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浅谈旋挖机钻孔灌注桩的施工工艺及在不同地质条件下的钻进方法

1.3.2安徽阜周高速公路，地质条件：地下水丰富，自地表以下依次为黏土、砂层、黏土。

1.3.3合武铁路，地质条件：山坡地段，地下水较少，自地表以下依次为黏土、强风化泥岩、微风化泥岩（σ最大值达640kpa）。

2．地下水丰富条件下施工工艺及方法

大多数情况下，钻孔灌注桩都是在地下水比较丰富的地质条件下施工，因为地下水形成对桩孔恻壁的压力外环路与XXX国道交接立交通信管道管道施工组织设计方案，必须保持桩孔内外压力平衡，只能孔内压力大于等于孔外压力，否则极易导致塌孔事故发生。因此对于地下水丰富的地质条件，通常采用泥浆护壁法施工工艺。

2.1泥浆护壁法工艺流程框图：

2.2泥浆护壁法施工工艺

清除杂物，换除软土，并夯填密实。施工前查明地下管线的位置，如与桩位发生矛盾，与相关部门协商解决。河塘地段平整场地时先清除淤泥，再换填以免护筒陷落。

场地平整后，根据设计施工图所给桩位坐标，准确定出桩孔中心位置，经测量监理工程师现场复测无误后，加设十字护桩，以便钻孔过程中核对桩位。

根据桩孔中心位置，将钻机就位，调整钻机处于水平状态，钻杆处于垂直位置，保证钻头中心对准桩位中心。

注:(1)地下水位高或其流速大时,指标取高限,反之取低限;

(2)地质状态较好,孔径或孔深较小的取低限,反之取高限。

钻孔附近设置制临时浆池、蓄浆池、沉淀池，临时浆池在清孔时与桩孔内泥浆连通，形成循环系统，用于清孔排出孔内沉渣；沉淀池与蓄浆池通过沟槽连通，用于钻孔过程中排出孔外的含有钻渣的泥浆循环净化，沉淀后重复使用。钻孔时通过泥浆泵将泥浆从蓄浆池抽出注入桩孔，保持孔内压力，以防塌孔；灌注砼时再将桩孔内排出的泥浆从临时浆池抽到沉淀池。开钻前，根据桩长计算出所需泥浆用量，准备足够数量的泥浆，保证钻孔工作的顺利进行。

护筒埋好后,经过检桩确认误差在允许范围内,将泥浆输进桩孔中，开始钻进出渣。

钻进过程中要经常注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处应查看钻渣，判断土层地质情况，记入钻孔记录表，并与地质柱状图核对，同时根据钻进难易程度选择适合的钻头型号或更换斗齿。操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制，随时填写钻孔施工记录，交接班时应详细交代本班组钻进情况及下一班组需要注意的事项。

钻孔过程中要保持孔内1.5m～2m的水头高度，钻孔作业应分班连续进行，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，泥浆如有损耗、漏失，及时补充。遇土层变化，可适当调整泥浆指标，特别是穿越沙层地质时，必需控制好泥浆比重和黏度，以防塌孔发生。

钻进过程中经常观察钻机上的水平仪是否水平，如有倾斜或位移，及时调整。钻孔达到设计标高后，对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、垂直度等几何尺寸进行全面检查，确定满足设计要求后，进行下道工序。

2.2.3钢筋骨架的制作与起吊就位

群桩：100；单排桩：50

相对密度：1.03～1.10；粘度:17～20Pa.S；含砂率:<2%；

在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。

灌注水下砼采用导管法。导管用25～30cm的钢管制作。导管使用前做水密、承压和接头抗拉等试验，保证导管不漏水。导管内壁做到光滑、顺直、和无局部凹凸，各节导管内径大小一致偏差不大于±2mm。导管顶部应设漏斗、储料斗。储料斗储放灌注首批混凝土必须的储量，保证导管的埋深不小于1m。

3.无水或地下水极少情况下的施工工艺

3.1干旱地区或者山区地势高的地质条件下，可以直接采用干挖桩，无需泥浆护壁。

3.2对于稍有地下水，没有砂层，地质较好，多数为黄黏土和泥岩地质，可以不制备泥浆直接灌注请水。

4.不同地质条件下钻进方法及钻头的选择

4.1针对黄泥沙层（半泥半砂）的地层

这是最简单而且最易钻进的地层，钻头通常选用双底筒钻，对操作手来说非常简单，只要泥浆质量能保证不塌孔，每小时轻轻松松钻进10米以上，这里不做详论。

4.2针对砂层和软泥层的钻进方法

这种地层正是考验手法技能的高低了，钻头可根据砂层厚度来选择单底或双底筒钻。这样地层下钻加压不要过重，只要自动进钻最好不要再加压了，以防钻深过大导致埋钻，钻满后匀速上提。宜选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆，使孔壁形成坚实泥皮，同时要根据实际地质情况决定护筒的埋设深度。控制进尺速度，不要过快，防止泥浆冲刷孔壁，造成扩孔、塌孔，下放钻头时也不要过快。

4.3对纯黄粘土和泥岩层的钻进方法。纯黄粘土这种地层的的优点是直接可清水成孔，不易塌方，但对操作手来讲并不轻松，容易造成孔内打滑不进尺，磨蹭一两个小时都有可能不进尺，一般常采取的这几种方法来解决：

4.3.1是选择单底钻客运专线施工组织设计45页，增大切削刃角，防止黏泥糊钻。

4.3.2是向孔内填一些拳头大小的石头或者是沙子来增加摩阻力；

4.3.3是调整桅杆倾斜角度，给钻杆增加摩阻力，当钻头一进尺后要立即将桅杆调整垂直，继续钻进后上提卸土；

4.3.4是钻头斗齿更换或稍微加长斗齿二三公分试钻，若还是不进钻的话，可将钻头斗齿座的角度增大至六十度左右即可；

针对硬岩层和风化岩的钻进方法。由于该地层硬度高，强度大，可用岩层筒钻和岩层螺旋钻头交替使用，将其搅碎后，再用单底钻或者是双底钻即可。

钻孔灌注桩的施工质量是一项复杂的系统工程,成桩的好坏直接关系到上层结构的安全和上层结构施工完成后建筑物的沉降。由于桩基础的施工属特殊工序,稍有疏忽极易造成质量事故,所以,施工中应坚持预防为主的原则,加强施工过程中的各环节的管理,按照设计与施工技术规范的要求,及时解决施工过程中出现的各种问题。

 旋挖钻与传统的潜水钻机相比,由于旋挖钻机的圆柱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， 分析地质水文资料,根据地质层理,及时调整泥浆比重和钻进速度,尤其是对不良地层,要有预控措施。

 因此在灌注桩的施工中工程技术人员应结合工程的实际情况选取合理的施工工艺和钻进方法进行施工,采取一整套系统的管理体制进行控制,才能确保灌注桩的质量大型塔式起重机混凝土基础工程技术规程JGJ_T 301-2013.pdf，才能充分发挥旋挖钻机在桩机施工的优势和实现经济效益最大化。