旋挖钻钻机施工设计方案

旋挖钻钻机施工方案

1、施工工艺流程

旋挖钻灌注桩施工工艺流程框图见图1。

图1旋挖钻灌注桩施工工艺流程框图

2、施工工艺要点

（1）施工准备

由于旋挖钻机回转半径大，钻杆高，自重大，在作业时需要8米宽操作平台，在钻机就位前使用挖掘机将原地面的软弱土层清除，平整整个场地并夯实做为钻机的施工作业平台，并保证场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。若场地软土较厚，硬度不够，则在表面铺设

60cm后的砖渣并平整碾压，保证钻机施工作业的安全性。

（2）工程试桩

根据设计图要求，对首根桩进行试钻，并组织的业主、监理、设计、地勘一起参加试桩工作。根据试桩确定的持力层并检验地质资料的准确性等填写试桩报告，作为正式施工的依据。旋挖桩基在首根桩试桩验收合格后方可进行大面积施工。

（3）测量放线

桩位放样按从整体到局部的原则进行桩基的位置放样，规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离，以免影响孔壁稳定；钻机的安方位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。桩位的中心点，成孔前用全站仪放点，十字线定位，下护筒后二次检测，在终孔后与放钢筋笼前必须检测，使其误差在规要求，以确保桩位准确。

（4）埋设钢护筒

施工前设置坚固、不漏水的钢制护筒，护筒在钢模生产厂家定制，用δ=8mm钢板加工制成，护筒径比桩径大20cm，上下口外围加焊加劲环。长度3m左右,上部设有两个溢流口。

首先以施工桩位中心，用十字交叉法沿桩位四周测放四个护桩，护桩距桩中心点的距离根据现场实际情况确定，以埋设护筒时控制桩不受影响为原则，具体方法为：以桩位中心点为交点，拉出两条相交直线，在直线个终点适当的位置，用4根一定强度的钢筋垂直打入地下（不会被轻易破坏），作为护桩，护桩间直线距离必须比护筒直径大40~50cm；再将钻头中心对准桩位中心，用钻头挖出桩直径大的圆

孔，再用扩孔钻头扩到钢护筒外径大的圆孔，利用护桩拉线复核桩中心线，桩中心有偏差则进行修正，桩位中心准确后将底部整平夯实，然后用钻机安放护筒。安放护筒时，保证钢护筒的圆心和桩的中心重合，护筒壁垂直。护筒安放完成后应复核护筒中心与桩中心的偏差是否小于5cm,否则应重新安放。

护筒埋设深度：在粘性土中不宜小于 1.0m，在砂土中不宜小于1.5m，当表面土层松软或受水位涨落影响时，尽量将护筒埋置在较密实的不透水土层中至少0.5m。护筒埋设竖直准确，护筒中心与桩位中心偏差小于20mm，护筒竖向的倾斜度不大于1%。

安放护筒后要在护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的粘土，并分层夯实，护筒顶端要高出原地面不少于0.3m。钢护筒埋设后的顶标高要高于地下水面，以便保证钻孔时孔的水头压力。钢护筒底部穿过松散回填土、流朔状淤泥等不良土层深度不小于1m。埋设钢护筒的同时，挖一条深不小于0.4m的泥浆循环沟，沉渣池和钢护筒的溢流口通过泥浆循环沟连通。

（5）泥浆配置

应合理布置泥浆制备储备池、泥浆回收沉淀池和钻渣储存池，泥浆池容量应满足泥浆循环需要。根据膨润土的性能及土层护壁的要求，确定泥浆配合比和需要数量，进行泥浆性能试验。入孔泥浆密度可为1.05～1.15 g／cm3，遇有粉细砂层层及地质条件变化界面可以调整到1.3 g／cm。

泥浆性能指标见表5-1-9

表5-1-9泥浆性能指标

（6）护壁泥浆要求

当钻进遇到粘土层时采用原土造浆，及时采集泥浆样品，测定性能指标，对新制备的泥浆进行第一次测试，使用前再进行一次测试，钻孔过程中经常进行检测，保证泥浆质量；储存泥浆每8小时搅拌一次，每次搅拌泥浆或测试结果作为原始记录；新鲜泥浆制作好后搁置24小时，经各项指标测试合格方可正式使用，回收泥浆经过振动筛处理，性能指标达到要求后再循环利用；设置拌浆池、贮浆池、循环池、沉淀池和泥浆泵形成循环系统供浆，泥浆池容积满足钻孔桩施工进度要求；

（7）钻机就位

钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。通过测设的桩位准确确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通

过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后, 即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态。

（8）钻孔施工时垂直度的控制

本工程采用智能化旋挖钻机，钻机上有车载电脑系统，可以自动显示和调节旋挖钻机的钻孔深度，垂直度，具体操作如下：首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，把旋挖钻机电脑显示器调节到显示桅杆工作画面。从桅杆工作画面中可实时观察到桅杆的X轴、Y轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立桅控制，将桅杆X轴Y轴的偏差度调节到正负零位置，以保证钻孔的垂直度。桩的垂直度在成孔时桩机桅杆上有垂直度控制仪控制，桩机电脑屏上会自动显示，司机根据情况调整，因此垂直度在施工过程中就能控制确保小于1%，达到设计要求；

（9）钻进成孔

1）旋挖钻机的设置及调整

施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y 轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄

及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同步起立。同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。

在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在钻杆相对零位±5°围才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业；而钻杆超出相对零位±5°围时，只能通过显示器上的电动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中，操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。

2）钻孔作业

钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。在作业过程中，操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示——动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，用装载机将钻渣装入运渣车运至场外废除，以免污染现场；完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。此工作状态可通过显示器的主界面中的回

位标识进行监视。

施工过程过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。

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；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度；如在实际施工过程中出现卵石层，则采取以下措施：对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层。钻渣要及时运出工地，弃运到合适的地点以达到环境保护的要求。

3）地质情况记录

地质情况记录按相应的地质的相关的表记录；旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写容为：工作项目，钻进深度，钻进速度及孔底标高；《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时应有交接记录；根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间；钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔时要及时清理倒运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度

（沉渣厚度等于钻深与灌注前孔深的差值）。

（10）成孔、成孔检查

1）成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，测绳等；

2）沉淀厚度必须进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔工具等；

3）检孔工具：检孔圆板的外径D为直径加200㎜～300㎜的钢板，厚度为8㎜～15㎜，重量为2.5 Kg～5 Kg。检孔钢筋为Φ22钢筋、长度1.4米。

4）检孔圆板测绳采用钢丝测绳，测绳直接绑扎在检孔圆板与检孔钢筋顶面。

5）沉渣的检测，把检测器放下去，记录检测圆板上测绳的长度；在用钢丝测绳把检孔钢筋放下去、记录检孔钢筋加测绳的长度；两长度之间的差就是沉渣厚度。

6）检测标准：孔深、孔径不小于设计规定；钻孔倾斜度误差不大于1％；沉渣厚度与符合设计规定：沉渣厚度≤50mm；

（11）其他工序施工详见正循环钻机施工工艺要点

3、旋挖钻施工质量控制措施

旋挖钻机由于它对各种地质条件适应能力较强，成孔效率高，施工简单易

操作等特点，但是由于自身的一些特点，且其施工工艺环节多，一环不慎，便导致质量事故发生。尤其是在软土和砂土地基施工时更