旋挖钻机施工工艺

1、、编制依据1、公路桥涵施工技术规范（JTJ042000）2、公路工程质量检验评定标准（ JTJ07198）3、公路工程施工安全技术规程（ JTJ07695）4、武汉天河机场第二公路通道两阶段施工图设计二、工程概况：1 、工程概况本合同段属东西湖区、府河、黄陂区辖区范围内，路线起于武汉东西湖区金银大道北侧的 工薪小区附近，起点桩号K2+771终点桩号左幅K5+381右幅K5+366本合同段经堤角村、 跨东西湖大堤、府河河道、西湖垸大堤，接汤仁海湖大桥起点，总里程 2.610公里（以左幅贯 通计）。主要工程为府河特大桥本桥梁钻孔桩共计420根，桩长为40mi-75m均按摩擦桩设计，其中 1.8m桩

2、280根， 2.0m桩140根。主桥28#34#墩部分跨越东西湖大堤及府河河道，共有钻孔桩108根，均 为 1.8m桩，最长桩长为75米；28# 29#墩处于鱼塘中，可填土筑岛形成陆地后施工，主桥 30#34#墩跨越府河，需搭设钻孔平台进行水上作业。2、地质情况项目区域（府河特大桥）主体于第四系冲湖积平原地貌区，地形起伏不大，较为平缓，地 势开阔，高差在10m以内；起点桥台位于城区，终点桥台位于第四系冲湖积平原地带，植被发 育，相对高差0-8m,大桥跨越湖泊、鱼塘及农田。1 、第四系覆盖层按其成因类型可分为人工土（ Qm）及冲、湖积（dal+1）：（1）人工土类（ Qhme）素填土（ Qm）层

3、厚0.5-3m，黄褐色，主要由粘性土组成，含少量植物根系及碎砖块，桥 址区均有分布。冲、湖积（dal+1/QPal）-1粘土、粉质粘土（d*1）:褐黄色、褐红色，含铁锰质结核及灰白色高岭土团块，桥 址区均有分布。-2淤泥质粘土（GT:层厚2.0-4.3m，灰色，夹少量壳壳及腐质物，桥址区零星分布。-3沙层（GPal）：主要为粉砂、中砂、细沙。层厚2.1-21m,褐黄色，灰色，主要成分为 石英。长石及云母。桥址区大部有分布。-4圆砾、角砾（CT）:浅黄色、浅红色，含粘土，细沙。桥址区零星分布。 -5卵石（CT）:杂色，含量为65%,粒径为2-5cm粗砂及粘土填充。桥址区零星分布。2、基岩 -1全

4、风化砂质泥岩（K1-2）:层厚6.0m,灰绿色，泥状结构，岩石风化成散体状，桥址 区中部有分布。-2强风化砂岩（K1-2）:层厚2.0-22.5，褐红色，灰红色，细粒结构-粗粒结构，岩石 破碎，多呈碎块状，桥址区均有分布。-3中风化砂岩、泥岩（K1-2）:揭露层厚3.5-8.0m，灰色，细粒结构，岩石较破碎，呈 块状，局部为短柱状，属软质岩石，桥址区均有分布。局部为砾岩，页岩。三、钻孔前的准备工作。（一）、填土筑岛1 、填土筑岛时将塘内淤泥清除，抛填粘土回填，筑岛形成施工场地，安装钻机。（二）、埋置或插打钢护筒钢护筒制作要求不易变形、不漏水、装卸方便。钢护筒内径比桩径大0.20.4m。旱地、筑

5、岛处钢护筒采用挖坑埋设法，钢护筒底部和四周分层夯填密实的粘土。（三）、制备泥浆开挖泥浆池，选用优质粘土造浆，储浆池、沉淀池和沉碴筒的大小要满足施工的需要。泥 浆循环通过孔口排入泥浆池内，污泥及沉渣及时用泥浆车运往指定排污处，以免污染环境。 泥 浆池里的钻碴和多余的泥浆，应及时运至指定地点，不得乱堆乱弃。表 1泥浆性能控制指标表钻 孔 方 法地层 情况泥浆性能指标相对 密度粘度（s）含砂率（）胶体 率（%）失水率(ml/30min)泥皮厚静切 力（Pa）酸碱 度PH正 循 环一般 地层1.05 1.201622 96 25 21 2.5810易坍 地层1.20 1.451928 96 15 23

6、5810反 循 环一般 地层1.02 1.061620 96 20 31 2.5810易坍 地层1.06 1.101828 96 20 31 2.5810卵石土1.10 1.152035 95 20 31 2.5810（四）、桩位测量测量桥位，放出桩位中心，准确测量各桩位的中心和护筒顶高程，并在护筒上做好标记 陆上施工时要在平整好的场地上做出桩位标记，用长木桩或砼桩定位。（五）钻具和钻机就位1钻具选择根据墩位处地质条件和施工要求，钻机要有大通径反循环钻具系统，循环排水量大，携带 钻渣能力强，钻进效率高，能有效地提高钻孔桩的施工进度与成孔质量，因此选用旋挖钻 SR250R2、泥浆循环系统采用3P

7、N泥浆泵进行泥浆循环和净化。3、其他辅助设备采用25t汽车吊机1、装载机1台，混凝土辆6台用于钻孔、下放钢筋笼及混凝土浇筑。四、钻孔灌注桩施工方法及施工工艺流程1、旋挖钻孔桩施工原理：主要是其成孔工艺与其它桩基不同，旋挖钻机的钻进工艺：旋挖钻机采用静态泥浆护壁 钻斗取土的工艺（当然也有干土直接取土工艺，视工地现场地层条件而定），是一种无冲洗介 质循环的钻进方法，但钻进时为保护孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆（稳定液）。旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻头自重切 入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以 使斗齿切入土层，此时

8、可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完成钻孔取土。钻 斗内装满土后，由起重机快速提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内 的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。旋挖钻机行走机动、灵活，终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。钢筋笼加工制作、吊放，后压浆工艺同其它桩基施工。2、钻孔桩施工工艺流程钻孔桩施工工艺流程图五、钻孔桩施工方法（一）场地整平、基础处理钻机进场后，根据墩位处的地基情况进行钻机施工场地平整。钻孔平台还应能满足承载混 凝土运输车辆的能力。避免钻机施钻过程中发生不均匀沉降和水平位移，而导致桩孔倾斜和偏 移。（二）桩位测放根

9、据现有测量控制网进行桩基中心点测放， 钻机就位前对每个桩位进行放样，放样完成后 在每个桩位处对角设置护桩，以保证桩基开挖后，可以依据护桩找到桩位中心，并将桩位中心 引至护筒内壁上，确保钻进过程中桩位对中。 每个桩位应在不同控制点复核两次，确保桩基中 心点的准确。（三）埋设护筒1钢护筒采用S =10mm钢板制作，其内径大于设计桩径 0.2m。测放桩位时要注意对 位准确。2、为避免护筒在起吊运输过程中变形，需在适当位置用钢管焊成十字形内支撑，待 吊装竖直后切除。3、 护筒的埋深，以能有效地保证护筒在整个钻孔桩施工中的稳定为标准， 埋深23m 为宜，尽可能将护筒埋置在较坚硬密实的粘土层中至少 0.5

10、m;护筒顶高于水位1.52m, 高出地面 0.3m。4、 钢护筒埋置时要求竖直，且定位准确，其顶面位置偏差不大于5cm倾斜度不大于 1%。（四）钻机移位定位 旋挖钻机自行履带移位，在旋挖钻机行进到桩位处时，将钻杆调整竖直就位并锁定，调好钻杆的垂直度， 为确保钻头轴线与桩位中轴线重合， 采取用全站仪进行对中观测和竖 直度校正。（五）护壁泥浆的拌制1、护壁泥浆要用优质泥浆，保持桩孔不坍、不缩，尤其对较厚的填土及淤泥质土采用优 质泥浆。2、在钻进时，由于旋挖钻机为静态泥浆无循环钻进，且成孔速度快，护壁泥皮薄，据地 质勘查资料知本场区存在较厚的软塑性粘土层和粉砂地层，易造成缩孔和塌孔的事故，因而钻 进

11、时对泥浆性能要求较高。为了满足施工要求，在制作泥浆时，应注意以下几点：（1）膨润土必须充分水化搅拌，保证浆体均匀一致。造浆后应静置24小时之后方可使用， 保证膨润土的充分水化，泥浆各项指标符合要求。（2）泥浆絮凝或沉淀过多时，泥浆必须用空压机送风反复搅动，符合要求后才可送入孔内 使用，否则势必会造成孔内沉渣过多或其它孔内事故。（3）为了保证安全连续正常施工确保成孔速度、成孔质量及灌注成桩质量，开孔前泥浆总 量应达到设计方量的1.5倍左右方可开钻，钻进时及时足量补充孔内泥浆，防止孔内泥浆落差 太大（即泥浆液面深度低于护筒进浆口 30cm以下）而造成孔壁坍塌。尤其不允许浆面落到护 筒底以下。钻机因

12、故停钻时（如机械故障、修理钻具等），及时向孔内补充泥浆，保持泥浆高 度，以保证孔内安全。（4）施工中做好现场泥浆配置、排污、更换工作，设专人进行泥浆管理，保持泥浆比重在 1.051.20之间。随时跟踪、检查循环池内泥浆比重、粘度，确保钻进需要。泥浆指标如表：（六）钻孔比重粘度（S）含砂量（%1.05 1.201622 nD （H1+H） + ndh144式中：v首斗混凝土方量（m）；d 桩孔直径（m；H1 桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；H2初次导管埋深m取1.0m；d 导管内径mH 灌注混凝土时孔深度 m；hl 桩孔内混凝土达到埋置深度H2时导管内部混凝土柱平衡导管外；3、砼的运输、提

13、升和导管的升降 砼的运输：砼的运输时间和距离应尽量缩短，以迅速不间断为原则，防止在运输中产 生离析，用砼搅拌车和砼输送泵或泵车输送。 砼的提升：在需要的时候用汽车吊机提升。 导管的提升：导管的吊挂和升降，用倒链和汽车吊机，需保证导管升降高度准确。起 重能力应与导管全部砼时的重力相适应。 隔水栓（球栓）、阀门：首批砼灌注数量较大，需在漏斗下口设置栓、阀，以储存砼拌和物，待漏斗和储料斗内储量够了，才开启栓、阀使首批砼在很短时间内一次降落到导管底。 球栓：球栓球面要光滑。采用剪球法时球的直径宜比导管内径小2cmi-2.5cm；采用拔 球法，球的直径可大于导管直径1cm-1.5cm拔球方法是灌注砼前将

14、球置于漏斗颈口处，球下 设一层塑料布或若干层水泥袋纸垫层，用细钢丝绳引出。当达到砼初存量后，迅速将球向上拔 出，砼压着塑料布垫层里与水隔绝的状态，排走导管内的水而至孔底。 阀门：在漏斗下孔口以下两节导管间安设阀门。在漏斗颈口用一层塑料布覆盖好，关 闭阀门后向漏斗上料，使注入的砼盛到阀门以上，当有足够数量的砼打开阀门，砼迅速下落到 孔底，阀门设备可厂家制作。（三）、混凝土的供应混凝土由商品混凝土拌和站集中生产供应，商混站占地面积5000用，站内设置2X 120m/h 保证混凝土供应能力满足施工要求，砼拌合站用混凝土运输车运送到施工地点。配备1台60h 砼泵车和 5-8 台混凝土罐车运输，以保证灌

15、注的连续性；灌注时检查其均匀性和塌落度等， 塌落度控制在1822cm如不符合要求，不得使用。（四）、混凝土的灌注混凝土通过输送泵输送到作业地点后，用吊机配合灌注。为了保证混凝土灌注顺利进行， 施工中作好下列工作：1、灌注水下混凝土前，复测孔底沉淀物厚度，如不能满足要求，则要利用导管按反循环 法进行二次清孔。2、砍球前准备足够的混凝土储备量，保证砍球后导管的埋置深度大于1m以上。3、砍球前，导管距孔底的高度适当，一般取2040cm4、灌注过程中，注意观察导管内混凝土面下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝 土面高度。5、导管埋置深度适当，保证埋置深度不大于6m，且不小于2m导管提升缓慢，不挂钢

16、 筋笼。6、混凝土灌注到达钢筋笼底部以下约1m时，适当放慢灌注速度，减小混凝土的冲击力， 防止钢筋笼上浮。当混凝土上升到钢筋笼底部以上4m左右时，提升导管，使其底口高于钢筋 笼底部2m以上，可恢复正常灌注速度。7、在灌注过程中，要防止混凝土从漏斗内溢出或从漏斗外掉入孔底，使测量不准确，并 注意观察管内混凝土下降和孔内返浆情况， 及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升 和拆除，保持导管的合理埋深。测量孔内混凝土面的次数不少于导管节数， 并每次起升导管前， 测量一次孔内混凝土面高度，特殊情况下增加测量次数，正确分析和判断孔内情况，并作好记 录。8、导管提升时，保持导管垂直和导管居中，逐步提升

17、，避免导管与钢筋笼相挂。拆除导 管时，动作要快，拆下的导管及时冲洗干净，并堆放整齐。灌注过程中，混凝土缓缓灌入导管， 防止堵管和影响混凝土质量。灌注结束拔最后一节导管时，速度要慢，防止沉碴挤入形成夹心。9、灌注作业连续进行，不随意中途停顿，保证整桩在混凝土初凝期内灌注完成。10、发现问题，及时分析原因，果断采取措施，避免发生断桩事故。11、实际灌注的桩顶标高比设计标高高出0.51.0m,此部分混凝土在承台施工前凿除， 但凿除时须防止损毁桩身。钻孔桩质量控制标准见下表：钻孔灌注桩实测项目项次检查项目规疋值或允许偏差值1混凝土强度(Mpa在合格标准内2桩位(mm)群桩100排架桩503倾余P度1%

18、4沉淀厚度(mm)摩擦桩 支承桩符合设计要求及施工规范5钢筋骨架标咼(mm) 50七、钻孔及水下混凝土灌注过程中异常事故及处理办法1坍孔原因分析：护筒埋置过浅，周围封填不密漏水；操作不当，如提升钻头或掏渣筒倾倒, 或放钢筋骨架时碰撞孔壁；泥浆稠度小，起不到护壁作用；泥浆水位高度不够，对孔壁压力 小；向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；在松软砂层中钻进，进尺太快。预防及处理措施：坍孔部位不深时，可改用深埋护筒，将护筒周围回填土，夯实，重新钻 孔；轻度坍孔，可加大泥浆相对密度和提高水位；严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后 采用低速钻进；汛期水位变化过大时，应采取升高护筒，增加水头或用虹吸管等措

19、施保证水头相对稳定； 提升钻头，下放钢筋管架应保持垂直，尽量不要碰撞孔壁；在松软砂层钻进时，应控制进尺速度，并用较好泥浆护壁。2、钻孔偏斜原因分析：桩架不稳、钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；土层软硬不匀，致使 钻头受力不均；钻孔中遇有较大孤石、探头石；扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；钻杆 弯曲，接头不正。预防及处理措施：检查、纠正桩架，使之垂直安置稳固，并对导架进行水平与垂直校正和 对钻孔设备加以检修；偏斜过大时，填入土石(砂或砾石)重新钻进，控制钻速；如有探头石，宜用用冲孔机低速将石打碎，倾斜基岩时，可用混凝土填平，待其凝固后再3、扩孔及缩孔原因分析：扩孔是因孔壁坍塌或钻机摆过大所致；缩孔

20、原因是钻锥磨损过甚，焊补不 及时或因地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。预防及处理措施：注意采取防止坍孔和防止钻锥摆过大的措施；注意及时焊补钻锥，并在 软塑地层采用失水率小的优质泥浆护壁； 已发生缩孔时，宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大 孔径。4、沉碴厚度超标原因分析：清孔泥浆含砂率大、胶体率太小、比重过大。预防及处理措施：控制清孔后泥浆比重小于 1.20 ，保证泥浆的粘度、含沙量、胶体率等满 足规范要求，并进行二次清孔，直到满足设计要求。5、水下混凝土灌注时导管进水 原因分析：首批混凝土储量不足，或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导 管底口以致泥水从底口进入。预防及处理措施：将

21、导管和钢筋笼提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓 斗清除，重新灌注。6、导管卡管原因分析：初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因如坍落度过小、流动性差、粗 骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接缝处漏水、大雨中运混凝土未加遮盖使混凝土中的 水泥浆被冲走，粗骨料集中造成堵塞；机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间 过长，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混凝土的下落阻力，混 凝土堵在管内。预防及处理措施：准备备用机械、掺入缓凝剂，做好配合比，改善混凝土的性能。拔管、 吸渣重灌。7、钢筋笼上浮原因分析：导管埋深控制不好。固定钢筋笼的撑杆刚度不够。预防及处

22、理措施：控制导管底口的位置及埋深，在混凝土接近钢筋笼底口时，加大导管埋 深，并减缓灌注过程；加强撑杆，增加钢管支撑。八、安全施工1、在进行钻孔桩施工时，对钢护筒进行定期检测，并加强防护，确保其安全稳定，对已 完成插打的钢护筒（包括已经完成混凝土浇灌的）作好孔口的覆盖，防止人员掉入。2、钻孔桩工作时加强起重作业安全管理：在吊运、安装、移位物体时，要有专人指挥， 统一信号，并要设置警戒，严禁非工作人员进入施工现场。吊装前必须严格检查所用的起重机 械、吊装工具、绳索是否正常完好。严禁超负荷吊运，对超高、超宽物体的吊装，要制订具体 的安全技术措施。在物体吊运未固定前，不得离开工作岗位，不准在索具受力或

23、被吊物悬空的 情况下中断工作。3、所有通道口设置安全警示牌，并注明有关的安全注意事项。4、用电安全：在施工现场专用的中性点直接接地的电力线路必须采用TN-S接零保护系统, 接地电阻不大于 4欧姆，电气设备的金属外壳必须与专用保护零线相连接。变配电室要符合“四 防一通”要求,建立相应的管理制度,配置好必要的安全防护用品。电器设备及输电线路安装 完毕后,必须经技术部门验收合格后方可运行。夜间施工必须有电工值班,节假日或工作完毕 后要切断电源。电工作业时应穿戴好个人防护用品,并严格执行电气安全操作规程,做到持证 上岗。电工作业必须严格贯彻“装得正确,用得安全,修得及时,拆得彻底”的十六字方针。 夜间电工值班必须两人同时上岗。在用电区设醒目的“当心触电”等标志。九、施工工艺总结本工艺适用于黏性土、砂类土及碎石类土钻孔桩施工,采用旋挖钻施工,采用旋挖钻特点 是自动化程度高、劳动强度低、成孔速度快、质量高、环境污染小。该钻机为全液压驱动,电 脑控制,能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度,最大限度地保证钻孔质 量,履带底盘承载,接地压力小,适合于各种工况,在施工场地内行走移位方便, 机机动灵活, 对桩孔的定位非常准确、方便。旋挖钻机的地层适应能力强旋挖钻机