旋挖钻孔灌注桩在软土地基中的应用

近几年，我国的建筑市场竞争相当激烈，价低、质优、节能的施工技术颇具市场竞争力，受到施工投资方的青睐，因此企业必须在现有的施工技术上借鉴和引进新技术，提高施工队伍技术水平的素质，在市场竞争中占据优势。旋挖钻机的英文为ＲｏｔａｒｙＤｒｉｌｌｉｎｇＲｉｇ，除配置各种回转斗作业外，也要配置短螺旋和长螺旋钻进，安装套管扩壁钻进，配合摇管装置和冲抓斗等进行会套管施工；配合伸缩式导杆抓斗进行地下连续墙施工，配合潜孔锤进行硬岩破碎施工；更换作业装置后也可进行旋喷施工和正循环施工；也可以配置液压锤、振动锤、柴油锤等进行其他形式桩基出的施工。
旋挖钻机一般适用粘土，粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。旋挖钻机及施工工艺在我国北方地区已经得到了很快普及，在南方地区特别是东南沿海发达地区由于地层较软，桩一般较大较深，旋挖钻机成孔困难，目前仍以正反循环钻机为主。实际上旋挖钻机配合一些其他设备也可以在该地区施工，一种方法是旋挖钻机与套管式钻机联合施工；另一种方法是利用我国已广泛使用的振动桩锤沉拔钢护筒在软土山区成孔施工。
某工程循泵房工程场地地面标商约＋３．６ｍ。钻孔灌注桩作沉井地基基础，共１２０根。工程成桩深度在５７ｍ左右，施工孔径８００ｍｍ。
循环水泵房位于长江大江大堤内约８０ｍ，地质情况属于软土土层，主要表现为粘土、粉土、砂土、淤泥质土、粉砂土等。
项目部选用的是三一重工ＳＲ２２０Ｃ系列旋挖钻机成孔，该钻机在转速与扭矩的自适应控制、立柱垂直度的自动监测、平台回转自动对准、钻孔深度的自动控制等方面采用世界领先进技术，具有过硬的品质。
施工工艺为间隔旋控成孔，现场分节制作钢筋笼，吊置于桩孔口分段电焊接长下笼安装，桩孔口设定位筋控制标高和加固。成孔后进行一次清孔，灌注前进行二次清孔除淤，水下商品混凝土导管法浇灌成桩。

施工技术措施及操作规程

１．钻具选择
旋挖钻进施工钻孔灌注桩选用合适的钻具对减少钻具本身的消耗、节约能源、提高成孔
的速度和质量以及整个施工效率的提高起着至关重要的作用。钻具选用不合适会导致钻具本身消耗增加，浪费设备动力能源，还可能会因成孔度慢而导致孔内事故。
旋挖钻具主要有三大类：一、旋挖钻斗；二、短螺旋钻头：三、岩石筒钻。根据工程的地质情况，此次选用旋挖钻斗。旋挖钻斗主要用来钻进较软的第四纪地层，还用于钻孔清渣。针对地层情况制定不同的斗齿焊接角度。钻斗的筒体及底板均采用强度高、耐磨性能好的合金Ｍｎ板制作。根据钻进不同地层，切削具可设计为耐磨合金钢铲式直斗齿和旋转斗齿、子弹头截齿以及斗齿与截齿混装３种形式。
２．护筒埋设
由于工程土层属于典型的软土层，桩较大且深，场地的地下水主要为潜水，主要含水层为③层粉土、④层粉砂和⑤ｘ细砂，其渗透性良好，地下水位深１ｍ左右，地下水位的变化受长江水位的变化较明显，具有微承压性。根据试成孔的实际情况，为满足工程实际需要护筒选择了特制的１２米的超长护筒，内径９００ｍｍ，壁厚１０ｍｍ。开挖土坑前，护筒工应先用线绳过桩位中心点，作十字交叉外引点复位测量标志设定，然后再撒灰定圆挖坑。所挖上坑半径应在护筒筒径基础上放大１５０ｍｍ，以保证护筒掩土固正需要。土坑开挖时，应尽量保持坑壁顺直和无过大凹凸。遇废弃管线通道用粘性土进行封堵处理，以防日后成孔时漏浆跑浆。护筒底口埋入原土不宜小于５００ｍｍ，护筒埋设前，用十字钢筋环架扣在筒顶，通过原复位测量标志设定的外引点，拉十字交叉点，对环心进行桩位偏差调整，平面偏差在２０ｍｍ以内。护筒定位完毕，周边用粘性土回填和分层夯实，测量筒顶水平面标高，做好相关记录。
３．成孔施工
旋挖机就位基础要平整稳固，确保施工中不倾斜不位移。钻头与护筒中心点（桩位点）的对中，要通过与护筒上设十字钢筋环架中心的重合找正来进行，当钻头与护筒中心点贴近并基本重合时，撤去十字架，落定旋挖机，用水平尺对机座底架进行找平和水平调整，直至钻架垂直地面，天车吊轮、回钻盘和钻头三点中心到同—铅垂线上。旋挖机就位完毕，报施工员或质量员核准，作为控制成孔进尺深度的原始依据。
开孔时，钻进初始，主动钻杆入孔前，操作工应注意控制泵量，吊紧钢丝绳，保持钻杆垂直和匀速慢速钻进，直到主动钻杆全部入孔后，再逐渐加快钻速和加大钻压。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；砂层侧采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。
钻进过程中，回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中，破坏泥浆的配比；每个工作循环严格控制钻进尺度，避免埋钻事故；同时应适当控制回转斗的提升速度。施工实践证明，Ф８００ｍｍ的桩径，升降速度宜保持在０．７５～０．８５ｍ／ｓ，提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌。

zhaozhiyun338800

2006年10月15日 20:08:07

2楼

４．泥浆制备
在钻孔灌注桩的施工过程中，为了防止坍孔，稳定孔内水位及便于挟带钻碴，采用澎润土制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力，以确保孔壁的稳定，所以泥浆的比重则起到保持这种压力差的关键作用。如果钻孔中的泥浆比重过小，泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用；如果泥浆的比重过大，则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难，使成桩质量难以得到保证。要充分发挥泥浆的作用，其指标的选取是非常重要的。根据工程的具体情况，合理地控制不同土层中泥浆的指标，钻进时应正确使用泥浆的性能指标，钻进中应经常注意通过听动静，观现象和凭操作感来发现孔内的异常情况，当出现钻杆跳动，机架摇晃，钻不进尺，漏浆跑浆或孔口地面塌陷时，应及时停钻，查明原因，排除故障或作出处理后再恢复施工。
泥浆的沉渣管理，因为旋挖钻孔不采用正反循环法施工，泥浆是反复使用的。所以一旦泥浆中含有沉渣，那么直到钻孔终了，沉渣还是随着泥浆留在了孔底。所以要建立泥浆沉淀池，适时地把泥浆中的沉渣沉淀一下。另外适时地添加新鲜泥浆，孔内沉渣是验收桩孔的首要事项。
５．清孔
清孔是钻孔灌注桩施工保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求，采用正循环回转钻进技术的清孔方法为：桩孔终孔后，将钻具提高２０－５０ｍ，采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆，并维持正循环３０ｍｉｎ以上，一次清孔终结条件：泛出孔口的泥浆手捻基本无块渣感，实测孔深与实际钻深误差在＋３０㎝以内。
工程桩孔因有较厚的松软易坍土层，清孔后不能立即终孔，而在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成杜质量。二次清孔的终结条件：泥浆密度≤１．２５，粘度２０″２４″，沉渣厚度≤１０ｃｍ。
６．钢筋笼制作安装
旋挖钻机的一个显著优点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣很少。所以只要在钢筋笼制作、安装上采取合理措施，避免安装时钢筋笼刮伤孔壁，就可以大大地降低沉渣厚度，有效防止塌孔的发生。这就要求在钢筋笼制作方面要严格控制，重点是钢筋笼外径和直线度，主筋搭接纵横筋交叉点的焊接质量必须符合设计要求。为此，要检查钢筋笼保护层垫块的设置。在这—工程中，垫块采用圆柱形砂浆垫块，沿钢筋笼每隔２ｍ放置一组，每组设置４个，按９０°均匀安放：既可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。
钢筋笼的吊装应３点起吊，保持笼轴线重合。入孔时，始终需保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，保持稳定，避免碰撞孔壁，一旦遇阻立即查明原因，禁止晃动和强行冲击下放。
７．水下混凝土灌注
水下混凝土浇筑是最后一道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，所以在施工中必须注意以下几点：
１导管必须严密，长度适中，保证底端距孔底３０～５０ｃｍ；
２混凝二亡拌和必须均匀，坍落度控制在１８～２２ｃｍ，首批混凝寸：必须保证封底成功；
３混凝土浇筑必须连续作业，严禁中断浇筑；
４浇筑过程中应有专人记录，以防导管提升过猛或导管埋入过深，造成断桩；
５灌注桩的顶面标高应比设计值高５０～１００ｃｍ，以确保桩顶混凝土的质量。

hao02417576

2007年12月06日 10:29:36

3楼

谢谢拉正是需要的，旋挖桩在国内还是用的不是很多把

dazhengye

2008年01月04日 22:48:39

4楼

这个也可以！
简介
螺旋挤孔灌注桩机是由深圳市大正业工程机械有限公司，集结了国内知名工程机械制造、建筑结构、工程地质、自动控制的有关专家，考查了国内外知名厂家的设备，整合国外PPC控制、电子、机械及液压一体化等先进技术研制成功的新型桩机。其在解决大扭矩、恒矩、同步技术上取得了重大的科技成果。该桩机能克服各种土层：无论对于300KPa以上强风化岩及450KPa以上的卵石层都能轻松自如成孔成桩，同步误差达mm级，输出扭矩平稳。
螺旋挤孔灌注桩机是一台多功能挤孔桩机；可完成园柱桩→半螺丝桩→全螺纹桩
一、研发背景及现状
现代多层或者高层建筑，要求严格的地基处理。桩分类为：挤土桩（含部分挤土桩），非挤土桩。
1、挤土桩（如预制管桩，沉管灌注桩）在施工过程中，受到桩体的挤压作用，挤土效应对周边桩或建筑物产生危害，使部分区域的施工受到限制（尤其在大中城市中）。
预制管桩不能制出一次性的桩体。只能预制长度适当的桩体，根据需要对接，对接的桩对横向的承载力很小，没有解决水平推力。只有竖向承载力，施工中费时费力，成本也高。而且不能克服许多土层，如鹅卵石层，强风化层，橡皮泥层和有一定密实性的沙层。静压桩机太重，下不了基坑，打不好边桩、角桩。锤击桩机噪音大、震动大造成空气污染。
2、非挤土桩（灌注桩）有”二次成桩”和“一次成桩”。工艺较成熟。但仍采用圆柱型桩体，是取土后灌注或泵压砼。竖向承载力小于预制管桩。（旋挖桩，人工挖孔桩及扩大头桩都是较好的端承桩，但也受诸多的条件限制，如：地下水位高，施工速度太慢，施工场地不文明，成本高，危险性大等）。
3、国内外无论是预制或现浇砼摩擦+端承桩，桩端基本放在较好的持力土层，在极限承载力状态下，桩的主荷载仍由桩侧摩阻力承受。尽管砼抗压强度储备极大，却很难发挥，往往以土体摩擦破坏作为桩的承载力极限指标。这一类型桩代表了国内外摩擦+端承桩的几乎全部受力特征
4、日本钢纤维预制全螺纹桩的诞生，改变了这一受力特征，该钢纤维预制全螺纹桩，是利用特殊的设备预先制作出钢纤维的全螺纹桩，其桩身整体是螺纹结构，便于与土层结合，扩大了桩身的承载面，大大地提高了桩身的承载力。但其由于高昂的造价而得不到广泛应用和推广。
二、解决方案¬¬¬¬¬¬¬¬---螺旋挤孔灌注桩机
1、半螺丝桩及其加工装置； (ZL 2003 2 20130095.6)
2、螺旋挤孔桩机的控制装置；（ZL 2005 2 0062607.9）
3、新型半螺丝钻杆结构；（ZL 2005 2 0060015.3）
4、螺旋钻杆改良结构及异形半螺丝桩体；（2005 1 0036248.4）
深圳市大正业工程机械有限公司拥有上述的关键专利技术。螺旋挤孔灌注桩机综合
地解决上述各种桩的缺点，实现了：
1、上部为园柱型结构，下部为螺丝型结构，不完全挤土。园柱型部分与螺丝型
部分占总桩长的比例可任意调节，即从全螺纹桩到全圆柱桩皆可一次性完成的挤压土体管内泵压混凝土桩。
a、作为摩擦桩；桩侧螺纹是由与土体的抗剪强度来确定承载力的。所以：在同地质、同桩长的条件下，比沉管灌注桩、钻孔灌注桩、螺旋取土灌注桩、预制管桩的摩擦力（承载力）大。
b、作为摩擦+端承桩；桩的下半部桩侧螺纹落在较好的持力层中，扩大了桩身的承载面及获得多级端承（向心）力的支持，优于多支盘桩。特别是在钻进强风化岩层、砂层、鹅卵石层，获得的反力是大于预制管桩的。从理论分析和大量的测试结果表明，桩的竖向极限承载力是由桩侧螺纹与土体抗剪强度来确定的，具有非常明显的物理特怔。本技术收桩标准为电流（A）。
2、环保：不取土、无震动、无噪音。可24小时工作，是旧城改造的最好选择。
3、节能：⑴.省电：工作时用电小于90千瓦/小时。
　　　 ⑵.克服任何土层：如鹅卵石层，强风化层，橡皮泥层和有一定密实性的沙层。使桩的下部进入土体的最佳持力层，得到的反力大了。实现了使用普通混凝土从而提高了承载力，降低了工程造价，满足工程要求的目地
4、自控螺旋挤孔一次挤压土体管内泵压混凝土成桩；不缩径、不夹泥、不塌孔、成桩变型率小。
5、施工效率高：直径400mm。一天能达到1400延米。（一次成桩）
6、运输、拆、装方便。能下基坑，能打边桩角桩。
三案例
1、摩擦桩典型案例；海口市复兴城（多层）半螺丝桩；在同地质、桩长的条件下承载力大于预应力管桩。
2、复合地基典型案例；海口市名门广场（高层）半螺丝桩；高强度复合地基（100吨/每平方米）
3、摩擦+端承桩典型案例；湖南省长沙市湘樟小区（高层）异形半螺丝桩承台桩，桩径500mm c35，平均桩长8.6米，土体含沙层和小鹅卵石层，桩进入强风化岩2-5米，部分桩尖进入中风化岩面.单桩抗压极限值3500KN。
4、特硬地层施工案例：深圳市龙岗区体育新城安置小区（高层、多层）为管桩引孔。孔径500mm：孔深7-11米。土体的标贯修正击数 88.0 以上;岩土承载力特征值300kPa；含碎石粉质粘土褐黄色，褐红色.湿.可塑-硬塑.含较多2-15cm的碎石以及较多砾石。局部碎石含量约50%，少量为直径大于30cm的石块。母岩为大理岩，灰岩及砂岩呈棱角状。引孔后，62锤266-720击管桩后，极限值为4000KN以上。
5、大鹅卵石层施工案例：广东省清新县财政局综合楼（高层）半螺丝桩。桩径400mm，大鹅卵石200mm-500mm。层厚3-8米。下一层是粘土。用挤的办法解决了。桩长23米
6、沙层夹小鹅卵石层施工案例：广东省龙门江湾大酒店（高层）。异形半螺丝桩，桩径500mm，地下水丰富。沙层夹小鹅卵石层承载力特征值200-300kPa；
几年来，近四十个工程证明：螺旋挤压式桩机得到广大用户的好评。
半螺丝桩是抗压桩。插置钢筋笼制成的混凝土桩，更是抗拔桩的最佳桩型。

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dazhengye

2008年01月04日 22:52:13

5楼

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