旋挖钻机在岩质较硬石灰岩地层钻孔桩施工工法

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1、旋挖钻机在岩质较硬石灰岩地层钻孔桩施工工法　　摘要：随我国近年来工业水平发展，旋挖钻机功率和扭矩也在增大，从而能够满足进行岩石钻进的需要，本文重点介绍，大功率旋挖钻在石灰岩地质条件下钻进成孔的施工方法。从而减少冲击钻及人工钻孔桩爆破的噪声、泥浆等对施工现场环境的影响，增加施工科技含量。关键词：旋挖钻石灰岩中图分类号：F470.1文献标识码：A1前言旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，近年在中国的桥梁施工中，已经成为桩基施工的主力军，旋挖钻机配合不同钻具，适应于干式(短螺旋)、湿式(

2、回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业，具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活，施工效率高及多功能等特点。旋挖钻机的额定功率一般为125～450kW，动力输出扭矩为120～400kN•m，最大成孔直径可达1.5～4m，最大成孔深度为60～90m，可以满足各类大型基础施工的要求。17在地质坚硬地区桥梁施工中，常用桩基施工方法为人工挖孔桩法和冲击钻法。人工挖孔法由于桩基施工周期较长，技术落后，而且由于需要进行爆破作业，危险隐患较大，逐渐被淘汰；采用冲击钻进行施工也存在一定问题，主要体

3、现为在地质较硬的岩层冲击钻成孔速度极慢，甚至出现全天不进尺现象，如果地质溶岩较发育，经常出现卡钻情况，一但出现卡钻情况，一根钻孔桩的施工经常需要1-3个月的时间，甚至更长。采用旋挖钻机进行桩基施工，不仅施工速度大幅提高，施工成本大幅降低，在施工质量方面也体现出明显的优越性，如哈大高铁沈阳段，中铁九局桩基施工95%以上的工程量是由旋挖钻完成的，在因动迁原因严重制约开工时间的情况下，桥梁主体施工工期提前一年完成。旋挖钻机与桩基工程及施工工艺结合的非常密切，由于旋挖钻机的大量应用只是在近几年，我国当前尚

4、未有较完善的旋挖钻机施工规范，尤其对地质坚硬的岩层钻孔桩施工，没有开展较系统的工法研究。本文以由中铁九局集团大连建设有限公司承建的大连市甘南路、棋南线BT工程子项目甘南路立交桥及延伸工程为依托，重点介绍旋挖钻机在岩质较硬的中风化、微风化石灰岩（强度在30-50MPa之间）地层钻孔桩施工工法，为同类地层的旋挖钻机钻孔桩施工提供参考。2工法特点2.1成孔速度快17旋挖钻机岩石取芯钻头的钻齿布置及钻齿结构是结合岩石破碎理论进行设计而成的，可直接对岩层进行钻进入岩，故成孔速度快，施工效率大为提高。2.2质

5、量控制优势突出旋挖钻机一般配备2m左右的孔口护筒(如孔口回填土较厚可加长)，而且钻机本身可埋设护筒，这样可尽量避免由孔口回填土对钻孔桩的影响；旋挖钻机采用较成熟的水下导管灌注混凝土的灌桩工艺，可避免孔口掉泥、灌注过程中产生的沉渣带来的不利影响；旋挖钻机是集现代先进的科学技术于一体的桩基施工机械，在成孔施工过程中，垂直度、孔底岩层检验、桩长控制等方面的精确度高，同时由于孔底沉渣少，易于清孔，故桩基施工质量得到了充分的保证。2.3适应地层能力强旋挖钻机配备不同钻头，即可用于沙层、土层、卵砾石、岩层等不

6、同地质，不受地域限制。2.4移动方便、机动性强旋挖钻机底盘采用履带式挖掘机底盘，可自行行走。此外，旋挖钻机能独立作业，机动性强，适应复杂地形，钻机的安装、拆卸无需辅助设施来完成，占用空间小，能靠墙操作。2.5施工现场环保、干净旋挖钻机在岩石地层可以采用无泥浆条件下作业，不仅减少了水资源的浪费，还避免了泥浆都周边环境的污染。因而，旋挖钻机施工现场整洁，对环境造成的污染小。173适用范围本工法主要适用于岩质较硬的中风化、弱风化岩石地层旋挖钻机钻孔桩施工。4工艺原理4.1设计原理根据旋挖钻机成孔工作原理

7、，结合岩石的力学特性及旋挖钻机破碎岩石基础理论，对岩质较硬的中风化石灰岩地层钻孔桩进行试桩，统计旋挖钻机采用不同成孔工艺的相关技术参数及经济指标，通过系统的技术经济比对、分析，最终确定旋挖钻机在岩质较硬的中风化石灰岩钻孔桩施工工法。4.2旋挖钻机在岩层成孔工艺原理通过旋挖钻机配备不同型号的钻头对岩质较硬的地层进行分级扩孔，为旋挖钻机钻头构造孔底自由面，提高旋挖钻机入岩能力，最终实现旋挖钻机高效入岩，同时节约工程施工成本。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程管桩施工工艺详见施工工艺流程图5.1。图

8、5.1施工工艺流程图5.2施工操作要点1.桩位控制17为确保桩位质量，采取精密测量方法，即用全站仪定位，护筒埋设完，再次进行复测，并采用焊制的坐标架校正护筒中心同桩位中心保持一致。2.桩斜控制埋设护筒采用护筒内径上下两端十字交叉法定心，通过两中心点，能确保护筒垂直。钻进中及时测定孔斜，保证孔斜率小于1%。发现孔斜过大，立即采取纠斜措施。3.桩径控制根据地层情况合理选择钻头直径，对桩径控制有重要作用，孔径可比钻头直径大10～20cm。4.桩长控制施工中对护筒口高程与各项设计高程要正确