旋挖鉆機鉆孔施工工藝及常見問題處理方法淺析

劉建呈 付強

【摘要】旋挖鉆機是一種多功能、高效率的灌注樁樁孔的成孔設備，熟練掌握其施工工藝并靈活處置施工中常發生的問題，可提高樁基礎施工進度，大幅度縮短工期。

【關鍵詞】橋梁；樁基礎；旋挖鉆

Drilling construction technology of rotary drilling rig and analysis of treatment methods of common problems

Liu Jian-cheng1，Fu Qiang2

（1.Xiashan district roads authorityWeifangShandong262115；

2.Binhai district roads authorityWeifangShandong261041）

【Abstract】Rotary drilling rig is a versatile， highly efficient perfusion pile pore forming equipment， master the construction technology and flexible disposal construction， enhancing the ability of pile foundation construction schedule， greatly shorten the construction time.

【Key words】Bridge；Pile foundation；Rotary drill

1. 概述

旋挖鉆機是一種多功能、高效率的灌注樁樁孔的成孔設備，可以實現桅桿垂直的自動調節和鉆孔深度的計量；旋挖鉆孔施工是利用鉆桿和鉆頭的旋轉，以鉆頭自重并加液壓作為鉆進壓力，使渣土裝滿鉆斗后提升鉆斗出土石。通過鉆斗的旋轉、鉆進、提升、卸渣，反復循環而成孔。其特點是工作效率高、施工質量好、塵土污染少。旋挖鉆機依靠鉆桿和鉆頭自重及鉆桿旋轉時斗齒切入土石層，斜向斗齒在鉆頭回轉時切下土石塊并向斗內推進而完成鉆取土。若遇巖石可通過加壓油缸對鉆桿加壓，強行將斗齒切入巖石中，將巖石擊碎。鉆斗裝滿后，由起重機提升鉆桿及鉆斗至地面，鉆斗內的渣土在旋轉擺動鉆斗時排出鉆斗。鉆桿向下放關好斗門，再回轉到孔內進行下一循環作業。

2. 施工工藝

2.1旋挖鉆機施工工藝流程。

鉆機進場通道及作業平臺處理→孔樁定位放線→鉆機入場就位→鉆機開挖→繼續鉆進、排渣、成孔→清孔→成孔檢驗

2.2旋挖鉆機施工操作步驟。

2.2.1鉆機進場通道及鉆機作業場地平整。先平整場地、清除雜物、換出軟土、夯打密實，鉆機底座不宜直接置于不堅實的填土上，以免產生不均勻沉陷。確保3m 寬進出通道，用于運輸進出及架安吊車。

2.2.2鉆孔定位。首先對設計圖紙提供的坐標、高程等有關數據進行認真復核，確認無誤后采用全站儀進行樁位放樣，樁中心放樣完畢后，沿樁中心拉十字線至1.5m 以外并作好樁標記。

2.2.3開孔。鉆機設備就位、升舉鉆桿、安裝鉆斗、調整鉆桿垂直度、對準樁孔中心，然后開機進行旋挖取土石開孔。土層第一節孔樁開孔大小為設計樁徑+60mm ， 深度2.5m 左右。

2.2.4高程標注。第一節鋼護筒安裝完成后用測量水平儀測出護筒頂面高程并予以標注，用于鉆孔深度及混凝土澆筑高度的輔助測定。

2.2.5旋挖鉆進成孔。旋挖鉆機配備有電子控制系統顯示并調整鉆桿的垂直度，同時在鉆桿的兩個側面均設有垂直度儀，在鉆進過程中，駕駛員隨時調整鉆桿垂直度，從而保證了成孔的質量。

2.2.6鉆斗選擇。旋挖鉆進成孔施工的鉆斗因土質地層和巖質地層選擇鉆頭。

2.2.7鉆進取土。將鉆機鉆桿回轉到樁孔位置后將鉆斗垂直放下并開始轉動取土石，依據鉆桿下降高度及檢驗判斷鉆斗裝滿土石多少，起斗卸土前應先反向旋轉2 周利用摩擦將活動底板關閉進料口，之后方可緩緩將鉆斗提升并移出護筒卸土。升降速度不宜太快，應保持在0.4m / S 左右。當旋挖鉆機周邊堆土達到一定量后，挖機及時配合清渣，并外運至甲方指定的地方。

2.2.8終孔及清底。該設備具有先進的電腦控制系統，能精確定位鉆孔、自動校正鉆孔垂直度和自動量測鉆孔深度。當確定孔樁深度達到要求后，將鉆斗更換成清孔斗并下降到底部，固定鉆桿升降作水平旋轉數周后反向旋轉2 周將孔底松散土體收入斗中。

3. 常見問題（主要是護筒下沉、孔底沉渣過多、縮頸等）處理方法

3.1護筒下沉。

3.1.1護筒下沉原因一般是：

3.1.1.1埋設護筒時回填土不密實。

3.1.1.2護筒水位差太大。

3.1.1.3鉆頭起落時碰撞到護筒。

3.1.2防止下沉的措施有三種方法：

3.1.2.1埋設護筒時坑底與四周要選用最佳含水量的粘土分層夯實。

3.1.2.2在護筒適當高度開孔，使護筒內保持有1～1.5米水頭高度。

3.1.2.3提升下落旋挖鉆機鉆頭時，操作工要集中注意力，放慢速度，避免鉆頭碰撞護筒。

3.2沉渣過多。

3.2.1出現孔底沉渣過多的原因有：

3.2.1.1清孔不干凈；

3.2.1.2清孔泥漿比重過小或清水換置；

3.2.1.3鋼筋籠吊放時未垂直對中；

3.2.1.4碰刮孔壁泥土塌落孔底；

3.2.1.5清孔后待灌時間太長，泥漿沉淀，沉渣厚度測量參照面不一致。

3.2.2防治措施：

3.2.2.1打好最后一斗土后，用鉆頭擠壓孔底使其密實。

3.2.2.2清孔采用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度不要直接用清水置換。

3.2.2.3鋼筋籠放入空中要垂直居中，盡量避免碰到孔壁。

3.2.2.4減少等待時間，并盡可能加快灌注速度縮短灌注時間。

3.2.2.5選擇同等參照面進行測量。

3.2.3處理措施。

3.2.3.1采用導管二次清孔，循環時間以導管內測量的孔底沉渣厚度達到規范要求為準。

3.2.3.2提高混凝土初灌時對孔底的沖擊力。

3.2.3.3導管底端距孔底控制在30到40厘米。

3.3縮頸。旋挖鉆施工時，由于地形不同，工況條件不同，可能會出現鉆樁直徑小于設計直徑的現象，給施工帶來困難，遇到這種情況，筆者建議大家仔細排查下面幾個方面。

3.3.1原因分析。

3.3.1.1泥漿性能欠佳，失水量大，引起塑性土層吸水膨脹，或形成疏松蜂窩狀厚層泥皮。

3.3.1.2鄰樁施工間距不當，土層中應力尚未消散，新孔孔壁軟土流失。

3.3.1.3鉆頭直徑磨損過大。

3.3.2預防和處理辦法有：

3.3.2.1采用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度，降低失水量。

3.3.2.2當設計樁距小時，應跳隔1～2根樁施工，新樁盡可能在鄰樁成樁36小時后開鉆。

3.3.2.3鉆頭磨損過大的補足鉆頭直徑，施工時檢查鉆頭是否有磨損。

3.3.2.4當出現樁徑變小時，用泥漿和足尺寸鉆頭掃孔，掃通后盡快灌注砼。

4. 結語

百年大計，質量第一；又好又快的干好公路橋梁工程，是我們的本分、我們的職責，每當車輛安全通過自己參與修建的橋梁，是一件自豪的事。

[作者簡介] 劉建呈，男，漢族，職稱：助理工程師，2008年7月畢業于青島理工大學機電學院。

付強，男，漢族，職稱：助理工程師，2007年7月畢業于山東建筑大學機電學院。