旋挖钻施工方案完成（4篇）
1.旋挖钻施工方案完成 篇一
旋挖钻机作业指导书
1、旋挖钻机施工的适用范围
旋挖钻机成孔施工方法适用于填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵砾石层、软～中硬基岩等地层。具有桩孔沉渣少，孔壁泥皮薄，桩侧摩阻力发挥更好等特点。
常用的旋挖钻斗有圆锥底式、多刃切削式、抓岩式、短螺旋钻等。圆锥底式钻斗适用于砂、粉砂、粘土层。短螺旋钻、抓岩式及多刃切削式钻斗适用于卵石、固结砂砾层。
2、作业准备
2.1技术准备
2.1.1进场原材料检验
2.1.2技术培训及技术交底
2.1.3护筒、钻头直径检查
2.1.4导线加密、测量放样
2.1.5配置泥浆及泥浆检测
2.2其它准备
2.2.1现场“三通一平”，既水通、电通、道路通，场地平整。
2.2.2泥浆池制备及配备泥浆原材料准备
2.3人员及机械设备
2.3.1人员配置
旋挖钻机工班每班最少需配置４人，其中工班长1人；技术人员1人；指挥1人；钻机操作手１人。
2.3.2机械配置
主要机械：旋挖钻机１台
辅助机械：搅浆机１台，泥浆泵１台，电焊机１台，氧气瓶、乙炔瓶若干、挖掘机、自卸车。
2.4机械设备组装及调试
进场前要根据钻孔深度选择钻杆长度，进场后将钻杆与钻机组装，对各种管路、电路、液压系统进行检查，最后整机试运行，确保钻机正常工作。
3、旋挖钻机成孔工艺流程
旋挖钻机成孔工艺流程参见下图
施工准备
钻机就位
测量放样、埋设护桩
埋设护筒
中心桩恢复
补浆、泥浆测试
下入钻头、旋挖钻进
起钻、钻斗卸土、汽车运土
钻至设计标高提钻
清孔、测量孔深
4、施工作业工序方法和标准
4.1
施工准备
4.1.1岗前培训
桩基施工前，操作人员需接受工区项目组织的操作技能、安全教育培训，培训合格后，方可上岗作业。尤其对有要求的特殊工种（如钻机司机）培训，必须经考核合格后持证上岗作业。
4.1.2地质调查
桩基施工以前需要根据设计方提供的地质报告了解施工部位的地质情况，通过地质报告选择合适的钻头类型。
4.1.3施工机具
根据旋挖钻机施工的要求，准备满足要求的设备。如旋挖钻机、泥浆泵、导管、电焊机、氧气瓶、乙炔瓶、挖掘机、泥浆搅拌机、自卸车等，并调试至最佳使用状态。
4.1.4场地平整
一般宜用砂土或砂粘土填筑平整桩基施工平台，采用压路机至少碾压三遍，保证钻机施工过程中不发生倾斜、位移等。
4.1.5泥浆池开挖以及泥浆制备
施工前本着节约、方便施工的原则确定泥浆池位置及大小。一般可根据使用的泥浆泵的功率依照相邻墩的桩基共用一座泥浆池的原则来确定泥浆池位置，泥浆池大小可按照使用钻机数量来开挖。
开挖以前先挖探沟，经有关人员确认泥浆池位置无地下管线。泥浆池可按照1：0.75放坡，开挖完成后应立即按照要求设置1.5m高的钢管栏杆，同时用绿网四周围护并在醒目位置悬挂标识牌、警示牌等。泥浆池造浆前其底部及四周使用厚塑料布进行衬护。
由于旋挖钻机施工时，采用静态泥浆护壁，故应配置优质泥浆进行泥浆护壁。
泥浆调制采用泥浆搅拌制备，泥浆可采用接近地表经过冻融的粘土或水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土来制备。
现场泥浆制备完成后应立即报现场工程师验收，泥浆各项指标合格后方可使用。
4.1.6施工核对
对照技术交底和设计图纸，通过标高计算复核桩径、桩长、桩底桩顶标高，如有疑问及时报现场工程师，防止出现施工质量事故。
4.2
钻机就位
钻机就位以前先检查钻机的工作性能，确保钻机各零部件、液压系统及各种仪表正常工作。保证桩位附近平整，把钻机开到桩位旁，将钻头的尖端正对桩位标注点。再用垂球及钻机仪表控制钻杆的垂直度和钻机机身的水平，并保证钻架上的起吊滑轮、钻杆中心及转盘中心在同一条铅垂线上。
钻机停位回转中心距孔位在3～4.5m之间。在允许的情况下，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孔的影响。检查在回转半径范围内是否有障碍物影响回转。
4.3
护筒埋设
旋挖钻机施工使用钢护筒，钢护筒内径应比桩径大20～30cm，护筒长度根据地质情况确定。护筒加工完成后应立即检查护筒的几何尺寸、相邻管节管径差、焊缝尺寸、外观及焊缝质量（水中护筒需要检查）,检查合格后报现场工程师，同时在护筒顶面、底面找出护筒截面中心，并在护筒上做好标识。
埋设钢护筒前进行桩位控制点的放样，用小口径的钻头先预钻至护筒底的标高位置，然后提出钻头且用钻头将钢护筒压到预定位置，再用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填密实。钻头贯压护筒时要分别在护筒各个方向均匀贯压、同时贯压，防止护筒贯压过程中出现倾斜。
护筒贯压到位后使用水平尺、垂球检查护筒的垂直度。检查合格后再进行护筒外侧的回填，并报现场工程师。
4.4
钻机钻孔
钻孔前在护筒顶面依照护筒壁上的护筒顶面中心标识的挂设十字线，然后对中钻头中心。钻头中心与护筒中心偏差不得大于5cm。
成孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程中磨损超标的钻头及时更换。
旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度,通过电子控制和人工用垂球观察两种方式来保证钻杆的垂直度,从而保证成孔的垂直度。同时在每一次钻机提钻甩渣复位后检查钻头是否对中。
开钻时，先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中高于护筒底角0.5m以上并不得低于地下水位，方可开始钻进。开始钻进时，低档慢速钻进，待钻进深度超过护筒刃脚处，按正常速度钻进。在粘质土中钻进时，由于泥浆粘性大，易糊钻，采用中等转速、大泵量、稀泥浆钻进；在砂类土或软土层钻进时，易坍孔，宜控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。
以钻头自重加液压力作为钻进压力，初入压力控制在80～90kPa。每次进尺最佳为0.5～0.8m，钻屑进入筒体，装满一斗后，将钻头提出孔外移至机侧，继续缓慢上提钻斗，利用动力头下的挡板将钻头上的顶压杆下压，通过与顶压杆相连的连接杆件将钻斗的底盖打开卸落钻渣，钻渣卸落完成，再将钻斗下落至地面，正旋关盖复位。
起、落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速。孔内出土，应立即清走，不得堆积在钻孔周围。
钻孔作业分班连续进行，一次成孔。在钻进过程中，按试桩确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数，依照地质报告随时观察钻碴情况与地质报告对照，并准确取样报现场工程师确认地质情况。当桩尖持力层地质与设计不符时，立即通知监理工程师及有关部门确认是否进行变更设计。钻孔过程中还必须详细记录钻进深度、泥浆指标、机械设备损坏、障碍物、钻孔异常情况等。记录必须认真、及时、准确、清晰。且交接班时要做好交接记录。
钻进过程中产生的泥浆、钻碴经沉淀池净化处理后方可排放沉淀水。在排放过程中不能造成对农田及周围水源的污染，沉淀池中的沉淀物用汽车运至指定弃淤场堆放处理。
钻至桩孔设计标高后，钻头在不加压的情况下就地继续旋转数圈，再提钻，保证钻头尽可能取渣情况下又可避免超钻。
4.5
成孔检查
在钻机显示器显示孔底达到设计桩底标高后，停止钻进，在现场工程师在场的情况下，对孔位中心偏差、孔径、孔深、钻孔垂直度、孔底沉碴厚度等采用测量仪器、测绳、验孔器等工具进行全面检查（见钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法），签字确认合格。
检孔器长度为4倍桩基直径，外径直径不得小于钻孔桩直径。检孔器按照钢筋笼的形式加工，必须规则，切具有一定刚度。
钻孔倾斜度通过检孔器检验：检孔器在孔顶对中护筒中心下落后，通过在护筒顶观测吊绳相对于竖直垂线偏移情况可计算成孔后的倾斜度。
具体做法是：在检孔器下放到指定位置后在吊点系一垂球，然后在垂球的吊绳上用毫米尺标定好从垂球系点开始的1米位置，待垂球静止后用毫米尺测量垂球吊绳到检孔器吊绳的距离E（单位：毫米）。此时检孔器所处位置桩孔的倾斜度就为i=E×100%/1000（详见桩孔倾斜度测量示意图）。
桩孔倾斜度测量示意图
4.6
换浆清孔
成孔检查合格后立即采用换浆法进行清孔。旋挖钻机清孔一般用泥浆泵导管向孔底注入指标合格的泥浆，利用泥浆的粘度及对孔底的冲击把孔内砂、石等杂物清理至沉淀池，达到清孔的目的。
清孔安装导管时注意导管从桩孔中心垂直缓慢放入孔中，防止导管磕碰孔壁造成坍孔。清空过程中要注意保持孔内水头高度，防止塌孔，并随时测试泥浆指标，在泥浆指标合格后报现场工程师验收。
清孔后，孔底沉碴厚度、泥浆质量指标要满足规范要求（见钻孔桩灌注混凝土前泥浆指标）。
在钢筋笼安装完成后再次检测泥浆指标和孔深，若相关指标不合格时需要进行二次清孔，清孔方法同上。
5、质量标准
5.1验收标准
钻孔桩施工泥浆指标标准见表5-1。
表5-1优质泥浆性能指标
钻进方法
地层情况
相对密度
粘度（s）
含砂率（%）
胶体率（%）
PH值
旋挖钻
填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵砾石层、软～中硬基岩等
1.03～1.1
18～22
<2%
>98
8～10
钢护筒埋设质量控制指标见表5-２。
表5-2钢护筒检测项目及指标
序号
检测项目
规定值或允许偏差值
检测方法和频率
长度（m）
满足设计值
尺量
外径（mm）
桩径+（20～40cm）
倾斜度
1%
护筒顶面中心偏差（mm）
相邻管节管径差（mm）
下沉最后贯入度
〉5cm/min
焊接
焊缝尺寸及外观
符合规程要求
样板尺，目测10点
超声波检测
超声波探伤100%
探伤仪检测
灌注混凝土前泥浆及沉渣质量指标见表5-3。
表5-3 钻孔桩灌注混凝土前泥浆及沉渣指标
项目
允许误差
检验方法
泥浆比重
≤1.1
泥浆测试仪器（三件套）
含砂率
<2%
粘度
17～20S
沉渣厚度
≤20㎝
测绳测量
钻孔桩钻孔质量控制指标见表5-４。
表5-4 钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
序号
项
目
允许偏差
检验方法
孔位中心
50mm
倾斜度
1%
5.２工序中需控制的质量标准
5.2.1护筒埋设
5.2.1.1护筒内径比设计桩径大20-40cm。
5.2.1.2护筒安装顶面高度要比地下水位高1.5～2m。旱地或浅水处，对于粘质土护筒埋设深度不小于1～1.5m，对于砂类土应将护筒周围0.5～1.5m范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下。旱地护筒顶面标高须比施工地面高0.3m。深水及河床软土、淤泥层较厚处，尽可能深入到不透水层粘质土内1～1.5m，河床下无粘质土层时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5～1.0m。
5.2.1.3
保护桩：护筒埋设完成后，以钻孔桩中心向外引的十字护桩，其十字线中心偏差≦5mm。
5.2.2钻孔
钻进过程钻杆速度控制指标见表5.2.2。
5.2.2钻头下降及钻杆提升速度控制指标
土层
钻杆提升速度（m/s）
钻头下降速度（m/s）
亚粘土
0.60～0.70
0.80～0.90
亚砂土
0.50～0.60
0.70～0.80
亚粘土夹粉细砂
0.55～0.65
0.75～0.856、质量控制要点
6.1
严格控制泥浆质量,泥浆对护壁及钻碴的悬浮起着重要的作用。优质的泥浆指标见表4-1，首先要选用优质的膨润土，火碱、纤维素，根据地质情况进行配比选择，其次要用搅浆机按比例均匀搅拌，泥浆池要循环利用，从孔位返回时设置沉淀池，6.2
钻孔的平台，钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。
钻架垂直及机身水平，钻架上的起吊滑轮组与转盘中心在同一铅垂线上。
应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头，钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm。
对于软弱地基，钻孔前应对地基进行碾压及硬化处理，避免钻机倾斜影响孔的垂直度。钻孔进，起落钻头的速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得长时间堆积在钻孔周围。特别是钻头提至护筒底部时速度要有所下降，避免护筒底部孔壁在反复提升过程中扩径。
6.3
钻孔过程中随时认真对地质情况复查，并调整泥浆指标，防止出现坍孔现象。并且按照地质情况调换合适的钻头，以保证施工正常进行。
钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,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,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。但是钻头下降速度也不可太快，尤其是刚刚入孔时。钻头下降和钻杆提升速度应控制在下表给出的范围内。
7、安全环保措施
7.1
安全保证措施
⑴建立安全保障体系，明确各自岗位职责。
⑵钻机各岗位工作人员，在上岗之前，都必须经过针对性的培训，持证上岗，全部人员都必须熟知桩基的整个施工过程，同时要熟练掌握自己所承担的工作内容和操作规程。不符合条件者不得上岗。
⑶坚持“安全第一，预防为主”的方针，定期和不定期组织人员进行安全学习和安全教育。
⑷钻机就位前，墩位的钻孔范围内要碾压密实，在软弱地基段钻机履带下要垫10mm厚钢板，避免钻机倾斜发生意外。
⑸钻机作业时设指挥一名，在作业过程中，钻机工作人员必须严格执行指挥的调度指令。
⑹所有电器设备必须有可靠的接地装置和防漏电保护装置。
⑺按钻机维修保养制度，定期进行保养及维修，并做好保养维修记录。
⑻泥浆池四周要设安全防护栏，挂醒目的警示标语。
⑼护筒周围一定要按要求回填密实，埋设深度满足要求，避免地表土质较差造成孔口坍孔，影响机械设备及人员的安全。
⑽钻机上方有高压线时，一定要保证足够的安全距离，杜绝为了进度冒险施工。
7.2
环保措施
⑴各种机械设备及人员不得随意进入田地，严禁侵入征地界限外。
⑵施工驻地产生的各种生活垃圾应集中存放，定期送至垃圾回收站，不得乱弃。加强施工驻地周围的净化，做到定期消毒。
⑶做好施工燃油的保管工作，油料存放应做到密封保存。
⑷钻碴要及时清运，在弃碴场做好防护工作，避免水土流失污染环境。
⑸泥浆要做好循环利用，不能利用的沉碴要用密封车清运出现场，不能污染河流及水域。
成都地铁6号线一、二期工程土建14标
旋挖钻作业指导书
编制
审核
审批
中铁二十四局集团有限公司
成都地铁6号线一、二期工程土建14标项目经理部
二〇一七年二月
2.旋挖钻施工方案完成 篇二
1 适用范围
旋挖钻机适用于各种土质地层、砂性土、砂卵砾石层和中等硬度以下基岩的施工。施工前应根据不同的地质情况选用不同类型的钻头。影响旋挖钻头选用的因素很多, 概括起来主要有三个方面:地层情况;钻机功能;孔深、孔径、沉碴厚度、护壁措施等具体要求。
旋挖钻机施工效率高, 钻土层时速度快, 成孔质量好, 有自动测斜装置, 能有效保证钻孔垂直度, 对泥浆的破坏很小, 可保证泥浆质量。但在硬岩层、较致密岩石、孤石层施工比较困难, 并容易发生孔内事故和机械事故。
2 旋挖钻施工技术
2.1 施工准备
(1) 平整场地、清除杂物、换除软土及夯实。场地位于陡坡、水中或淤泥中时, 用枕木或型钢等搭设工作平台, 平台必须坚固稳定。
(2) 铺设施工道路, 接通电源、水源。
(3) 开挖储水池、泥浆池、沉淀池。
(4) 准备合格的黏土。
(5) 测量放线定桩位。
用全站仪准确放样各桩位中心, 用十字桩固定位置, 用水准仪测量地面高程, 确定钻孔深度;测好的桩位必须复测, 误差控制在5 mm以内。
2.2 埋设钢护筒
(1) 钢护筒为6 mm厚钢板制成, 护筒内径比桩径大20 cm, 护筒顶面应开设1～2个溢浆口。
(2) 护筒埋设采用挖孔埋设的方法施工, 开挖前应探明地下障碍物。
(3) 护筒埋置深度应符合下列规定:岸滩上, 黏性土不小于1 m, 砂类土不小于2 m。当表层土松软时, 将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5 m, 在护筒四周回填黏土并分层夯实。
(4) 护筒顶端高出地面30 cm, 护筒应上下正直, 护筒中心与设计桩位偏差不大于50 mm, 倾斜度不大于1%。
2.3 泥浆制备
(1) 在砂类土、碎 (卵) 石土或黏土夹层中钻孔, 采用膨润土泥浆护壁。在黏性土中钻孔, 当塑性指数大于15, 可利用孔内原土造浆护壁。
(2) 泥浆性能指标。泥浆比重:岩石不大于1.2, 砂黏土不大于1.3, 坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。粘度:一般地层16～22 s, 松散易坍地层19～28 s。含砂率:新制泥浆不大于4%。胶体率:不小于96%。PH值:8～10。
造浆后应检验全部性能指标, 钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率, 并填写泥浆试验记录表。
2.4 钻孔
2.4.1 钻机就位
(1) 钻机就位前, 对主要机具及配套设备进行检查、维修。
(2) 钻孔前, 按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图, 挂在钻台上。针对不同地层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及合适的泥浆比重。
(3) 钻机就位, 调整桅杆角度, 操作卷扬机, 将钻头中心与钻孔中心对准。钻机对位与设计钻孔中心位置误差不超过5 cm。调整钻机垂直度参数, 使钻杆垂直, 与平面最大倾角不超过4°, 同时稍微提升钻具, 确保钻头环刀自由浮动孔内。
2.4.2 钻机钻孔
(1) 开钻时使用低档慢速钻进, 主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%, 以保证孔位不产生偏差。钻至护筒以下1m后再以正常速度钻进, 钻进护筒以下3 m可以采用高速钻进, 钻进速度与压力有关, 采用钻头与钻杆自重摩擦加压, 150 MPa压力下, 进尺速度为20 cm/min;200 MPa压力下, 进尺速度为30 cm/min;260MPa压力下, 进尺速度为50 cm/min。在钻孔过程中钻机提钻甩渣复位后, 应检查钻头是否对中。
(2) 钻进过程中应注意地层的变化, 在地层的变化处均应捞取渣样, 判断地质的类型, 记入记录表中, 并与设计提供的地质剖面图相对照, 钻渣样应编号保存, 以便分析备查。
(3) 钻孔作业应分班连续进行, 在砂粘土和砂土中钻进, 直接用旋挖筒成孔和取渣。在砾石和砂卵石层中钻进, 应先用螺旋钻头将其松动, 再用旋挖筒取渣。填写钻孔施工记录, 交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
(4) 钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆, 保证满足钻孔内泥浆顶高程始终高于外部水位或地下水位2.0 m, 使泥浆的压力超过静水压力, 在孔壁上形成一层泥皮, 阻隔孔隙渗流, 保护孔壁, 防止坍塌。
(5) 测量钻进深度用测绳系重锤 (1～2 kg) 从孔底量至护筒顶部, 应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测, 不符合要求时, 应及时改正。
(6) 钻至设计标高后, 相对延长旋挖筒取渣的时间, 保证能够取尽钻渣, 但不能加压, 以免超钻。
(7) 当钻孔深度达到设计要求时, 采用检孔器和测绳等仪器对孔深、孔径、孔斜和沉渣等进行检查, 确认满足设计要求后, 立即填写终孔检查证, 经监理工程师认可, 方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
(8) 钻孔。1) 钻进过程中, 操作人员随时观察钻杆是否垂直, 并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时, 底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体, 装满一斗后, 钻头逆时针旋转, 底板由定位块定位并封死底部的开口之后, 提升钻头到地面卸土。2) 成孔中, 设专职记录员记录成孔过程的各种参数, 如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。3) 钻孔桩成孔后, 现场要根据实际地质情况取岩样, 画出地质柱状图, 报设计确认。
成孔达到设计深度时, 要测量机上余尺, 检查确认孔径、孔深、孔位、倾斜度达到“钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法表”的要求, 并监理工程师确认后, 方可进行清孔。
2.5 检孔及清孔
(1) 达到要求深度后采用灌注桩孔径检测系统进行检查, 各项指标符合要求, 下放钢筋笼, 钢筋笼下放完毕及时量测孔深, 以确保钢筋笼未刮塌孔壁。同时检查各项指标, 合格后方可灌注水下混凝土。不合格进行清孔, 旋挖钻机清孔采用泥浆置换法。
(2) 清孔须达到以下要求, 即:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3 mm颗粒, 泥浆比重不大于1.1, 含砂率小于2%, 粘度20～26 s, 以增强护壁效果, 防止混凝土灌注过程中塌孔。浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于10 cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
(3) 在清孔排渣时注意保持孔内水头, 防止坍塌。浇筑水下混凝土前, 检查沉渣厚度, 进行二次清孔, 必要时用高压风冲射孔底沉淀物, 立即浇筑水下混凝土, 保证孔底沉渣厚度不大于10 cm。
3 常见的钻孔事故及处理方法
3.1 坍孔
坍孔的特征是孔内水位突然下降, 孔口冒细密的水泡, 出渣量显著增加而不见进尺, 钻机负荷显著增加等。
3.1.1 产生原因
(1) 泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求, 使孔壁未形成坚实泥皮。
(2) 由于出渣后未及时补充泥浆 (或水) , 或河水、潮水上涨, 或孔内出现承压水, 或钻孔通过砂砾等强透水层, 孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。
(3) 护筒埋置太浅, 下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软, 或钻机直接接触在护筒上, 由于振动使孔口坍塌, 扩展成较大坍孔。
(4) 在松软砂层中钻进进尺太快。
(5) 提出钻锥钻进, 回转速度过快, 空转时间太长。
(6) 水头太高, 使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
(7) 清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低, 用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆 (或水) , 使孔内水位低于地下水位。
(8) 清孔操作不当, 供水管嘴直接冲刷孔壁, 清孔时间过久或清孔停顿时间过长。
3.1.2 预防和处理
(1) 在松散粉砂土或流砂中钻进时, 应控制进尺速度, 选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。
(2) 发生孔口坍塌时, 可立即拆除护筒并回填钻孔, 重新埋设护筒再钻。
(3) 如发生孔内坍塌, 判明坍塌位置, 回填砂和粘质土 (或砂砾和黄土) 混合物到坍孔处以上1 m～2 m, 如坍孔严重时应全部回填, 待回填物沉积密实后再行钻进。
(4) 清孔时应指定专人补浆 (或水) , 保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中, 应通过水槽或水池使水减速后流入钻中, 可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机, 防止触动孔壁。不宜使用过大的风压, 不宜超过1.5～1.6倍钻孔中水柱压力。
3.2 斜孔
3.2.1 产生原因
(1) 钻孔中遇有较大的孤石或探头石。
(2) 在有倾斜的软硬地层交界处, 岩面倾斜钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进, 钻头受力不均。
(3) 扩孔较大处, 钻头摆动偏向一方。
(4) 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
(5) 钻杆弯曲, 接头不正。
3.2.2 预防和处理
(1) 安装钻机时要使转盘、底座水平, 起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上, 并经常检查校正。
(2) 由于主动钻杆较长, 转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架, 控制杆上的提引水龙头, 使其沿导向架对中钻进。
(3) 钻杆接头应逐个检查, 及时调正, 当主动钻杆弯曲时, 要用千斤顶及时调直。
3.3 掉钻及孔内遗落杂物
3.3.1 产生原因
(1) 由于孔斜或地层极度软硬不均造成剧烈跳钻, 致使钻杆螺拴或刀齿脱落。
(2) 由于施工人员操作不当, 将扳手、撬棍等施工工具落入孔内。
(3) 卡钻时强提强扭, 操作不当, 使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。
(4) 钻杆接头不良或滑丝。
(5) 电动机接线错误, 钻机反向旋转, 钻杆松脱。
(6) 转向环、转向套等焊接处断开。
3.3.2 预防和处理
(1) 避免孔斜。
(2) 经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置;根据钻进情况定时提钻检查, 重点检查加重杆管壁及钻杆上下法兰。
(3) 维护孔壁的稳定及保持孔底清洁是处理孔内事故的必要前提, 因此, 保持泥浆性能是关键。同时, 作好孔口的防护工作, 避免向孔内掉入杂物。
(4) 准确判断掉钻部位, 若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔, 使打捞工具能接触钻杆和钻锥。一般采用偏心钩、三翼滑块打捞器的方法进行打捞。
(5) 在打捞过程中, 杜绝强拔强扭, 以避免扩大事故。
(6) 对于孔内遗落的铁件, 采用LMC-120电磁打捞器打捞 (其水中吸重达5 t) 。
3.4 埋钻和卡钻
3.4.1 产生原因
(1) 埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过快。
(2) 卡钻主要发生在钻头底盖合拢不好, 钻进过程中自动打开或在卵石地层钻进时, 卵石掉落卡钻等。
3.4.2 预防和处理
(1) 根据地质情况选择合理的钻进速度, 避免一次进尺过快。
(2) 根据钻进情况定时提钻检查, 重点检查钻头底盖。
(3) 埋钻或卡钻发生后, 在钻头周围肯定沉淀了大量的泥浆, 首先消除阻力, 严禁强行处理, 否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。应保证孔内有足够的泥浆, 保持孔内压力, 稳定孔壁防止坍塌。
(4) 在打捞过程中, 杜绝强拔强扭, 以避免扩大事故。
3.5 扩孔
3.5.1 产生原因
(1) 砂层钻进泥浆性能差 (如粘度太小、含砂量大等) , 不能起到护壁作用。
(2) 孔斜、地层软硬不均等原因造成扩孔。
(3) 在某一孔段进尺速度极不均衡或重复钻进。
(4) 在非稳定层段 (如砂层) 钻进过程中造浆质量达不到要求, 造成孔壁局部失稳。
(5) 孔壁局部失稳坍蹋。
3.5.2 预防和处理
(1) 保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求。
(2) 采取合理的钻进工艺, 反对片面追求进尺而盲目钻进。
(3) 小扩孔不做处理, 大扩孔采用粘土回填。
3.6 缩孔
3.6.1 产生原因
(1) 砂层及粘性土层中钻进泥浆性能差 (如粘度太小、含砂量大等) , 不能起到护壁作用。
(2) 在淤泥及粘性土层中钻进进尺速度过快。
3.6.2 预防和处理
(1) 保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求。
(2) 采取合理的钻进工艺, 反对片面追求进尺而盲目钻进。
(3) 在粘性土层中钻进每钻进一个钻杆回次重复进行扫孔。
(4) 在缩孔位置以上, 重新下钻进行扫孔。
3.7 糊钻
3.7.1 产生原因
(1) 地层原因:由于地层中存在塑性粘土层, 粘度大, 在钻头转动过程中粘在钻头上。
(2) 钻孔施工时进尺太快, 钻压过大。
(3) 钻孔施工过程中泥浆性能指标较差, 粘度大。
3.7.2 预防和处理
(1) 钻孔过程中控制好钻压和进尺速度。
(2) 严格控制泥浆性能指标。
(3) 钻至粘土层, 控制泥浆粘度, 保证成孔质量;必要时从新修改钻头进行钻孔施工。
4 结束语
旋挖钻施工应根据不同的地层选择不同的机械设备、合理的钻进速度、最优的泥浆比重, 并结合钻孔事故及处理方法, 采用最佳的施工工艺, 提高桩基成孔质量, 进一步提高旋挖钻桩基施工工艺。
摘要：结合桥梁桩基施工要求, 论述了在不同的地质条件和不同的桩径情况下, 选择不同类型的旋挖钻进行桩基施工的方法, 以确保桩基成孔质量和要求。
关键词：桥梁,桩基,旋挖钻,施工工艺,钻孔事故及处理方法
参考文献
[1]客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].TZ213-2005.中国铁道出版社, 2010.
3.旋挖钻施工方案完成 篇三
关键词：桩基；深水；砂岩层；施工技术
中图分类号：U445.551文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）05-0119-02
随着近几年铁路和公路的快速发展，钻孔灌注桩运用于桥梁基础工程中日益增加，在大中桥梁中的作用越来越重要，同时也促进了桥梁钻孔灌注桩的施工技术的快速发展。深水跟不良地质条件下的桩基施工更是一项施工难度大、质量要求高的工程，而旋挖钻是钻孔灌注桩施工中的较为先进的施工方法，该方法主要特点是施工效率高。另外由于其成桩质量好、尘土泥浆污染少，被誉为“绿色施工工艺”得以广泛运用。在石长铁路增建第二线沅江特大桥砂岩层深水桩基础施工中，采用亚洲最大的旋挖钻施工，圆满地完成了全部砂岩地层深水桩基施工，缩短了施工工期，保证了工程质量。
1工程概况及特点
石长铁路沅江特大桥全长3.737 km，共有桩基础567根，桩径分别为φ1.00 m、φ1.25 m、φ1.50 m、φ1.80 m和φ2.50 m。其中跨沅江段66#~69#墩φ2.50 m的桩基有36根，从上至下的地质为：细砂、淤泥质粘土、细圆砾土、强分化泥质粉砂岩、弱分化泥质粉砂岩。针对桩基桩径小于2.5 m，岩层强度小于20 MPa的特点，为了加快施工进度并提高成桩质量，本工程采用具有电子对中性能，能保证桩位中心，保证桩基垂直度，同时钻进过程中在孔壁上形成较明显的螺旋线，有助于提高桩的摩阻力的TR400D旋挖钻机，且旋挖钻机环保特点突出，泥浆可以多次反复使用，可以降低排污费用，提高文明施工水平。
2工艺原理
因TR400D旋挖钻机自重约130 t，水上施工平台需进行加固处理，首先采用浮吊搭建钢管桩和贝雷梁的栈桥和水上施工平台，然后插打钢护筒，基础采用1 020 mm，壁厚10 mm的钢管桩，在平台上使用TR400D旋挖钻机进行钻孔桩成孔，成孔速度快，减小了成孔偏差，下放钢筋笼用导管法进行水下混凝土灌注。
3施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程
施工工艺流程如图1所示。
3.2施工操作要点
砂岩地层深水桩基施工其难度主要体现在钢护筒埋设及工作平台的搭设。
3.2.1施工平台加固
水上施工平台搭建采用24根直径1 020 mm钢管桩为基础，321贝雷梁和25工字钢做横纵向分配梁，8 mm压花钢板作平台面板。考虑到TR400D旋挖钻机自重超过130 t，以及在钻进过程中的行走和旋转，平台需重新设计，在原有的设计基础上增加贝雷梁片数及钢管桩之间焊接剪刀撑的进行加固，使水上施工平台和栈桥连接在一起，增强整体稳定性，减小TR400D旋挖钻机在施工过程中发生晃动。
3.2.2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。
3.2.3护筒埋设
护筒采用16 mm钢板卷制而成，由于设计桩径为2.5 m，现场使用直径为2 800 mm的钢护筒。根据施工最高水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深不小于5 m，倾斜度小于1%。由于本工程临近既有线，既有桥施工时遗留的桩头，型钢材料等，导致钢护筒入土深度不够，当出现钢护筒入土不够时，旋挖钻机就位后掏空底部2～3 m，然后护筒接长再振动下沉，直到钢护筒打入要求的深度，才能保证水上桩基础施工的正常。
3.2.4钻机就位
TR400D旋挖钻机具有电子对中性能，根据测量放样拉十字丝定出桩中心，旋挖钻机对其中点，锁定角度，一般角度设置为0°，在以后钻进过程中按其角度旋转到0 就是对准桩位中心。就位时保证钻头中心、桩孔中心在同一铅垂线上，其偏差不得大于5 cm。钻机就位时，底坐应平稳、牢固，在钻进过程中钻机不得产生位移或沉陷。在开孔前对钻机就位情况进行复测，以确保桩位的准确。
3.2.5泥浆配置
泥浆的性能指标对钻孔中的护壁效果和成孔质量有很大影响，在施工中应严格控制泥浆性能指标。选用优质膨润土等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下：
①泥浆比重：一般地层为1.05～1.1。
②粘度：一般地层18～20 s，开孔时不小于22 s。
③含砂率：新制泥浆不大于4%。
④胶体率：不小于95%。
⑤pH值：7~9。
制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使其搅拌时易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。开孔泥浆比重控制在1.26~1.35，pH为7~9，粘度为19~28 s。
3.2.6 钻进成孔
待护筒内泥浆指标满足要求后方可向下钻进，钻进至接近护筒底口部位时使用小气量、轻压、慢转钻进成孔。
①细圆砾土层内钻进。钻头钻出护筒后，要小气量、轻压、慢转钻进2m后再正常钻进。钻进过程中要经常检测和调节泥浆性能，观察孔内泥浆面高度。当出渣量明显增多而无进尺时，是塌孔迹象需接长钢护筒。
②砂岩层内钻进。旋挖钻机钻进过程中，上部砂层、卵砾石层采用斗齿钻头钻进，钻进泥岩时，换用截齿钻头，钻进下部弱风化岩层时，因钻机打滑，采用1.5 m小钻头钻先导孔，再用2.5 m直径钻头扩孔，钻进效率较高。钻进过程中时刻注意孔内泥浆液面，维持护筒内的水头高度比护筒外江面高2 m左右，保证孔壁的安全。同时钻进过程中特别注意地质情况，在地层变化处捞取渣样，判断岩性，将渣样用小塑料袋封存放入留样盒，并贴上标签。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度，由硬地层钻到软地层时，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，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。当钻进至设计深度后，使钻具提起5 cm回转循环几分钟，清除孔底钻渣，并调试泥浆达到规定要求后，测量孔深。成孔后使用检孔器检查孔深、孔径、孔型是否符合要求。
4质量控制
①保护好测量所放桩位，随时对钻孔中心尽心复核；钻进时，将设计地质柱状图挂置于机车上，并按技术交底要求抽取钻渣。随时验证设计与实际是否相符，及时调整钻孔过程中的各项指标；合理选用钻具，确保成孔完好，减小扩孔系数。
②钻孔桩质量标准见表1。
5效益分析
①成孔质量有保证，孔位偏差小，扩孔系数小，减少了混凝土的浪费。
②旋挖钻施工，可加快工程进度、提高工效。砂岩深水桩一般需要2~3 d即可成孔，同样桩基气举反循环钻机需要12~15 d成孔，沅江特大桥每年的汛期为5月～8月，采用旋挖钻机施工68#、69#墩后刚好进入了枯水期，而承台施工采用双壁钢套箱围堰，由于施工水位处于一年中最低，故在设计基础上减少了一层钢套箱，顺利地完成了承台和墩身施工，共节约成本约300万元，创造了较高的经济效益。
6结语
深水不良地质条件下的桥梁钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，施工方案采取不当，将会影响到桥梁施工质量和整体工期，给整个工程造成巨大的经济损失，因此成熟的在深水砂岩地层采用选用旋挖钻施工的工艺是保证钻孔灌注桩质量和安全的重要措施，是确保工程质量与经济效益的双赢举措。
参考文献：
[1] 邱宗宇.旋挖钻机在砂卵石地层桩基施工中的应用[J].企
业科技与发展,2010,(14).
4.浅谈桥梁桩基旋挖钻成孔的施工 篇四
关键词：桩基,旋挖钻,成孔
近年来旋挖钻成孔施工因其独特的优点在公路工程施工中被广泛应用。我公司承建的苛临高速公路路基工程的桥梁桩基就采用了旋挖钻成孔。旋挖钻的工作原理是旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔, 首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使得钻具能正确的就位到桩位, 利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位, 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加压力传递给钻杆钻头, 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。钻斗钻成孔法主要适用于硬填土层、黏性土层、淤泥层、砂土层以及含有部分卵石、碎石的地层, 还可以在岩层中钻进成孔。
1 旋挖钻成孔桩的优点
成孔速度快、质量高, 以前公路桥梁桩基施工大多采用传统的循环钻机或冲击钻机, 生产效率低。根据本人在苛临高速公路桥梁的施工中, 一个直径1.5m、深30m的桩 (有3m厚的卵石层) , 循环钻机需2d甚至5d才能完成一个孔, 且很多桩由于钻孔时间长造成塌孔, 严重的甚至需要回填重新钻孔。而在同一工地, 采用三一SR280型旋挖钻施工, 仅需7h~8h左右即可完成同样孔径和深度的钻孔, 其工效是循环钻机的约20倍。在苛临高速公路施工中, 一个直径1.5m、深40m的桩 (有15m厚的卵石层) , 循环钻机需要20d, 甚至30d才能完成一个孔, 冲击反循环钻机最快也需要7d左右。而采用旋挖钻机, 仅需5h左右即可完成同样孔径和深度的钻孔, 其工效是反循环钻机的约30倍。
环保特点突出, 与传统的循环钻机相比, 旋挖钻机可以循环使用泥浆, 而传统循环钻机是不断地产生泥浆。
行走移动方便, 旋挖钻机具有履带, 可以自行移位。不像传统的钻机的移位那么繁琐, 往往需要借助吊车, 即使有步履机构移动起来也非常缓慢。
旋挖钻机对孔定位准确、方便, 在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确的实现对位, 使钻机达到最佳钻进状态。
旋挖钻机适应地层的能力强, 通过更换不同的钻头, 可以适用于淤泥质土、黏土、砂土、卵石层和软岩, 甚至有的旋挖机可以适应单轴抗压强度超过100Mpa的坚硬岩层。
适用性强, 经济效益明显。近两年内, 我所参与的桩基施工都是采用旋挖钻机成孔, 成孔单价为220元/m3 (内容包括钻孔、混凝土灌筑、吊装钢筋笼及装载机费用) , 河运高速12254m/241根, 苛临高速17858m/176根, 高沁高速10634m/248根, 在现阶段施工工期要求紧的工程中经济效益明显。
2 成孔工艺
2.1 测定桩位:
要做到准确无误, 放线定位应从测量基准点施测, 以避免累积误差, 并注意保护控制点, 防止桩位受外界因素影响而发生偏差。
2.2 钻机就位:
桩位复核正确, 利用旋挖钻机和人工相互配合埋设护筒, 钻机就位时, 定位要准确、水平、垂直、稳固;钻机导杆中心线, 回旋盘中心线, 护筒中心线在同一直线上。
2.3 埋设护筒:由人工进行辅助配合, 利用旋挖钻的钻斗挤压作用做相应的调整。
2.4 护壁泥浆:
旋挖钻成孔在护壁泥浆的保护下钻进, 因钻机结构决定, 钻头钻进时, 要多次上下提钻往复操作, 如果对护壁泥浆管理不善, 就有可能发生塌孔事故。因此护壁泥浆的管理是旋挖钻成孔的关键。在钻进过程中, 根据地层不同情况, 按平衡钻进原理指导泥浆管理工作, 尽量利用地层黏土自然造浆。
2.5 钻进成孔:
钻进就位后, 调整钻杆垂直度, 注入调制好的泥浆, 然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后, 钻斗施加压力, 将土挤入钻斗内, 当仪表自动显示装满时, 钻斗底部关闭, 提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不低于护筒底部, 通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁, 反复循环制成孔。采用磨盘式钻斗或其它工具一次或多次捞渣清孔, 以使孔底沉渣满足规范和设计要求为止。
2.6 其它注意事项:
1) 成孔时, 发生斜孔、弯孔、缩孔和坍孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况, 应停止钻进, 经采取措施后, 方能继续施工。
2) 钻进硬层, 每次进尺深度太小, 斗内钻渣太少时, 换用小直径筒形齿状钻斗先钻一小孔, 然后再用钻斗扩孔钻进, 也可换用短螺旋钻进, 然后再下钻斗捞渣, 钻进速度, 应根据土层情况、孔径、孔深、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定, 在砂砾、砂卵、卵石地层中钻进时, 为保护孔壁稳定, 可事先向孔内投入适量粘土球, 下入孔内的钻头, 其底盘进渣口必须装闭合阀板, 以防提钻时砂砾石从底部漏落孔内。
3) 控制桩顶标高高于设计标高500mm以上, 待开挖后截桩头, 防止桩头混凝土强度受水和泥浆影响变低。
3 常见问题及处理措施
3.1 坍孔处理
造成坍孔的主要原因有:护筒埋深位置不合适;钻进速度快, 泥浆注入迟缓;钻斗上下移动速度过快, 致使水流以较快的速度由钻斗外侧和钻孔间的空隙流过, 冲刷孔壁等。河运高速主线桥左幅5-3#桩基 (候禹高速公路上) 钻孔施工时发生了塌孔, 主要原因是泥浆护壁配比和管理不当。根据现场实际情况, 我们在采取了如下措施:原孔内灌入1:3水泥砂浆改善护壁结构, 钻头每次重新开钻时增大泥浆比重 (控制在1.15~1.4之间) , 入液面时, 速度要非常缓慢, 等钻头完全进入浆液后, 再匀速下到孔底, 每次提钻速度控制在0.3m/s~0.5m/s。苛临高速公路康家峁2号大桥4号桥墩桩基钻进时存在淤泥层, 有塌陷现象, 不能正常采用护壁施工成孔。所以采用钢护筒施工, 塌陷严重用C30混凝土和干红土交替回填, 混凝土中用φ25钢筋按实际塌孔坑洞尺寸制作钢筋网片以加强其承载力。
3.2 缩孔处理
缩孔主要原因有:泥浆性能欠佳, 失水量大;孔壁土层吸水膨胀, 形成蜂窝、疏松状泥皮;邻桩施工间距不当, 土层中应力尚未解除, 新孔孔壁软土流变。高沁高速丹河大桥3-4#桩基钻孔发生缩孔, 原因是孔壁土层吸水膨胀。取优质泥浆, 控制泥浆比重和黏度, 降低失水量, 将钻头提高至偏孔处进行反复扫孔, 直到钻孔正直, 尽快灌注混凝土。当缩孔严重时, 应将钻孔钻过缩孔的软地层后, 加满泥浆静置4h~5h, 待地下应力释放完后, 再继续钻到设计孔深, 孔径扩大到设计要求。
3.3 埋钻和卡钻处理
埋钻和卡钻是旋挖钻机最易发生的施工事故, 因此, 施工过程中应采取积极主动的措施加以预防。埋钻主要发生在一次进尺太多、过快;卡钻则主要发生在钻头底盖合拢不好, 钻进过程中自动打开或在含大量孤石地层钻进时, 孤石掉落卡钻等。埋钻或卡钻发生后, 可采取直接起吊法和钻斗周围疏通法, 直接起吊法就是采用吊车直接向上起吊即可;钻斗周围疏通法就是用水下切割或反循环等方法, 清理钻筒周围沉渣, 然后起吊即可。
3.4 钢筋笼上浮的处理
当混凝土上升到接近钢筋笼下端时, 应放慢浇筑速度, 减少混凝土面上升的动能作用, 以免钢筋笼被顶托而上升。当钢筋笼被埋入混凝土中有一定深度时, 再提升导管, 减少导管埋入深度, 使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度浇筑, 在通常情况下, 可防止钢筋笼上浮。此外, 浇注混凝土前, 应将钢筋笼固定在孔位护筒上, 也可防止上浮。
4 结语