旋挖钻机在无锡地区施工
2018-11-10 10:14:35 点击：
近几年，旋挖钻机在全国桩基施工上广泛普及使用，尤其是处在长江三角洲平原的无锡地区施工，发挥出其自身许多优势，给施工单位带来较好的效益，但因自身设计制造和施工环境的制约，也存在不足之处，笔者就旋挖钻机在无锡施工中出现的问题谈几点意见。
关键词:旋挖钻机,化学泥浆
中图分类号：P634.3+1
旋挖钻机以其高效率、高质量、无污染、成孔快，场地移动便捷等优点，越来越受到施工单位所接受。近几年，在全国各地广泛使用，尤其是处在长江三角洲平原的无锡的境内，发挥出自身特点，给施工单位带来较好的经济效益。但因自身设计（沉重、体大、钻杆长度）和施工环境的制约，施工时在一定程度上也有不足之处，笔者就旋挖钻机在无锡地区施工存在的问题及对策谈几点意见。
区域概况
1.1地形、地貌、气候
区域内主要是长江三角洲平原区，局部通过剥蚀低山丘陵区，三角州平原区，地势平坦宽阔，农田、菜地、树苗广泛，河渠纵横，水塘密布，地面高程2~6m（黄海高程），由西向东微倾。
境内属亚热带海洋性季风气候，全年寒暑变化明显，四季分明，温和湿润，夏季受太平洋热带风暴在沿海登陆，受其影响，常有大风暴雨。降雨量约在140mm；年平均气温11~16℃。
1.2工程地质和水文地质
区域地层隶属于江南地层区，自老到新有古生界志留系，泥盆系、石炭系、二叠系，中生界三叠系、侏罗系，自垩系以及新生界第三系和第四系，除泥盆系出露地表并组成境内山体外，其余地层均陷伏于第四系之下，长江三角洲平原区，均为第四系地层覆盖，系江河、湖泊、海相沉积形成，有粘土，粘质粘土夹粘细砂等地层。
该地质的水文主要特征：由于地表水丰富，各主要河流均常年左右，水位受季节雨水影响较大，变幅约在1.0m左右。
1.365m以内工程桩主要代表地层有：
①耕填土：裼黄色、松散、软塑、厚度0.4~1.2m
②亚粘土：裼黄色、硬塑、厚度3.3~5.6m
③淤泥质亚砂土：灰色、软、流塑、局部液化，厚度1.5~16.1m
④亚粘土：灰绿色、灰黄色、灰色、软硬交替，厚度8.2~26.3m
⑤粉砂土：灰色、流塑、厚度2.7~9.3m
⑥亚粘土：青灰色、稍硬、厚度2.0~5.5m
存在问题
2.1施工成孔后，垂直度不够标准
2.2钢筋笼按放不顺
2.3孔底沉渣过厚
2.4砼超方严重，雨季施工较为明显
2.5激震波效应测桩，误判为“C”类桩
3、主要原因分析
3.1长江三角洲平原区，主要是因江河，湖泊、海汀沉积而成，属软弱基，表土层松散。钻机虽在施工前校准，但频繁取土过程中，未免携带少量泥浆侵蚀表土。且机械旋转放土，重心偏移，长时间的运转，使得机械倾向一方或者轻微滑动造成垂直不够标准。
3.2从代表地层分布 看出⑤地层为分类砂土层，厚度在2.7~9.3m之间，粉砂含量较大，流塑或软塑，有承压水，一般埋深在地下30~40m。易产生缩径，使得钢筋笼安放不顺。
3.3因旋挖钻头取土时，钻头筒壁与孔壁摩擦时间短，削土较快，很难形成泥皮保护层，在松散含水的粉砂土层中，长时间浸泡，局部易塌落；在钢筋笼安放中，速度过快，从而与孔壁相刮，造成孔底沉渣过厚。
3.4受雨季的影响，③地层含水量较大，部分流塑，且易于液化。降雨时，由于保护措施不够，导致雨水或地表水进入泥浆池中，致使池中地中的泥浆浓度降低，部分③层土发生液化，导致垮孔，造成扩径。灌注时，大量砼充填，形成“鼓肚”，造成较大的超方。
3.5由于桩身存在“鼓肚”，小应变检测时，激震波出现异常，直观波型类似桩身中夹浆层效应，常被误 判为“C”甚至断桩。
4、施工对策
4.1施工前，平整场地，铺设钢板，增大受压面积，减少机械对表土的压强，使机械沉降均匀，必要时在钢板周围培土围堰，防止泥浆渗入板底，常观钻机仪表，及时校正，确保钻孔垂直度。
4.2配置优质泥浆，
旋挖钻机成孔，泥浆的作用主要是护壁，泥浆的正确使用是保证挖空成败的关键。
泥浆具有一定的密度，在槽内对槽壁有一定的静水压力。相当于一种液体支撑，你将能渗入土壁形一层渗入水性很低的泥皮，有助于维护土壁的稳定性。
泥浆具有较高的粘性，能在挖空过程中将土渣悬浮起来（亦称为悬浮液）。这样就可使钻头时刻钻进新鲜土层避免土渣堆积在工作面上影响挖空效率，又便于土渣随同泥浆排出孔外。
以泥浆作冲洗液，既可降低钻具因连续冲击或回转而上升的温度，又可减轻钻具的磨损消耗，有利于提高挖孔效率并延长钻具的使用时间。
挖空所用的泥浆不仅要有良好的固壁性质，而且要便于灌注混泥土。如果泥浆的膨润土浓度不够、密度太小、粘度不大、侧难以形成泥饼。难以固壁，难以保证其携砂作用。但如粘度过大，也会发生泥浆循环阻力过大，携带在泥浆中的泥沙难以除去，灌注混凝土上午质量难以保证以及泥浆不易从钢筋笼上驱除等弊病，泥浆还应有一定的稳定性，保证在一定时间内不出现分层现象。
泥浆性能指标必须始终体质满足以下标准：
密度：1.14~1.18kg/L
粘度：26~28T（S）之间
胶体率：＞96%
含砂率：＜4%
PH值8-9之间
尤其在降雨期间，泥浆池周围进行围堰，防止地表水进入泥浆池中。钻进增大密度和粘度，必要时在孔内投放粘土，用螺旋钻头上下运动，左右旋转，增大孔内泥浆的浓度。目的为了增大液体的压强和浆的粘度，护好壁，避免塌落，形成“鼓肚”和沉渣过厚以及缩径造成钢筋笼安放下顺等现象。泥浆配置标准与否是解决该问题的关键所在！
4.3桩身检测后，及时将地质报告，现场灌注记录，和桩位图纸整理出来与检测单位联系，综合分析，防止因“误判”所带来不必要的损失。
4.4施工中还应注意：
4.4.1保持孔内泥浆与地面致，钻头下放时尽量减少碰撞孔壁。
4.4.2最好采用沉淀池与贮浆池并用，回收孔内泥浆时，先进入沉淀池再回贮浆池，降低含砂量。
4.4.3缩短成孔后的等待时间。砼灌注在⑤③地层时，脐时测量砼面的高度，防止超拔或堵管造成断桩。
4.4.4预防孔壁坍塌。在松散沙土或流砂中钻进时，应控制进尺，选用较大密度、松度、胶体率的优质泥浆。将护筒的底部贯入粘土中0.5mm以上，成孔速度应根据地质情况选取，如地下水位变化，应采取升高护筒，增大水头，或用虹吸管连接等措施。从钢筋笼的绑扎、吊插以及定位垫板设置安装等环节均应予以充分注意。
如孔口发生坍塌，应先探明坍塌位置，将砂和粘土混合物回填到坍孔位置以上1~2m，如坍孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再进行钻孔。
4.4.5预防桩孔偏斜。在有倾斜的软硬土层处钻进时，应吊住钻杆，控制进尺速度并一低速钻进。场地要平整。使钻机底盘要水平，桅杆要垂直且钻头中心与桩心同在一条轴线上，并注意要经常检查和校正。在桩孔偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，使孔校直。
4.4.6预防缩孔。上下反复扫孔，以扩大孔径，泥浆保持一定的浓度。
关键词:旋挖钻机,化学泥浆
中图分类号：P634.3+1
旋挖钻机以其高效率、高质量、无污染、成孔快，场地移动便捷等优点，越来越受到施工单位所接受。近几年，在全国各地广泛使用，尤其是处在长江三角洲平原的无锡的境内，发挥出自身特点，给施工单位带来较好的经济效益。但因自身设计（沉重、体大、钻杆长度）和施工环境的制约，施工时在一定程度上也有不足之处，笔者就旋挖钻机在无锡地区施工存在的问题及对策谈几点意见。
区域概况
1.1地形、地貌、气候
区域内主要是长江三角洲平原区，局部通过剥蚀低山丘陵区，三角州平原区，地势平坦宽阔，农田、菜地、树苗广泛，河渠纵横，水塘密布，地面高程2~6m（黄海高程），由西向东微倾。
境内属亚热带海洋性季风气候，全年寒暑变化明显，四季分明，温和湿润，夏季受太平洋热带风暴在沿海登陆，受其影响，常有大风暴雨。降雨量约在140mm；年平均气温11~16℃。
1.2工程地质和水文地质
区域地层隶属于江南地层区，自老到新有古生界志留系，泥盆系、石炭系、二叠系，中生界三叠系、侏罗系，自垩系以及新生界第三系和第四系，除泥盆系出露地表并组成境内山体外，其余地层均陷伏于第四系之下，长江三角洲平原区，均为第四系地层覆盖，系江河、湖泊、海相沉积形成，有粘土，粘质粘土夹粘细砂等地层。
该地质的水文主要特征：由于地表水丰富，各主要河流均常年左右，水位受季节雨水影响较大，变幅约在1.0m左右。
1.365m以内工程桩主要代表地层有：
①耕填土：裼黄色、松散、软塑、厚度0.4~1.2m
②亚粘土：裼黄色、硬塑、厚度3.3~5.6m
③淤泥质亚砂土：灰色、软、流塑、局部液化，厚度1.5~16.1m
④亚粘土：灰绿色、灰黄色、灰色、软硬交替，厚度8.2~26.3m
⑤粉砂土：灰色、流塑、厚度2.7~9.3m
⑥亚粘土：青灰色、稍硬、厚度2.0~5.5m
存在问题
2.1施工成孔后，垂直度不够标准
2.2钢筋笼按放不顺
2.3孔底沉渣过厚
2.4砼超方严重，雨季施工较为明显
2.5激震波效应测桩，误判为“C”类桩
3、主要原因分析
3.1长江三角洲平原区，主要是因江河，湖泊、海汀沉积而成，属软弱基，表土层松散。钻机虽在施工前校准，但频繁取土过程中，未免携带少量泥浆侵蚀表土。且机械旋转放土，重心偏移，长时间的运转，使得机械倾向一方或者轻微滑动造成垂直不够标准。
3.2从代表地层分布 看出⑤地层为分类砂土层，厚度在2.7~9.3m之间，粉砂含量较大，流塑或软塑，有承压水，一般埋深在地下30~40m。易产生缩径，使得钢筋笼安放不顺。
3.3因旋挖钻头取土时，钻头筒壁与孔壁摩擦时间短，削土较快，很难形成泥皮保护层，在松散含水的粉砂土层中，长时间浸泡，局部易塌落；在钢筋笼安放中，速度过快，从而与孔壁相刮，造成孔底沉渣过厚。
3.4受雨季的影响，③地层含水量较大，部分流塑，且易于液化。降雨时，由于保护措施不够，导致雨水或地表水进入泥浆池中，致使池中地中的泥浆浓度降低，部分③层土发生液化，导致垮孔，造成扩径。灌注时，大量砼充填，形成“鼓肚”，造成较大的超方。
3.5由于桩身存在“鼓肚”，小应变检测时，激震波出现异常，直观波型类似桩身中夹浆层效应，常被误 判为“C”甚至断桩。
4、施工对策
4.1施工前，平整场地，铺设钢板，增大受压面积，减少机械对表土的压强，使机械沉降均匀，必要时在钢板周围培土围堰，防止泥浆渗入板底，常观钻机仪表，及时校正，确保钻孔垂直度。
4.2配置优质泥浆，
旋挖钻机成孔，泥浆的作用主要是护壁，泥浆的正确使用是保证挖空成败的关键。
泥浆具有一定的密度，在槽内对槽壁有一定的静水压力。相当于一种液体支撑，你将能渗入土壁形一层渗入水性很低的泥皮，有助于维护土壁的稳定性。
泥浆具有较高的粘性，能在挖空过程中将土渣悬浮起来（亦称为悬浮液）。这样就可使钻头时刻钻进新鲜土层避免土渣堆积在工作面上影响挖空效率，又便于土渣随同泥浆排出孔外。
以泥浆作冲洗液，既可降低钻具因连续冲击或回转而上升的温度，又可减轻钻具的磨损消耗，有利于提高挖孔效率并延长钻具的使用时间。
挖空所用的泥浆不仅要有良好的固壁性质，而且要便于灌注混泥土。如果泥浆的膨润土浓度不够、密度太小、粘度不大、侧难以形成泥饼。难以固壁，难以保证其携砂作用。但如粘度过大，也会发生泥浆循环阻力过大，携带在泥浆中的泥沙难以除去，灌注混凝土上午质量难以保证以及泥浆不易从钢筋笼上驱除等弊病，泥浆还应有一定的稳定性，保证在一定时间内不出现分层现象。
泥浆性能指标必须始终体质满足以下标准：
密度：1.14~1.18kg/L
粘度：26~28T（S）之间
胶体率：＞96%
含砂率：＜4%
PH值8-9之间
尤其在降雨期间，泥浆池周围进行围堰，防止地表水进入泥浆池中。钻进增大密度和粘度，必要时在孔内投放粘土，用螺旋钻头上下运动，左右旋转，增大孔内泥浆的浓度。目的为了增大液体的压强和浆的粘度，护好壁，避免塌落，形成“鼓肚”和沉渣过厚以及缩径造成钢筋笼安放下顺等现象。泥浆配置标准与否是解决该问题的关键所在！
4.3桩身检测后，及时将地质报告，现场灌注记录，和桩位图纸整理出来与检测单位联系，综合分析，防止因“误判”所带来不必要的损失。
4.4施工中还应注意：
4.4.1保持孔内泥浆与地面致，钻头下放时尽量减少碰撞孔壁。
4.4.2最好采用沉淀池与贮浆池并用，回收孔内泥浆时，先进入沉淀池再回贮浆池，降低含砂量。
4.4.3缩短成孔后的等待时间。砼灌注在⑤③地层时，脐时测量砼面的高度，防止超拔或堵管造成断桩。
4.4.4预防孔壁坍塌。在松散沙土或流砂中钻进时，应控制进尺，选用较大密度、松度、胶体率的优质泥浆。将护筒的底部贯入粘土中0.5mm以上，成孔速度应根据地质情况选取，如地下水位变化，应采取升高护筒，增大水头，或用虹吸管连接等措施。从钢筋笼的绑扎、吊插以及定位垫板设置安装等环节均应予以充分注意。
如孔口发生坍塌，应先探明坍塌位置，将砂和粘土混合物回填到坍孔位置以上1~2m，如坍孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再进行钻孔。
4.4.5预防桩孔偏斜。在有倾斜的软硬土层处钻进时，应吊住钻杆，控制进尺速度并一低速钻进。场地要平整。使钻机底盘要水平，桅杆要垂直且钻头中心与桩心同在一条轴线上，并注意要经常检查和校正。在桩孔偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，使孔校直。
4.4.6预防缩孔。上下反复扫孔，以扩大孔径，泥浆保持一定的浓度。
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