钻速、钻压扭矩为指导，进尺量适当，不多钻，也不少钻。钻多，辅助时间加长，钻少，回次进尺小，效率降低。

2 当钻斗内装满土、砂后，将其提升上来，注意地下水位变化情况，并灌注泥浆。

3 旋转钻机，将钻斗内的上卸出，用铲车及时运走，运至不影响施工作业为止。

4 关闭钻斗活门，将钻机转回孔口，降落钻斗，继续钻进。

5 为保证孔壁稳定，应视表土松散层厚度，孔口下入长度适当的护筒，并保持泥浆液面高度，随泥浆损耗及孔深增加，应及时向孔内补充泥浆，以维持孔内压力平衡。

6 钻遇软层，特别是粘性土层，应选用较长斗齿及齿间距较大的钻斗以免糊钻，提钻后应经常检查底部切削齿，及时清理齿间粘泥，更换已磨钝的斗齿。

钻遇硬土层，如发现每回次钻进深度太小、钻斗内碎渣量太少，可换一个较小直径钻斗，先钻一小孔，然后再用直径适宜钻斗扩孔。