旋挖桩施工中的优势与常见技术问题处理分析

旋挖桩施工中的优势与常见技术问题处理分析

【摘 要】本文对旋挖桩施工的优势与常见技术问题的处理方法进行了分析，并就其应用进行了实例论证。

【关键词】旋挖桩;施工优势;技术问题;处理方法;应用实例 近年来，随着国内建筑业的不断壮大，建筑基础施工技术也在不断发展和进步。旋挖桩的使用越来越得到施工企业的认可，旋挖桩施工技术已在基础施工中逐步推广并广泛应用。笔者多年从事旋挖桩施工技术工作，通过与其他桩基施工技术对比，就旋挖桩施工技术存在的优势和实际施工中常见问题的处理做简要的分析。

1.旋挖桩施工的优势 1.1适应性广泛 在硬土地层，旋挖钻机由于采用动力头装置，动力头的给进力加上钻杆的重量，钻进能力强。对软土、硬土、沙砾和风化岩石均适用，钻进速度快，深受施工企业认可。

1.2成孔速度快

一般情况下，旋挖钻机的钻孔与成孔速度可以达到1-1.5m/min，旋挖钻机的成孔速度快，在保证整体施工进度的基础上，有效节省了工期，减少了施工投入。据统计，在相同的地层中，旋挖钻机的成孔速度是循环钻机的5-10倍之间。

1.3桩孔对位方便、准确 在旋挖桩施工中，旋挖钻机操作人员可以利用先进的电子控制设备进行桩孔的定位，并保证旋挖钻机始终处于最佳的钻进状态，这是传统的循环钻机无法达到的。

1.4桩的承载力高

由于旋挖钻机的特殊成孔工艺，其钻头的多次上下往复，使孔壁粗糙、不易产生缩径。与传统的钻孔桩相比，旋挖桩的承载力显著提高。

1.5行走移位方便

旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置，而不像传统循环钻机移位那么繁琐，从而加快了施工速度，对场地的适应能力极强。

1.6环保特点突出

旋挖钻机是采取动力头的循环形式，其基本工作原理为：使用螺旋钻头与旋挖斗，通过强大的扭矩将土、砂砾等钻进中产生的钻渣直接进行旋转挖掘，并快速提指至孔外；旋挖桩在施工中无需设置泥浆支护结构，实现了较为环保的干法施工，有利于改善施工现场的作业环境。

2.旋挖桩钻进施工中易出现的问题及解决措施 2.1卡埋钻具

发生的原因：①较疏松的砂卵层或流砂层,孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻；②粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻；③钻头边齿、侧齿磨损严重而无法保证成孔直径,钻筒外壁与孔壁间无间隙,如钻进过深,则易造成卡钻；④因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长,导致钻头筒壁四周沉渣太多或孔壁缩径而造成卡埋钻。

处理卡埋钻的方法:①直接起吊法,即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊；②钻头周围疏通法,即用反循环或水下切割等方法,清理钻筒四周沉渣,然后再

起吊；高压喷射法,即在原钻孔两侧对称打2个小孔(小孔中心距钻头边缘0.15m左右) ,然后下入喷管对准被卡的钻头高压喷射,直至两孔喷穿,使原孔内沉渣落入小孔内,即可回转提升被卡钻头；③护壁开挖法,即卡钻位置不深时,用护筒、水泥等物品护壁,人工直接开挖清理沉渣。

2.2主卷扬钢绳拉断

钻进过程中如操作不当,易造成主卷扬钢绳拉断。因此,钻进过程中,要注意提下钻时卷扬机卷绳和出绳不可过猛或过松、不要互相压咬,提钻时要先释放地层对钻头的包裹力或先用液压系统起拔钻具。如果钢绳出现拉毛现象应及时更换,以免钢绳拉断而造成钻具脱落事故。

2.3动力头内套磨损、漏油

发生这一现象的原因除了钻机设计上存在欠缺外,主要是超钻机设计能力钻进所致,所以要注意旋挖钻机的设计施工能力,不要超负荷运行。

2.4塌孔

主要是因为钻进过程中不使用泥浆,或使用很少的泥浆,护壁效果差所致。为防止钻孔坍塌,钻进过程中应保持孔内水位适当高出地下水位,同时注意控制钻斗的升降速度,避免压力激动。

2.5漏浆

漏浆事故主要与地下水位和泥浆的性能有关，如发生大裂隙漏浆，应采用回填的办法处理；漏浆不太严重则应调整泥浆性能，形成的泥皮应有足够的韧性；可在泥浆中渗入适量的水泥，搅拌均匀后使用。

2.6不进尺

主要原因：钻头被粘土糊满打滑或钻进过程中遇到漂石、坚硬的卵石层、基岩等。

防治措施：出现打滑时,调整斗齿的角度为60°，可往孔内投入石块、换螺旋钻头或截齿钻头等办法来处理。如遇到漂石、坚硬的卵石层、基岩等情况时，更换或改造钻头，重新安排刀具角度、形状、排列方向或改用全截齿旋挖钻斗。

2.7扩孔、缩孔 遇有扩孔、缩孔时应采取防止塌孔和防止钻锥摆动过大的措施。缩孔是钻斗磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的，前者应注意及时焊补钻斗，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁。已发生缩孔时宜在该处用钻锥上下反复扫孔。

2.8掉钻头、钻头底板脱落

钻杆与钻头的连接不结实或者钻头地方接头与钻头体焊接不牢、穿销强度不够等都可能造成钻头脱落。钻头底板的连接轴强度不够、连接钻头底板的螺栓剪切破坏、钻头底板连接轴与轴套焊接不牢等都可能造成钻头底板脱落。施工过程中要注意对这些部位的检查。如果造成钻头脱落，用筒钻进行打捞。

2.9卸土难 钻斗提钻后，钻斗内的泥土往往由于粘性过大而很难卸出。经过上下抖动方式仍无效果时，可采用在钻斗表面适当焊孔再行抖动，粘性土很快被卸出。

3.旋挖桩的工程应用实例分析 3.1工程概况

某工程的主体采用框剪结构和钢结构，按照设计方案的相关要求，桩基础部分采取冲孔桩施工，裙楼部位进行旋挖桩机施工。旋挖钻机主要应用于直径在1m以上的工程桩施工，总作业数量为374根。

3.2旋挖桩施工工艺

测量放样——场地平整及钻机就位→埋设护筒→钻进成孔→安放钢筋笼与导管→混凝土浇注

①测量放样。采用全站仪精确定位桩孔的位置，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位。护桩要做好保护工作，防止施工过程中被扰动。②场地平整及钻机就位。液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°，现场地面承载能力大于250kN/m2，所以钻机平台处必需碾压密实。进行桩位放样，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。

③埋设护筒。在旋挖桩的护筒埋设中，其中心线必须对准桩位的中心，并且严格监测护筒的垂直度，以确保其护筒中心线、桩中心的重合。在护筒的位置按照要求固定后，使用粘土进行回填、夯实。

④钻进成孔。本工程采用干孔钻进，钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min。

⑤安放钢筋笼与导管。钢筋笼与导管的安装均使用大型吊车，将其直接吊入孔内后，按照设计标高进行固定，导管的长度、直径则必须与孔深相配套，管距孔底为0.3-0.4m，导管埋入深度为≥1m。

⑥混凝土浇注。利用大型吊车将导管向上拔出，并浇注一定量的混凝土，每次上提导管0.3m则需反插一半，以保证混凝土浇注的密实性，在经过循环浇注后，直至旋挖桩的项面。

3.3任务完成情况

通过科学的施工组织和采用严谨的现场管理，在一台旋挖桩机施工的前提下，共利用28天时间顺利完成旋挖桩374根（直径为1m，每根桩长22m）。

4.结语

目前我国正处在一个大发展时期，各种工程建设急需大量的建设机械，在旋挖桩施工中，对于相关技术问题必须予以高度的重视，并且积极制定有效、科学的对策，这是保证旋挖桩施工进度和质量的重要条件。

【参考文献】

［１］张启君.国内旋挖钻机的现状与施工技术点[J].交通世界，2005（07）：31-32.

［２］陶坤.旋挖钻机在桩基础施工中的应用与分析[J].探矿工程，2007（02）：44-45.