旋挖钻在泥浆护壁成孔灌注桩施工中注意事项

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第38卷第1期2012年1月

SHANXI

山西

ARCHITECTURE

建筑

Vol．38No．1Jan．2012

文章编号：1009-6825（2012）01-0066-02

旋挖钻在泥浆护壁成孔灌注桩施工中注意事项

吴伟立

要：以中南部通道工程二安大桥为例，介绍了旋挖钻机在泥浆护壁成孔灌注桩工艺及操作要点，并指出施工过程中应注意的事项，为类似桩基工程提供了宝贵经验和指导。摘

关键词：旋挖钻，泥浆护壁，成孔，灌注桩中图分类号：TU753

“绿色施工工艺”，旋挖钻孔灌注桩技术被誉为其特点是行走

移位方便，桩孔对位准确，成孔速度快，施工质量好，尘土泥浆污——旋挖钻机施工，染少。其方法是利用国际上先进设备—自动定

垂直旋孔，成孔质量好，此方法自动化程度和钻进效率高，钻位，

头可快速穿过各种复杂地层，在桩基施工中得到了广泛应用，下面就结合工程谈谈此方法在施工过程中应注意的事项。

文献标识码：A

2工程施工技术措施2．1工艺流程

本工程全部灌注桩采用泥浆护壁，旋挖钻钻进施工。其工艺流程见图1。

2．2钻机定位

1工程概况

在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已测定的基础上钻机才能就位，钻机定位要准确、水平、垂直、稳固，安装施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和钻孔机的基础如果不稳定，桩偏心等问题，因此要求安装地基稳固；对地层较软和有坡度的

7×32m双线铁路桥，山西中南部通道二安大桥全长242m，全

1．25m，桥共有66根钻孔灌注桩，桩径分别为1．0m，桩长38m～

44m不等，可用推土机推平碾压，再垫上钢板或枕木加固；钻机导杆中该桥位地质情况复杂，地下水位为河床下20m左右，地基，

回旋盘中心线、护筒中心线应保持同一垂直线。心线、从上到下地质结构依次为：粉质黏土：厚6m～10m；细砂（粉砂）：

厚17m～25m；粉质黏土：厚5m～9m；泥岩：厚10m～13m。2．3泥浆制备

櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅

跟进具体步骤如下：

1）先用直径大于护筒10cm的冲锤冲至土石分界面，钻进过

过型钢支架上的4个倒链进行调整。条件许可时，采用大吨位吊

车可将单节钢护筒的长度加工成6m～10m，提高工作效率。

程中注意泥浆比重不低于1．2kg/L。2）钻孔达到土石分界面后，5

移开钻机，将钢管支架安装在枕木基础上，准确对位后采用钢板支垫稳固，在支架顶4个横梁上分别安装20吨位的倒链。3）将首节钢护筒吊至孔口，用倒链对钢护筒进行吊接、固定。4）将第二节钢护筒吊装安放在首节钢护筒上，准确对位后焊接，接口处应满焊。5）将对接的钢护筒利用倒链缓缓下沉，在倒链吊点接近孔口时停止。松开对称一组倒链（2个），将其挂接在上部钢护筒吊点处后，再将钢护筒下沉，如此循环，直至将钢护筒下沉至孔底。6）钢护筒在下沉过程中受孔壁摩擦力作用，下沉受阻时采用DZ-90型振动锤振动下沉。第二级钢护筒跟进方法为：用大于第二钢护筒10cm的钻头钻穿溶洞顶板后，按第一级钢护筒下沉方

过程中做好应急准备，随时补浆、回填。下沉受式下沉至溶洞底，

阻时，可用小钻头边钻边跟进，同时，用振动锤配合。第二级钢护

造成断桩、缺陷等。钢筒的目的主要是防止溶洞内填充物坍塌，

有偏差时通护筒在下沉过程中应随时检查其垂直度和中心位置，

其他注意事项

在一级钢护筒跟进完成后，用1∶1的狗头石与黏土回填1m～

2m后冲砸挤密2遍～3遍，防止钢护筒底部与岩层不能衔接紧密，护筒外砂土在漏浆时流入，引起护筒外侧坍塌。

“小冲程，在接近溶腔时，钻进速度适当放缓，采用快频率”的做好各项补浆及回填片石、黏土等各项应急措方式进行。同时，

施，根据漏浆情况采取相应措施。

6结语

向莆线三江镇特大桥现已施工完毕，经检测桩基全部合格，Ⅰ类桩达99%以上；施工过程中未出现任何安全、质量事故，也未影响既有京九线的运营安全。可见针对临近既有线特殊地质情况采用的钻孔桩钢护筒跟进方案是行之有效的。

参考文献：［1］陈绍蕃．钢结构稳定设计指南［M］．第2版．北京：中国建筑

2004．工业出版社，

Onapplicationofsteelcasinginfoundation

pileconstructionwithspecialgeologyofnearbyexistingline

LUOShao-hua

linesuper-largeBridgealongXiang-Purailwayastheexample，thepaperintroducestheapplicationofAbstract：TakingSanjiangtowndouble-thesteelcasinginfoundationpileconstructionwithspecialgeologyofnearbyexistingline，illustratesthefactualconstructionscheme，theidenti-ficationmethodsofthethicknessofthecylinder，andthefollowingcraftofthesteelcasing，andpointsouttheprecautions，soastoprovidethedirectionforthesimilarprojectsinfuture．

Keywords：steelcasing，constructionscheme，specialgeology，pilefoundation，followingcraft

10-28收稿日期：2011-男，工程师，中铁七局五公司，河南郑州作者简介：吴伟立（1974-），

450016

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吴伟立：旋挖钻在泥浆护壁成孔灌注桩施工中注意事项

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泥浆制备

一清

护筒埋设测量放样平整场地

铺设工作平台

安装钻机混凝土浇筑

钻进成孔测定沉渣清孔

钢筋笼加工钢筋笼吊装导管安装导管水密性试验

筋笼刮伤孔壁，就可以大大降低沉渣厚度，有效防止塌孔的发生。在这一工程中垫块采用圆柱形砂浆垫块，沿钢筋笼每隔2m放置一组，每组设置4个，按90°均匀安放，既可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内位置正确。钢筋笼的吊装应4点起吊，保持笼轴线重合，入孔时始终需

对准孔位徐徐轻放，保持稳定，避免碰撞孔壁，一保持垂直状态，

旦遇阻立即查明原因，禁止晃动和强行冲击下放。

图1工艺流程图

在钻孔灌注桩的施工过程中，为防止塌孔，稳定孔内水位及

便于挟带钻渣，利用膨润土掺入纯碱制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力，以确保孔壁的稳定，所以泥浆的比重则起到保持这种压力差的关键作用，如果钻孔中的泥浆比重过小，排渣能力小、护壁效果差，泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用，如果泥浆比重过大，则容易使成使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土灌注过程中置换产生困难，桩质量难以得到保证。所以泥浆指标的选取非常重要，这就要求在实际工程的施工中，根据工程的具体情况，合理地控制不同土层中泥浆的指标，本工程中的控制数据如表1所示。

表1

泥浆指标比重

粘度/s静切力/Pa含砂率/%塑性指标

淤泥、黏土1．1～1．219～211．0～2．5

＜6＞15

2．7下导管

导管要定期进行水密性试验，下导管前要检查是否漏气、漏水和变形，是否安装了圆形密封圈。导管要依次下放，全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提取30cm～50cm，进行二次清孔。

2．8二次清孔

导管下放到位后，应立即对孔底沉渣检测，若沉渣厚度不满足设计要求时，要进行二次清孔，测试进、出口泥浆指标，调整到施工方案确定的参数，用测绳、测锤测沉渣值，一般控制在10cm。

2．9水下混凝土浇筑

不同地层中泥浆的指标

粉细砂、粗砂

1．15～1．2520～282．0～2．5

＜6＞15

砾砂、卵石1．2～1．421～242．0～4．0

＜6＞15

圆砾石1．4～1．525～283．0～5．0

＜6＞15

水下混凝土浇筑是桩基施工最后一道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，所以在施工中应注意：1）导管必须长度适中，便于施工，保证其底端距孔底30cm～50cm；2）严密，

混凝土拌合必须均匀，可适当提高含砂率，使混凝土有较好的和易性，坍落度控制在180mm～220mm，在漏斗中准备足够数量的混凝土，确保首批混凝土封底成功；3）灌注混凝土必须连续作业，尽量避免任何原因使灌注中断；4）浇筑过程中应有专人记录，以

防止防导管提升过猛或导管埋入过深造成断桩；控制灌注速度，钢筋笼上浮；5）灌注桩的高程应比设计值预加一定的高度，一般控

制在0．5m～1．0m，深桩应酌量增加，以确保桩顶混凝土的质量。

2．4钻进成孔

成孔必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工

过程中对不符合要求的钻头及时更换。成孔中，按试施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程中的各种参数，记录必须认真、及时、准确。旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，同时在钻杆的两个侧面均有垂直度仪，在钻进过程中有专人观察两个垂直度仪，随时指挥机械手调整钻杆垂直度。通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度，从而保证了成孔的垂直度。钻孔过程中根据地质情况控制钻进速度，由硬土层钻到软土层时可适当加快钻进速度，当软地层变为硬地层时，要减速慢进，在易缩径的地层中，适当增加扫孔次数，防止缩径，对硬塑层采用快速钻进，以提高钻进效率，砂层则采用慢钻速钻进并适当增加泥浆比重和粘度，必须按要求测试进出口发现超标及时调整，终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、泥浆指标，

倾斜度及孔底土质等情况进行验收，合格后方可进行第一次清孔。

3结语

钻孔灌注桩的施工是一项复杂的系统工程，成桩的好坏直接

关系到上部工程结构的安全，由于桩基础的施工属特殊工序，稍所以施工中必须坚持预防为主的原有疏忽极易造成质量事故，则，加强施工中的成孔、钢筋笼制作安装、水下混凝土灌注等过程按照设计及规范的要求进行施工。旋挖钻中的各个环节的控制，

机的圆形钻头在提出泥浆液面时会使钻头下局部空间产生“真，空”同时由于钻头提升时泥浆对护筒下部与孔眼相交部位孔壁的冲刷作用，很容易造成护筒底孔壁坍塌，因此根据地质层理，及时调整泥浆比重和钻进速度。因此在灌注桩施工过程中要根据工程实际情况选取合理的施工工艺进行施工，制定科学的施工方才能确保灌注桩的质量。案和完善的管理控制体系进行控制，参考文献：

［1］徐维钧．桩基施工手册［M］．北京：人民交通出版社，2007．［2］TB10415-2003，S］．铁路桥涵工程施工质量验收标准［［3］TZ203-2008，S］．客货共线铁路桥涵工程施工技术指南［［4］黄超．长螺旋钻孔压灌混凝土桩施工及质量控制技术

［J］．山西建筑，2011，37（10）：69-70．

2．5一次清孔

测试泥浆指标，发现超标及时调整。然后将钻头放入孔底扫

捞去沉渣，清孔必须彻底，清孔结束，自检合格后与监理工程孔，

师共同进行孔深测量，作为第二次清孔测沉渣的根据。

2．6钢筋笼制作安装

旋挖钻机的一个显著的特点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣很少，所以只要在钢筋笼制作安装上采取合理措施，避免安装时钢

Mattersneedingattentioninslurrycoating

pore-formingboredpilewithrotarydrillingdig

WUWei-li

Abstract：TakingEr’anBridgeofchannelengineeringinsouthcenterasanexample，thepaperintroducesslurrycoatingpore-formingboredpiletechniqueandoperationpointsofrotarydrillingdig，andpointsoutmattersneedingattentioninconstructionproject，whichhasprovidedval-uableexperienceandguidanceforsimilarpilefoundationengineering．

Keywords：rotarydrillingdig，slurrycoatmethod，pore-forming，cast-in-placepile

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