分析全护筒旋挖法在桩基工程中的应用实例

时间：2014-09-25 22:10:02 阅读量：0次 所属分类：科技论文

摘要：桩基工程在公路桥梁施工中属于常见的项目，针对桩基工程的施工方法目前种类繁多各有特色，国内多采用的有机械回旋成孔法、机械钻孔成孔法、人工挖孔成孔法，而全互筒旋挖法较为少见，这里主要是通过工程实例对全互筒旋挖法进行阐述，为以后砂砾层地质条

　　摘要：桩基工程在公路桥梁施工中属于常见的项目，针对桩基工程的施工方法目前种类繁多各有特色，国内多采用的有机械回旋成孔法、机械钻孔成孔法、人工挖孔成孔法，而全互筒旋挖法较为少见，这里主要是通过工程实例对全互筒旋挖法进行阐述，为以后砂砾层地质条件的桩基施工提供宝贵经验。

　　关键词：全护筒;旋挖法;桩基

　　1 引言

　　桩基工程在公路桥梁施工中较为常见，针对桩基工程的施工方法目前种类繁多各有特色，国内多采用的有机械回旋成孔法、机械钻孔成孔法、人工挖孔成孔法，但对于全护筒旋挖成孔法目前在国内应用还不是很广泛，由于工期紧迫，原有的施工方法无法满足进度要求，为保质保量完成既定任务，项目部引进了先进的旋挖钻机组织施工，在保证质量的前提下不但顺利完成桩基的施工，并将工期提前了近1/3，得到了业主的一致好评。

　　2 工程概况

　　Kobuleti绕城公路项目位于美丽的黑海之滨格鲁吉亚境内，项目全长15.4km，全线共有桥梁14座，桩基1032根，桩径1.2m，桩长20.7m-31.2m，总计28218.9延米，B30混凝土灌注量32721.2m3。工程全段地质情况复杂，同一座桥下地质情况变化较大，经过钻孔施工得知，土层依次为淤泥质粘土、粉质粘土、粉细砂、中砂砾石、大砂砾石，其中砾石层分布在9-37m，分布极其不均。项目在初期时考虑采用回旋转和冲击钻进行桩基施工，但由于沿海特殊的地质条件，2种设备在使用时均显力不从心，经项目部调研后立即租赁当地的2台旋挖钻机进行施工。

　　3 旋挖钻机施工工艺

　　3.1施工准备

　　旋挖钻机回转半径大、钻杆高、自重大，在进行施工前要合理布置施工场地，清理影响施工的障碍物(如架空电线等)，地势较低处要进行回填，软土地基需要进行地基处理，保证场地达到“三通一平”的要求。妥善保护好引入施工场地水平高程的控制点，并在施工中经常复测，以确保其准确性。根据设计图纸安排钻孔的先后顺序并与测量人员进行交底，各工序核查无误后，到现场进行放线定桩，并做好桩位的轴线标记。

　　3.2钻机就位及护筒埋设

　　旋挖钻为履带式自行行走设备，其自身带有护筒驱动器，可自行埋设和拔出护筒;护筒长度由2-4m，护筒内径1.11m，外径1.2m。旋挖钻开始埋设第一节护筒时使用螺旋钻头，人工配合钻机将钻头对准桩基中心点，钻机自行将护筒放下，螺旋钻头开始将土翻出，同时护筒驱动器将护筒压入地下。埋设护筒时用水平尺检查垂直度，护筒顶一般高于地面1.2-1.6m，以便护筒驱动器能够将其卡住，第一节护筒埋设完毕，护筒垂直度检查合格后，开始换用筒式钻头进行钻进施工。

　　3.3成孔作业

　　换回筒式钻头后，开始安装第二节护筒，护筒采用铆钉连接，护筒安装完毕后，将钻头下降到孔内预定深度，旋转钻头并加压，将旋起的土挤入钻筒内，待泥土挤满钻筒后，反转钻头，将钻头底部封闭并提出孔外，人工或自动开启钻头底部开关，倒出弃土。钻进过程中，护筒驱动器将护筒压入地下，保持护筒底部与钻进深度1-1.5m的距离，钻至设计标高后，将护筒底部压至设计标高处。钻机施工时配置一台小型挖掘装载机，用于移除钻渣。

　　清孔是保证灌注桩质量的重要环节，通过清孔能确保桩孔的质量、孔底沉渣厚度以及循环液中含渣量等符合桩孔要求。当钻孔达到设计孔深后，应将钻斗留在设计深度处机械旋转数圈，尽量将孔底沉渣装入斗内。起钻后仍需对孔底沉渣进行清理，一般采用直接旋挖清孔。

　　3.4吊装钢筋笼

　　旋挖钻孔桩的显著特点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣少。因此在安装钢筋笼时应采取合理措施，避免安装时间过久，这样可以大大降低沉渣厚度，保证桩基质量。钢筋笼的吊装采用钻机自身钻杆起吊，通过钻杆的前后、左右摆动来调节钢筋笼的垂直度，并保持笼轴线重合，钢筋笼要缓慢落入桩孔就位。

　　3.5灌注混凝土

　　导管由直径300mm的无缝钢管组成，用装有垫圈的法兰盘连接管节，导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。混凝土浇筑前根据孔深配制好相应的导管长度，保证安装时一次性到位。

　　桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续进行，及时测探孔内混凝土面的位置，并及时调整导管埋深;当混凝土顶部高出下埋护筒两节后，暂停灌注施工，钻机采用护筒驱动器将护筒拔出一节，然后继续灌注，如此循环，直至灌注结束;混凝土灌注到接近设计标高时，要计算所需要的混凝土方量，计算混凝土量时应加上护筒自身的体积;为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌80cm ~100cm，以便承台施工前将此段混凝土清除，保证桩基混凝土质量。

　　3.6桩试验

　　本工程在旋挖钻机成孔的208根桩中抽取62根桩进行静载法检测单桩承载力试验，全数进行无破损法检测成桩质量。检测结果：桩的完整性、承载力均满足设计要求。

　　4 施工中的常见问题及控制措施

　　4.1钢筋笼下放后清孔困难

　　全护筒法旋挖钻机施工中要严格控制下放钢筋笼的时间，如果因为其他原因在桩基成孔后不能立即浇筑施工，则不可提前下放钢筋笼;例如PK10+65桥N5台N3桩的施工，当钢筋笼下放两节后，因拌合楼故障不能进行浇筑，桩基成孔后12个小时才开始进行施工，此时测得孔内沉渣约0.8m，最后采用吊车将钢筋笼吊出孔外，钻机再次进行清孔，才保证了桩基的施工顺利进行。

　　4.2钢筋笼容易卡在护筒上，导致拔护筒时钢筋笼上浮

　　该项目桩径1.2m，钻机采用的护筒内径1.11m，钢筋笼带耳筋的最大直径为1.117m，因此在制作钢筋笼时要降低耳筋的高度，确保钢筋笼周围与护筒有充裕的空间，在下放钢筋笼时必须保证焊接后的钢筋笼顺直，护筒驱动器在拔出护筒时应边转动边上拔。

　　5 总结

　　经项目实际施工，对旋挖钻机施工的优点总结如下：

　　(1)旋挖钻机成孔速度快、效率高，可有效保证施工进度。施工时提钻以及安装护筒的时间短，平均钻进速度可达5 ~8m/h;

　　(2)清孔速度快。旋挖钻机清孔即可采用正循环泵进行清水循环，也可直接旋挖清孔，后一种清孔方式速度更快;

　　(3)对施工现场污染小。旋挖钻即可干式钻进作业，亦可采用全护筒式施工，孔内沉渣较少，无需泥浆池、施工现场整洁，噪音低，对施工环境的适应能力强。

　　(4)钻机安装拆卸简单。钻机能自身行走，移位就位都较快，在施工场地能快捷到达指定地点。

　　6 结束语

　　随着目前科技的不断发展，各种桩基施工的新型设备也不断更新，旋挖钻机因其施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适应性强等优势，已经在孔桩施工中占有一席之地，但就本项目而言，主要都是摩擦桩，对于嵌岩桩，尚未有实践，是否还有更大可用空间，还有待于进一步探讨。