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旋挖钻机成孔施工技术要点
2021-06-29 来源:旋挖园

旋挖钻机施工在综合分析工程项目实际地质条件的基础,并结合施工单位现有的工艺和技术水平,和设计单位、业主、监理商量拟定了正循环旋挖成孔的施工方案。其具体操作流程主要包括:正循环旋转钻孔、泥浆护壁、水下混凝土灌注成桩等施工技术措施。施工技术要点及工艺分析总结,在快速通道项目的建设中,工程项目设计单位、业主、监理单位及施工单位经过慎重的考虑和分析,最终决定采取正循环旋挖钻成孔的方法。

旋挖钻机成孔施工技术要点:

采取捞砂式封底钻斗:在使用旋挖钻机在砂层中进行钻进时,如果使用普通的钻斗钻进则容易出现“跑空”的现象,所以工程技术人员积极进行工艺和技术改造,最终决定采取操作流程简便、技术要求相对较低的捞砂式封底钻斗,同时在钻头上设置通气孔,保证提钻过程中钻头上下泥浆流动,防止出现提钻过程中的真空现象。在旋挖钻机启动后,首先采用低速钻进,并且保证主卷扬机的钢丝绳承担高于钻斗、钻杆重量之和的20%以上,一定要严格检查钻孔过程中是否存在孔位偏差的问题。

严格控制泥浆比重:在旋挖钻钻进的过程中,严格控制粘土与泥浆的比重在1.4-1.6之间。在对终孔进行严格的施工质量检验后,应及时进行首次清孔作业。在清孔作业过程中,一定要严格控制泥浆的相关工艺和技术指标,并且防止出现塌孔现象。因此,在首次清孔作业时要将泥浆比重严格控制在1.20-1.30之间。对于部分PH值较低的泥浆,可以添加适量的纯碱,常规掺入量为膨润土的0.3%-0.5%即可,将其PH值提升至8-10,以达到加速砂层水化作用的效果,进一步提高泥浆的稳定性及胶体率。

及时组织二次清孔或重新调制泥浆,以达到加强护壁稳定性的效果:在完成钢筋笼安装后,技术部门应使用专业的仪器对成孔深度、泥浆性能进行测量。通过本次砂层钻孔桩施工中总结的经验,总结出下列几项可行的技术措施:

①在进行混凝土灌注前,孔内泥浆的比重控制在1.15-1.25之间最为合理;

②泥浆的含砂率应控制在≤10%;

③泥浆的拌制时间应≥10min;

④新拌制的浆应在泥浆池中水化分解24h以上方可使用;

⑤混凝土灌注过程中,必须严格观察和记录护筒内的水位变化情况,如有意外需及时进行处理。

分析问题

出现终孔验收合格后,安装钢筋笼、导管后(这个过程的时间不超过1 小时),检测沉渣厚度超标。 原因分析:出现这种情况的原因是泥浆性能差,比重均小于1.1。现场施工人员认为旋挖钻机成孔,旋挖斗将钻渣全部提出,不像旋转钻机或冲击机钻依靠泥浆排渣,所以泥浆中含渣量小,在保证孔壁稳定的情况下泥浆比重可调的相对小一些,这样也容易满足清孔验收指标的要求。但是在穿越砂层时,还是有相当数量的沙子混入泥浆中,其含量超过泥浆本身的浮渣能力。在终孔后,安装钢筋笼和导管过程中,泥浆处于静止状态。由于泥浆比重较小,浮渣能力弱,沉渣迅速沉淀到孔底,导致沉渣厚度超标。

解决措施

适当增大钻孔时的泥浆比重,增强泥浆本身的浮渣能力;终孔时孔底预留30 暂时不挖,待孔静置2 至3 小时,沉渣沉淀后随同底部预留的30一同挖出,达到第一次清孔的目的;导管二次清孔或旋挖钻机二次清孔(需提出导管和钢筋笼)。问题:终孔后持续塌孔,甚至塌至地表,造成成孔彻底失败,不得不回填。原因分析:砂层较厚4~5m、且是粗砂,透水性强。旋挖钻机钻进速度快,筒形钻头的活塞作用使孔壁不能形成护壁泥皮。护壁泥浆比重小,与砂层中水的压力差不足以维持孔壁的稳定。 解决措施:增大泥浆比重,参考规范,取上限指标。在砂层钻进时,放慢钻进速度,提、放钻头时放慢速度。 问题:有些孔在导管二次清孔时,在砂层或砂砾层部位出现塌孔。 原因分析:终孔后,由于种种原因未能及时灌注砼,静置时间长(一般超过24小时),砂层位置变松散;清孔时降低泥浆比重至1.05~1.1 之间(清孔验收指标),孔内泥浆比重不足以维持砂层处孔壁的稳定,泥浆循环冲刷孔壁。 解决措施:优化现场管理,各工序之间尽量连续施工;砂层较厚时,钻进时选用较大的泥浆比重,清孔时泥浆比重不宜低于1.15~1.3;减少导管清孔时间,将孔底沉渣翻动悬浮后,快速灌注封底砼。如孔底沉渣厚度满足要求,可直接灌注砼。

施工技术管理中应注意的事项:

①严格执行技术交底制度,对现场技术、管理人员、施工班组作业人员进行岗前培训,做到人人心中有数;

②加大现场的检查力度,规范施工中的技术操作流程;

③在砂层钻孔桩施工中,应根据不同的地层,适当增加或减少护筒长度,确保护筒伸入稳定土层不小于50cm;

④增加泥浆检测的频率,及时进行调浆、补浆,确保钻进过程中泥浆比重始终保持在1.4~1.6之间;

⑤设置泥浆制备池、循环池及清孔池,提高清孔质量,提高泥浆的周转效率,进一步节约施工成本。

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