含孤、漂石圆砾土层中桩基快速成孔施工技术(改)教程.docVIP

旋挖钻在含孤、漂石圆砾土层中快速成孔施工 中铁隧道股份有限公司 张传军 摘要：桩基础作为关键工序广泛运用在各种桥梁工程中，而旋挖钻机因其效率高、污染少、灵活机动、功能组合多等特点，适应综合发展的要求，在国内外现浇灌注桩施工中占据主力机型的位置。而在圆砾土层及碎卵石地层，特别是含有孤石、漂石圆砾土层施工却仍是一个不小的难题。本文就赤城白河特大桥为工程实例，对旋挖桩在含孤、漂石圆砾土层中快速成孔的施工进行探讨。 关键词：旋挖 圆砾土层 双层筒钻 赤城白河特大桥一、前言 随着我国建筑业的不断发展，特别是现阶段国家大力修建铁路、公路的时期，各种复杂地层下的桥梁相继建成，而做为桥梁的重要组成部分桩基施工则是整个桥梁工程中的关键之一。旋挖钻机因其效率高、污染少、灵活机动、功能组合多等特点，适应综合发展的要求，在国内外的现浇灌注桩施工中占据主力机型的位置，一般适用于黏土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分砾石、碎石的地层。 虽然旋挖钻机施工有诸多优点，但长期以来，旋挖钻机在圆砾土层及碎卵石地层，特别是含有孤石、漂石圆砾土层施工是一个不小的难题钻具及操作方法选择不当，往往会造成进度缓慢甚至无法施工的情况。笔者根据张唐铁路赤城白河特大桥现场施工实际情况，针对赤城白河河道内多年冲积形成的圆砾土层中夹带大的漂石、弧石等特点，在借鉴以往经验的基础上，通过对本桥的施工组织和研究探索，含孤、漂石圆砾土层中快速施工。 二、工艺原理及特点 根据地层中砾石大小、密度和地层的硬度，双层筒钻和截齿捞砂斗使用，双层筒钻可圆砾土层快速进行施工，遇较大孤石、漂石和探头石时，换截齿捞砂斗进行施工。 双层筒钻是指在原来大直径筒钻内部加入一个小直径的筒钻，形成一个双层结构，将整个筒钻分割成两个独立的携渣空间，每个单元都为开放结构，没有斗底，在每个筒体上都焊接截齿，截齿的布齿角度遵循硬岩钻进的规律，表面呈螺旋上升状的导向条。内侧的筒体直径比外侧筒体直径小，长度比外侧筒体的长度大，形成外型上的台阶状，两个筒体均与钻顶焊接在一起，保证整体结构的稳定性和施工时的安全性。其在施工时主要是通过将钻渣夹于筒体之间，携带出孔，在钻进砾石、碎、卵石地层时优势明显。 截齿捞砂斗是利用外侧的截齿将孤石或探头石削切后，利用钻斗转动将削切后的石块旋入斗内，提升至孔外，连同钻渣一起卸出。 钻杆则选用“机锁式钻杆”，不但可用于软地层，也可用于强度较高地层的施工，如本文所探讨的含孤石、漂石等强度较高的圆砾土地层，此种钻杆一般制成4节，1~3节杆每节钢管长13m左右，钻孔深度可达50m左右。 搭配两种钻头，虽然是在含有孤石、漂石圆砾土层中施工，截齿磨损较快，但由于钻头拆装方便，可在一套钻头施用时，对另一套钻头进行补焊或更换截齿，不影响钻孔工序时间，加快钻进速度。 钢筋笼在桩位连接采用了直螺纹套筒连接，摒弃传统的绑条焊或者搭接焊，既保证了施工质量缩短了在桩位的施工时间，保证了快速施工。三、施工工艺流程及操作要点 3.1 工艺流程图 图3-1 旋挖钻成孔施工工艺流程图 3.2 施工工艺流程 3.2.1 施工前对工作范围进行平整、电线电缆进行改迁、便道修整完善。 3.2.2 在正式钻孔前，采用全站仪对桩基进行精确放样后埋设钢护筒，埋设十字护桩，复测桩位。用水准仪对护筒标高进行测量，计算钻孔深度。 3.2.3 钻机及机具选择：针对当地地层情况，选用合适功率和扭矩的钻机，每台钻机配备专用于砾（碎）石层钻进的双层筒钻两套和钻取孤石的截齿捞砂钻斗一套，钻杆选用机锁加压式钻杆，以达到较高的钻进效率。 3.2.4 钻机就位：钻机就位前，事先检查钻机的性能状态是否良好，对各个部位进行试运转，判断钻机是否工作正常。保证桩位附近平整，钻机开到桩位旁，调整钻机，使钻斗定位锥正对桩位标注点。钻机停位回转中心距孔位4~4.5m间。现场条件允许的情况下，变幅油缸尽可能将桅杆缩回，这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对桩孔的影响。检查在回转半径是否有障碍物影响回转，检查桩位土层是否坚实。 3.2.5 当采用双层筒钻施工时，在圆砾石土层中钻进比较平稳，钻进速度也较为均衡，当钻杆出现强烈震动时，则要考虑是否遇到孤石，需根据实际情况更换截齿捞砂钻斗，将孤石削切后提出。采用双层筒钻钻进时，单次钻进进尺控制在0.8m，钻速控制在8r/s左右。采用截齿捞砂钻斗钻取孤石或探头石时，钻速控制在1~9r/s间，钻进进尺则根据孤石或探头石的大小进行调整。旋钻过程中，提升速度控制在20m/min左右，不得超过30m/min。 3.3 施工注意事项 3.3.1 循环泥浆池一般选择2~3个墩位桩基共用一个，泥浆采用膨润土制成，在钻进过程中泥浆相对密度控制在1.2~1.4范围内。 3.3.2 施工前检查好桩位的准确性，将桩位中点与钻头的中心位置反复确