机械职称论文浅谈旋挖钻机施工工艺

　　旋挖钻机是一种专门的灌注桩成孔作业施工机械, 广泛用于市政建设、公路和铁路桥梁、高层建筑等基础施工, 配合不同的钻头, 适应于各种地质的成孔作业。本文介绍旋挖钻机的施工工艺及施工中的质量控制进行分析。

　　《特种设备安全技术》杂志，原名《锅炉压力容器安全技术》;1979年创刊。它是行业领域内创刊时间最早、最专业的安全技术杂志。

　　前言

　　旋挖钻机以柴油为动力，全液压驱动，履带行走，360 度回转，自行起落架，具有噪声低、振动小、扭矩大、多功能、成孔速度快、机动灵活、施工效率高、电子自动监控、泥浆排放少等特点，越来越多的应用于钻孔灌注桩的施工中。近年来, 旋挖钻机作为钻孔灌注桩施工中一种较为先进的施工机械,特别是其具有高环保性和工作效率,在城市高层建筑基础及高速公路桥梁桩基施工中,显示出明显的优越性。

　　1 旋挖施工

　　1. 1 施工流程

　　1. 2 施工工艺

　　1.2.1 钻孔准备。由于钻机自重较大，对地基要求较高，因此场地平整、压实的指标须严格按旋挖钻机施工荷载要求以及原地基承载能力进行处理，为防止孔口周围土体承载过大而产生塌孔，在钻机处铺设行走道板。旋挖钻机通过履带自行移动，施工时先初步就位，然后在测量技术人员的指挥下进一步调整钻杆垂直度，并使钻头的中心与桩位中心重合。

　　1.2.2 钻孔桩测量放样。利用高精度全站仪对桩基平面中心位置进行测放，施工中一次测放多根基桩，并利用各桩间的数据关系进行相互校核，减少偶然误差的出现。钻孔前对测放好的基桩中心点设置\"十\"字护桩，并妥善保护，以便随时恢复桩平面中心位置。

　　1.2.3 钢护筒的埋设。钢护筒利用钻机自重进行定位、压埋，护筒就位后，在护筒外侧回填粘土并层层夯实，在四周叠放灌土草袋保护，以防孔口坍塌。埋入后的钢护筒顶面应高出地面1.0m 左右。

　　1.2.4 泥浆拌制。由于旋挖钻机采取直接式机械取土的施工工艺, 钻挖过程中泥浆不携带泥渣循环, 仅需不断补充泥浆以置换挖取的土层, 同时起到保护孔壁的作用。因此在泥浆池边配置1 台容积不小于1 m3 的泥浆搅拌桶适时拌制新浆, 且泥浆系统只需就近开挖1 个泥浆池, 容量不少于2~ 3 倍钻孔体积( 可根据现场施工组织确定) 。泥浆指标应达到优质泥浆的要求, 具体泥浆指标控制如下: 比重1.1~ 1.25 g/cm3 , 粘度18~ 22S,含砂量小于6% , 胶体率不小于95% 。

　　1.2.5 成孔。启动泥浆泵向护筒内补充优质泥浆，缓慢放松钻机的主卷扬钢丝绳，使钻头入孔，启动回转动力钻头开始护筒内取土，取土筒内的取土量由测深仪计算，一般1 米长的取土筒一次进尺长度控制在0.4～0.6 米之间，取满后再由主卷扬钢丝绳收起钻杆和钻头，适时补充孔内的泥浆，转动钻机桅杆，将取出的渣土弃于孔外，然后运至指定地点弃土。回转钻机桅杆，利用钻机的回转限位装置控制钻头对准孔位，以此往返取土钻进，钻进过程中的孔深和孔的垂直度由钻机的测深仪和垂直度仪进行控制，成孔至最后2～3 米时，孔深应用测绳进行测量，并控制单筒的进尺深度。钻进时须严格控制钻进尺度，避免埋钻事故，同时，应适当控制回转斗的提升速度，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，容易引起塌孔。

　　1.2.6 成孔及清孔。当旋挖至离桩底设计标高约2~ 3 m 时, 技术人员要及时验孔, 孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准。在旋挖至设计标高后, 实施第1 次掏渣清孔, 使沉淀层厚度在规范之内。终孔后, 检测泥浆各项指标, 及时下放钢筋笼、导管。在浇筑水下混凝土前再次测量孔底沉淀层厚度, 如达不到设计要求值, 应进行第2 次清孔, 符合要求后方可进行水下混凝土的浇筑。

　　1.2.7 钢筋笼安装。钢筋笼采用吊机安装，吊装使用专用吊具，先用两个吊点抬吊到一定高度后，逐渐放松下吊点使钢筋笼垂直，然后缓慢吊入桩孔内，钢筋笼上端设置吊筋与压杆固定，防止浇注砼时钢筋笼上浮，安装后利用护筒十字线对钢筋笼中心位置进行调整。

　　1.2.8 水下混凝土施工。导管埋深控制2~4米不得小于1m。在灌注桩无钢筋段的混凝土时应尽量加快，当孔内混凝土面接近钢筋笼时，应保持较深的埋管，灌注速度控制在20m³/h以内，每斗以2min内慢慢滑入导管内，以控制混凝土上返速度，来减少其对钢筋笼的携带能力，防止钢筋笼上浮;当混凝土进入钢筋笼5m左右(h=5m)时，要把导管底端提升到笼底以上2m处，导管组配时应预先计算好，如不满足2m要求，则应继续浇灌混凝土，既能保证取管又能满足导管埋深要求。混凝土灌注到桩顶后必须进行超灌，将和泥浆混合在一起的混凝土浮浆翻出孔外，超灌高度不小于0.5m，超灌部分最终作为浮浆层被凿除，确保桩顶混凝土强度达到设计等级。桩混凝土的灌注时间应按第一盘混凝土的初凝时间，控制在4h内完成，每小时的灌注高度不宜小于10m。一经灌注，应连续进行，中途中断时间不得超过30min。

　　2 应用分析

　　2. 1 旋挖钻机施工优点

　　1) 钻机整体置于可自动行走的履带式底盘上,机动性大, 移位迅速, 独立作业性高, 施工移运中无需吊装, 能适应恶劣地形, 一切吊装作业可由本机卷扬设备处理。