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旋挖钻机在基础工程施工中的应用及质量控制方案

来源:正鸿旋挖钻机租赁公司作者:正鸿旋挖钻机租赁公司网址:http://eligotech.com
文章附图

旋挖钻机在基础工程施工中的应用及质量控制方案


【摘 要】 近年来旋挖钻机在中国基础工程、桥梁工程中的应用和发展日趋成熟。通过结合旋挖钻机在基础工程施工应用中的工程经验,本文总结出使用旋挖钻机钻孔施工中应当注意的问题并提出相应的施工质量控制措施。

  【关键词】 旋挖钻机 施工 质量控制

  1 前沿

  旋挖钻机二战以前先在欧美国家发展并开始使用,到了70~80年代在日本得到快速发展成熟,我国于80年代从日本引入投入到工程应用中,近年来得到大量使用。其成孔原理是:在钻杆的扭矩作用和加压系统的合力作用下,让带有活门的桶式钻斗旋转进尺,在钻斗旋转过程中旋起的钻渣从钻斗下方的底口进入钻斗内,当钻斗内装满钻渣时,扭矩反力显著加大,并通过操作室内传感装置反映出来。随后在机组人员操作下,使钻杆反向旋转,由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土。如此循环反复,不断取土、卸土, 直钻至设计深度[1]。旋挖钻机凭借其施工机械化、自动化程度高、钻孔扭矩输出功率大、钻孔成孔质量好、施工环境污染相对较小等优点在我国基础工程施工中得到越来越广泛的运用。且工法日趋成熟,已经占据很大的市场份额,主要用于市政建设、公路桥梁、工业和民用建筑、地下连续墙、水利、防渗护坡等基础施工。

  该文通过总结保利集团(股份)有限公司广州芳村投资的6栋商品住宅楼工程采用旋挖钻机施工的实际经验对施工过程中质量控制提出自己的见解。保利集团芳村住宅楼桩基础工程共6栋住宅楼,地下1层、局部2层,地上为17~38层以及局部1~3层的配套楼。该工程钻孔灌注桩总数为948根,工程量大,工期105天,工期相对紧张,采用旋挖钻机进行施工。工程实践证明,采用旋挖钻孔施工工艺无论在工期还是在质量上都很好都达到了工程预期目标和效果,鉴于旋挖钻机施工的广泛性,其施工过程中的质量控制显得尤为重要。

  2 旋挖钻机的主要施工工艺

  2.1 平整场地,砖渣换填

  本工程是新开挖后的基坑面,场地岩土层按地质成因分为第四系填土、冲积土、残积土和白垩系基岩。针对该工程现场场地硬化条件差的状况对整个基坑工作面进行1m左右砖渣换填以硬化场地,方便旋挖钻机行走。

  2.2 测量定位,埋设护筒

  由测量工程师根据业主单位提供的控制坐标点对桩位进行放样定位,放样后由钻机开钻到相应深度,在挖掘机械配合下埋设护筒,埋设护筒时应确保护筒高于地面20~30cm。护筒埋设完毕后,应由测量工程师进行护筒复核工作,确保护筒偏位不超过施工要求。若钻机开钻工作无法及时,导致现场作业中无法保证桩位定位点的准确性,需重新测量定位,确保桩位偏差范围在规范允许范围内。

  2.3 旋挖钻机成孔,清理沉渣

  旋挖钻机开始钻进后,锁定旋挖钻机角度及垂直度,在旋挖钻机钻进过程中不断注入新鲜泥浆,确保泥浆能够发挥其固壁作用,避免孔壁发生踏孔;钻进到设计深度后,将钻头停留在原处旋转数圈,将孔底虚土及沉渣清理出来,施工员用测量重锤量测钻孔深度及沉渣厚度,确保孔底沉渣厚度一定要满足相关规范和施工组织设计要求。

  2.4 吊放钢筋笼,浇筑混凝土

  旋挖钻机成孔后,吊机配合旋挖钻机,吊放钢筋笼。由于旋挖钻成孔过程中形成的泥皮相对较薄,钢筋笼在吊放过程中,应注意尽量不要摩擦孔壁,避免由于泥皮的掉落影响孔底沉渣和导致踏孔。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,所以在施工中必须引起高度重视。灌注与成孔时间间隔一般不超过4个小时。灌注前首先检查漏斗、测试仪器、量具、隔水塞等各项器械的完好情况。混凝土浇筑过程中必须控制好导管埋深,尽量要保持在2~6m[5],保持灌注连续性即中途不得停歇,拔管速度不得过猛或拔出[2]。另外配备专职人员测量导管内外砼高差,确保灌注连续并填写水下砼灌注记录表。

  2.5 拔出护筒,完成浇筑

  护筒拔出过程要缓慢,避免因拔出过快而导致水下桩混凝土成型后出现蜂窝麻面。

  整个旋挖钻机施工工艺的流程总结。

  3 旋挖钻机的质量控制

  3.1 控制桩位坐标,确保桩位准确

  旋挖钻机工程开工前,应向业主单位确定复核工程控制点坐标,同时测量工程师复测控制点坐标是否复核建筑施工相关规范,在施工过程中,应当配备2名以上测量放样人员,在放样定位工作中分别负责桩位放样及复核工作,保障桩位偏差符合设计要求,严格控制桩位坐标。

  3.2 控制泥浆质量,确保有效发挥固壁作用

  在钻孔施工过程中必须根据相关施工经验配备适合于旋挖钻机成孔特点的泥浆,适当添加膨润剂,同时控制好泥浆砂率、粘度。同时,在施工过程中做到实时试验,检测孔内泥浆的各项指标(泥浆取样应选在距孔底(槽底)20~50cm处),确保泥浆能够发挥良好固壁作用[3]。相关控制系数如表1:

  3.3 控制孔内泥浆水位,防止发生塌孔

  旋挖钻机钻进过程中,实时监测孔内泥浆水位,控制好孔内泥浆高度,防止孔内塌孔,造成施工困难。一般控制要高于孔底2m以上[4]。

  3.4 控制沉渣量,确保与持力层有效粘接

  旋挖钻机成孔后,测量孔内沉渣厚度,一般不大于5cm,同时应控制好成孔后与浇筑水下混凝土的时间关系,防止因为间隔时间过程,造成较厚沉渣,影响成桩质量;如若时间间隔过程,则应重新用钻机进行孔钻,利用正循环或反循环带走孔内沙粒,控制沉渣厚度。

  3.5 控制混凝土和易性,确保成桩质量

  水下混凝土应保证良好的粘聚性、流动性和保水性,符合和易性的相关要求。混凝土强度等级一般为C30~C40,粗骨料最大粒径不得大于25mm,坍落度200±20mm,扩散度为34cm~45cm。

  4 结语

  旋挖钻机在该项目基础灌注桩施工中充分体现了旋挖钻机的优势和特色,它既能确保工程的施工进度,同时在后期桩基检测中能取得较好的效果。该项目采用旋挖钻机施工,耗时102天,提前3天达到业主要求。在低应变检测中优良率高达100%,这充分体现了其施工效率高,成桩质量好的优点。


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