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浅析旋挖钻机SR280R在复杂地质中钻孔灌注桩施工技术【摘要】：本文结合xx铁路一期二段1标工程桥梁桩基施工的特点，浅析旋挖钻机SR280R在复杂地质中成孔灌注桩施工技术。【关键词】：旋挖钻机SR280R复杂地质后压浆快速施工近年来，我国建设工程蓬勃发展，在铁路桩基施工中大量采用钻孔灌注桩基础。在所有桩基成桩类型中，冲击钻较为普遍，但其缺点较多，如泥浆池对环境的破坏、施工噪声、耗电高，特别是对复杂地质条件下的桩基施工，其桩身质量难以保证。而旋挖钻钻孔灌注桩施工技术的广泛应用，极大的促进了桥梁桩基施工技术发展。本文结合xx铁路一期二段1标项目L大桥、Z大桥、韩岗1#，2#，3#公路桥桩基施工实例，浅析旋挖钻机在复杂地质条件下快速钻孔灌注桩及后注浆施工技术。1工艺原理1.1旋挖成孔是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使钻具能正确就位，利用桅杆导向下放钻杆并将底部带有活门的桶式钻头放置到孔位，钻机动力头装置为钻杆提供扭矩，加压装置通过加压动力头的方式将压力传递给钻杆钻头内，钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土、卸土、直至钻至设计深度。1.2灌注桩后注浆是在灌注桩成桩后一定时间内，通过预设在桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体（包括沉渣、泥皮）得到加固。对桩底、桩侧一定范围的土体通过渗入（粗颗粒土）劈裂（细颗粒土）和压密（非饱和松散软土）注浆起道加固作用，从而增大桩端和桩侧阻力，提高单桩承载力，减少沉降。2工艺特点2.1旋挖钻机成孔效率高，带有垂直度自动检测调整、孔深数码显示等，整机操作一般采用液压先导控制、负荷传感，具有操作轻便、舒适、自动化程度高；成孔直径可达1.5～4.0m，最大成孔深度为60m～90m,可以满足各类大型桩基础施工的要求。2.2作业时排出泥渣，泥浆只用于护壁，解决了泥浆排放二次公害的难点，符合绿色施工的要求。2.3开放式后注浆管阀制作安装工艺简便，易操作、功效高、成本低，是国家有关部门推广的新技术之一。3工程概况xx铁路一期二段1标工程桥梁基础设计为桩基。8个桥共357根5500延米桩基，桩径1.25m,其中L大桥、Z大桥、韩岗1#、2#、3#等公路桥地质复杂，主要以卵石土、砂砾、砂岩、岩溶为主，其地下水位较高，施工场地狭窄、征地难度大等不利因素多，综合考虑施工进度、安全环保、质量及成本因素，最终确定采用SR280R旋挖钻施工。L大桥4#、Z大桥5#桩基桩间距较。咽梁袄隙，宜塌孔，故采用旋挖钻机成孔开放式后注浆工艺，每根桩桩端注浆量平均为1500kg，侧桩为750kg，场地土层主要为粉质粘土、卵石土、弱分化砂岩，个别桩位有岩溶存在。图一：L大桥3#桩基地质柱状图图二：Z大桥5#桩基地质柱状图。图一图二4工艺流程4.1旋挖钻成孔灌注桩工艺流程图图三旋挖钻成孔灌注桩工艺流程图施工准备测量放线定桩位施工准备测量放线定桩位制备泥浆埋设护筒设备材料进场设备安装就位是否合格钻进成孔清孔吊放钢筋笼下导管沉渣是否满足要求测导管埋深水下混凝土灌注成桩后注浆制作钢筋笼平台是否合格钢筋笼存放P≤1.15泥浆处理否否是是4.2后压浆施工工艺流程注浆管制作注浆管随钢筋笼下放安置成桩7d后，压浆机组就位搅拌水泥浆接压浆管打开排气阀并开泵排气关闭排气阀、压浆压浆至设计要求量静置10min、卸压、拆管浆管封堵成桩。5操作要点5.1成孔5.1.1布置桩位根据轴线布置工程桩位后，钉入短钢筋或木桩系彩条标志，保证桩位准确，测设每个桩位的标高，以此为依据确定桩顶位置。桩位布置结束后必须经过检查复核，确认桩位准确无误后方可进行成孔作业。5.1.2埋设钢护筒埋设护筒时，根据桩位中心点，在大于护筒直径80～100cm范围，过中心点的正交十字线上埋设控制桩，然后挖出比护筒大20cm的孔，在坑底填筑20cm厚的粘土，夯实后将护筒用钢丝绳对称吊放进孔内，找出护筒的中心（拉正交十字线），使护筒的中心与桩位中心重合，同时用水平尺（或吊线坠）：嘶ね泊怪焙，在护筒周围回填含水量适合的黏土，分层夯实，夯填时防止护筒的偏斜。5.1.3成孔利用旋挖钻杆上的液压马达往下压，并利用扭矩旋转，使旋挖钻头挤压并旋转切入土体，使破碎的岩体直接装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆提出孔外卸土，这样循环往复，不断取土、卸土，直至钻至设计深度，现场施工照片图见四、五、六。图四粉质粘土层钻孔取土样和成孔照片图五砂岩层钻孔取岩心图片图六SR280R型旋挖钻外观及钻孔数据采集5.1.3.1施工时注意事项：①钻孔前，调平钻机，保持钻机垂直稳固。开钻前使钻头着地，进尺深度调整为零，②钻机时原地顺时针旋转开孔，然后以钻头自重、钻杆自重加液压力作为钻进压力，初钻压力控制在90kp左右，钻速先慢后快。③钻进过程中要不断补充泥浆，使孔内始终保持高于地下水位1～1.5m，同时应根据土质情况调整泥浆比重。5.1.4清孔5.1.4.1钻机进尺距设计孔底标高10～30cm时，暂停钻机进尺，静置一段时间后再次钻进，利用钻机完成剩余进尺的同时捞起沉渣。若清孔后达不到设计要求，可采用反循环法进行二次清孔。5.1.4.2清孔标准，孔底50cm处泥浆的相对比重应控制在≦1.2g/cm3,沉渣厚度＜100mm。5.1.5成孔质量检验钻孔完成后用垂球法、圆环测孔法对桩孔深度、沉渣厚度及桩径进行检验，满足设计要求后方可进行下道工序施工。检验结束后，要尽快灌注混凝土。5.2钢筋笼制作根据桩长钢筋笼分段制作，主筋的焊接采用单面搭接焊。钢筋笼制作时，加劲箍设在主筋外侧，焊接口不得向内伸露，以免妨碍导管活动的畅通性。每节钢筋笼设2～3道，每道4个对称布置，且偏差应在±10mm内。5.3灌注混凝土5.3.1桩身混凝土塌落度宜为（180±20mm），用混凝土料斗和导管垂直灌入浇筑，浇筑时应连续进行，浇筑过程中要不间断的上、下提放导管，混凝土通过导管自上而下顶压和自重增强其密实性。拆导管前要测定桩孔混凝土高度，保证导管埋入混凝土中≥2m。混凝土灌注充盈系数≥1.0.5.3.2桩顶超管高度为0.5～0.8m，保证在剔除浮浆后，桩顶混凝土强度符合设计要求。5.4注浆管的制作注浆管采用直径为20～30mm的钢管制作，接头采用丝扣连接，丝扣长度不小于1/2管箍长度，缠生料带用管钳拧紧。桩端压浆底管距管口100～300mm范围制作成压浆喷头（花管），在该部分采用钻头均匀钻出间距3cm、直径8cm的压浆孔作为压浆喷头，用胶带封严，底管口套上与管径巷匹配的胶管，在管口处对折后用铁丝在管口上方50mm处固定。底管在桩底部长出钢筋笼5cm,上部高出桩顶混凝土面50cm。桩侧注浆管底部连接三通上端，下端对开口连接100mm长短管，用软管套在短管上形成环状5.5注浆管的布置5.5.1桩端后注浆管布置根据桩的直径确定，直径≤1200mm的桩，沿钢筋笼圆周外侧对称设置2根，1200mm≤直径≤2500mm的桩对称布置3根。5.5.2桩侧后注浆管布置桩长＞15m对承载力增幅要求较高的，采用桩端、桩侧复式注浆。桩底5～15m以上，桩顶8m以下，每隔6～12m设置1道。在钢筋笼吊装安装过程中要注意对注浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成注浆管在丝扣连接处松动。5.6后注浆施工顺序压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周围桩位再施工中间桩，压浆时采用2根桩循环压浆，即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%，压完后再压另一根桩的A管，然后一次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同时一根桩2根管压浆时间间隔30～60min以上，给水泥浆一个在土层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现异常情况和处理措施等。单根注浆时，饱和土宜先侧桩后桩端，非饱和土宜先桩端后桩侧，多断面桩应先上后下。5.7注浆质量控制5.7.1确保注浆管制作和安装质量。注浆采用普通焊接钢管，上、下带丝扣连接，确保注浆管上、下连接严密，以防岩土体、地下水渗入管内堵塞管路。5.7.2注浆作业宜于成桩2d后开始，不宜迟于30d后，注浆作业与成孔作业点的距离宜≥8～10m，桩侧、桩端注浆时间宜≥2h。5.7.3设计注浆量为桩端1500kg，桩侧750kg,保证注浆量不小于设计值。5.7.4注浆压力为桩侧4MP，桩端6MP，为满足下列条件之一时可终止注浆：①注浆量和注浆压力均达到设计要求；②注浆总量达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值。5.7.5当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆，应改为间歇注浆，间歇时间宜为30～60min。5.7.6合理调控浆液浓度。制备浆液用的水泥采用强度等级为42.5MP的硅酸盐水泥，泥浆应通过14mm*14mm～18mm*18mm筛子过滤，以免掺入水泥袋屑或其他杂物。素水泥浆的水灰比控制在0.6.6主要事项6.1桩位、孔口标高试测后需复核确认无误方可交给工班组，测绳要定期用钢尺校验。6.2混凝土灌注时，要防止导管碰挂钢筋笼导致钢筋笼上。脊苈裨诨炷聊诓豢商，宜保持在8～10m。6.3灌注导管使用后要及时用水清洗，管壁、接头丝扣要经常检查，消除砂眼、接口变形等隐患，破损的胶垫要及时更换。6.4注浆压力≤4MP。注浆量达不到设计要求时稳压静置10min后采用间断注浆。桩侧注浆未达到设计值，可按不足量的1.2倍由桩端补入。6.5为防止压浆时水泥浆液从邻近薄弱地点冒出，压浆的桩应在混凝土灌注完成2～7d后，并且该桩周围至少8m范围内没有钻机钻孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3d以上。7结束语旋挖钻机成孔施工速度快、效率高。一般情况下直径1250mm桩每天钻孔180～240m。开放式后注浆管阀制作安装简便易操作，一般项目4人即可完成。开放式注浆花管与胶囊注浆阀相比每根桩（直径800mm）可降低成本130元。旋挖钻机成孔解决了泥浆排放二次公害的问题。施工噪声。下躺┕ひ。该工程采用旋挖钻机成孔开放式后注浆工艺，工期缩短，安全完成。经过对桩基进行承载力检测，符合设计要求。【参考文献】1：《旋挖钻机钻孔灌注桩施工工法》路桥工程；2011年10月2：《三一重工旋挖钻内部培训教材》工法研究院2010年4月3：《注浆施工技术》中国水利出版社2011年6月