施工组织设计下载简介
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旋挖机施工工艺及质量保证措施探讨旋挖机施工工艺及质量保证措施探讨
摘要：旋挖钻机施工是近几年出现的一种较为先进的桩基施工方法，其主要特点是施工效率高，适用于工期要求紧的工程项目。但受其施工原理决定，若施工中不严格控制，易影响桩基施工质量。钻孔灌注桩基础是建筑工程中极其重要的隐蔽工程，其质量的优劣将直接影响到建筑物的使用效果和寿命，影响到工程项目能否实现精品工程的目标。文章阐述了旋挖机施工特点，工程的质量保证措施，以及采用此工艺的优点。
关键词：旋挖机；施工工艺；桩基施工；质量控制
旋挖钻机的成孔工艺与其他桩机不同，旋挖钻机的钻进工艺采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺（当然也有干土直接取土工艺，视工地现场地层条件而定），是一种无冲洗介质循环的钻进方法，但钻进时为保护孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆（稳定液）。旋挖钻机工作时能原地做整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻头自重切入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以使斗齿切入土层，此时可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完成钻孔取土。钻斗内装满土后，由起重机提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内的土依靠自重作用自动排出，钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。
地下一层地上十九层行政中心主楼施工组织设计 二、施工工艺及操作要点
根据设计要求合理布置施工场地，先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。在进行场地整平后，组织有资格的测量放样人员，在没有桩位的地方放出施工道路位置，并记录放样数据备案；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。
泥浆的作用是满足施工的需求。泥浆的质量取决于地质情况，如果地质情况较好可干成孔，那就无须制作泥浆。如果地质较为复杂，需泥浆的作用协助施工，泥浆的作用大致可概括成四点：压强、护壁、悬浮和润滑。制作泥浆的设备有两种，一是用泥浆搅拌机，二是用水力搅拌器。使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器；使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机。
桩位放样选用高精度的经纬仪和50m钢卷尺，工程测量基准点用混凝土浇筑固定，并安装防护标志，防止重车辗压和重物碰撞而产生的移位，基准点安设在视线范围内的不产生变形物上，测设点加以混凝土保护。
在测定桩位前，先复校建筑物基点，闭合测量。搞清基点与红线关系，符合误差允许要求后，再测定桩位。测定桩位分三次，在挖埋护筒前测量一次，在埋设护筒后复测一次使护筒中心与桩位偏差不大于设计允许偏差，并做好桩位标志，然后用水准仪测量护筒标高，做好测量记录，第三次测量，在旋挖钻机就位后进行。
桩的孔口护筒是保护孔口，隔离上部杂填松散物，是防止孔口塌陷的必要措施，也是控制定位，标高控制的基准点。因此，每根桩施工前必须埋设护筒，钢护筒的内径应大于钻头直径，具体尺寸按设计要求选用，埋入深度以满足隔离杂填土，防止孔口塌陷为准，护筒外周间隙粘土回填并捣实，以确保护筒稳定牢靠。钢护筒平面位置与垂直度应准确，钢护筒周围和护筒底脚应紧密，不透水。
在桩位复核正确，护筒埋设符合要求。护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位；钻机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。旋挖钻机就位后，利用自动控制系统调整其垂直度，钻机安放定位时，要机座平整，机塔垂直，钻盘（钻头）中心与护筒十字线中心对正。
成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程中对钻头磨损超标的及时更换。根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度；根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。成孔中，按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数。
成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁、垂直度等进行检查，不合格时采取措施处理。成孔检查方法根据孔径的情况来定，当钻孔为干孔时，可用重锤将孔内的虚土夯实，采用直接用测绳及测孔器测，若孔内存在地下水，可采用泵吸反循环抽浆的方法清孔，则采用水下灌注混凝土施工的方法进行钻孔的测孔工作。
清孔是桩施工中保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求，采用正循环回转钻进技术的清孔方法为：桩孔终孔后，将钻具提高20～50m，采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆，并维持正循环30min以上，直到清除孔底沉渣且使孔壁泥质、泥浆含砂量小于4%为止。工程桩孔因有较厚的松散易坍土层，清孔后不能立即终孔，而在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成桩质量。
三、工程质量的保证措施
（一）钻进时出现卡埋钻的控制措施
卡埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故，因此，施工过程中应采取积极主动的措施加以预防。当钻机施工时出现卡埋钻现象时，采取切实可行的措施及时进行处理施工事故。处理卡埋钻的方法如下：
1．直接起吊法：采用吊车直接向上起吊即可。
2．钻斗周围疏通法：即用水下切割或反循环等方法，清理钻筒周围沉渣，然后起吊即可。
（二）针对不同地质的施工方法
由于钻机施工与地质变化密切相关，所以了解并认识地质尤为重要。地质的种类繁多，对于钻机施工而言不必分得过于详细，旋挖钻机扭矩大，轴向压力大，地质的细微变化是可以忽略不计，下面就以下几种地层进行论述：
1．泥层：泥层还有软泥和硬胶泥区分。由于软泥含水量较高，细腻柔滑，具有高压缩性和低承载力，钻进时阻力小负荷轻，钻进平稳等特点；但由于软泥较软，孔内10米以上的泥浆压力较轻，钻进时会出现缩孔现象，以及钻进时负荷轻等原因，钻进时注意钻进深度。硬胶泥的密度适中，钻进时钻机会有一定的负荷，硬胶泥对泥浆的质量要求不高，是一种比较常见的较好钻进的地质，钻进时注意钻进深度即可，多钻会导致钻斗斗底不能关闭，掉下的渣土会引起打滑现象。
2．沙层：可分为中沙、粗沙和细沙，沙层对泥浆要求较高，由于沙层摩擦系数高，所以在钻进沙层时阻力较大。
3．卵石层：卵石层以它的直径、密度及卵石层的厚度来区分，其中直径较大的卵石，钻进时需用特殊钻具钻进；卵石层中的卵石密度决定其硬度，密度越高的卵石层越难钻入。卵石层的厚度也很关键，当然厚度越薄越好。由于卵石层中的卵石排列无规则、大小不一，造成断面凹凸不平，钻进时斗齿受力不均匀、震动大、反作用力强容易断齿及憋住等特点。
4．岩层：具有抗蚀性，承载能力强，呈棕红色，另一方面，由于它具有坚硬的物质特性，所以较难钻进；在太阳辐射、气温、水、植物等对岩石的破坏作用叫做风化岩。由于沙岩和中风化岩层具有较强的胶结性，对泥浆的质量要求不高，成孔后无塌方迹象，钻进负荷重等特点。如果钻具有缺陷或操作不当较难钻进。
（三）如何预防偏孔
旋挖钻机施工规范中允许垂直度偏差为1%度。目前很多桩机工程验孔设备都已采用超声波检验仪，对桩长、桩径和垂直度检验都是很精确的，如果超出规范范围粉刷石膏工程抹灰施工工艺，将会影响成孔质量影响施工进度。
1．偏孔原因：（1）地质：地质是偏孔主要原因，如果地质都是黄土层、粘土层，那么孔内就不会出现偏差现象，多数是由地质变化，风化岩、岩石分布不均，导致钻进时钻斗受力不均匀而造成的；（2）钻斗：钻斗主要功能是切削钻进，但另外也具备导向防偏功能。钻斗中心先导尖具有定位功能、同时先导尖可改变钻进顺序，钻齿的数量及角度是否一致，钻体两侧边刀或防护条的高度是否一致，这些细节可让钻斗钻进时左右受力均匀而预防偏差；（3）操作：当孔内有岩石、漂石、卵石、风化岩层，需控制浮动、加压方式，如果快速钻进就会造成急剧偏孔。
2．如何预防。（1）了解地质：考察工程时通过地质报告、岩芯取样、地理环境等等，详细了解地质情况；（2）钻斗：通过实际验证，螺旋钻斗就比双底捞沙斗能更好地预防偏差，原因是螺旋钻斗的钻进阻力小，再加于先导钻进方式可有效预防偏孔；（3）优化钻斗：尽可能地优化钻斗，让钻斗降低钻进阻力，特别是中心先导尖具有定位作用，可有效预防偏孔；（4）导向钻斗：可在螺旋钻斗或双底钻斗钻体上方焊接与孔径相符的2米长护筒，通过加长钻斗导向钻进，此方法可有效预防偏孔；（5）操作：控制浮动、加压、转速、控制钻进速度可有效降低偏差；（6）钻进方式：通过振动和负载判断当前地质情况，而改变钻进方式：比如切削式钻进、破碎式钻进、拨动式钻进和碾磨式钻进，通过改变钻进方式也可有效预防偏孔。
总之，在基础施工时，设备的选型非常重要，从我们多年的施工经验和设备使用来看，旋挖钻机施工工艺具有施工质量可靠、成孔速度快、适应性强、环保的优点。由于旋挖钻机所形成的孔壁较粗糙，增加了桩侧摩阻力，克服了回旋钻机桩侧摩阻力低，以及孔底沉渣多，泥浆管理差的缺点。尽管旋挖钻机投资较高，但适应性强，最终的经济效益综合指标还是远大于回旋钻机，可见旋挖钻机是一种理想的施工工艺。
[1]郭玉文．旋挖钻机在北京城市铁路高架桥桩基施工中的应用[J].铁道建筑技术，2001，（12）.
[2]周红军．我国旋挖钻进技术及设备的应用与发展[J]．探矿工程，2003，（2）.
作者简介：千智光（1981－），男，浙江杭州人国家投资土地整理项目施工组织设计.docx，浙江省大成建设集团有限公司助理工程师，研究方向：岩土。