奈普顿化学泥浆图片展示

作者：徐晖

来源：《房地产导刊》, 2014(10)


【摘要】如今大部分的桩基施工已经不能满足现阶段桥梁技术施工的需求，而旋挖钻机作为目前基础工程机械中的一种全新的机种，本着一种高效、节能、低噪声、低污染以及底层适应性较广的特点，在近几年来的推广应用，逐渐的被应用到桥梁桩基工程中。本文主要对旋挖钻施工的适应范围以及其施工工艺进行一定的概述，进一步的对旋挖钻施工技术进行一定的分析，又在一定程度上结合旋挖钻在桥梁施工中的常遇到的一些问题，并给出了一定的处理措施。 


【关键词】旋挖钻；桥梁桩基；施工技术；应用 

伴随着我国高速公路的快速发展，我国的桥梁基础工程在高速公路的应用越来越广泛，这就在一定程度上带动了我国桥梁建设的快速发展，但随着桥梁建设的桥梁基础桩基的数量越来越多和桩径越来越大以及其施工技术的难度日益加大，这就在一定程度上需要我国的桥梁技术施工要不断的引进新的技术。而旋挖钻施工技术中的成孔施工技术则是钻孔灌注桩施工中的一个较为先进的施工方法，在一定程度上有着成孔效率高、质量好、速度快以及环保无噪音等特点，在桥梁基础施工中被广泛的应用。

 

一、旋挖钻在桥梁基础施工中的适用范围
目前最先进的一种桩基施工方法则是旋挖钻施工，有着高效、低噪、环保、成孔质量高以及机械化程度高等优点，被广泛的应用在各种土质地层、砂性土、砂卵砾石层以及中等硬度一线的基岩的施工中。但是在目前的桥梁桩基础施工中，旋挖钻头的选用是尤为重要的，然而，对于旋挖钻头在实际的选用过程中，其主要的影响因素有三个方面，即地层情况；钻机功能；孔深、孔径、沉渣厚度以及护壁措施。对于旋挖钻机在桥梁桩基础施工中，旋挖钻机施工的效率是特别高的，同时旋挖钻机在钻土层时的速度也是极快的，成孔质量好以及又有一定的自动测斜装置，这就在一定程度上保证了钻孔的垂直度，减少了对泥浆的破快，进一步的对泥浆的质量有了一定的保障性。 
　　

但是就目前而言，我国的旋挖钻施工技术仍然不是特别的完善，在硬岩层、较致密岩石以及孤石层施工的时候其施工相对来说是比较困难的，而且在一定程度上还容易发生孔内事故和机械事故。 

二、旋挖钻施工工艺
（一）旋挖钻施工工艺 
现有的旋挖钻施工工艺不同于其它的机械桩基成孔工艺，而旋挖钻成孔工艺相对来说是实用性比较强的，首先其成孔工艺主要是在可以闭合开启的钻斗的地步和侧边，进行镶焊切削合金钢黏头上，通过伸缩钻杆的旋转驱动，并对旋转切削挖掘土层进行一定的加压，使得金刚切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，在钻头装满后提出空外卸土，这一过程通过一定的循环进行，也就形成了一定的桩孔。 
　　
然而旋挖钻工作使得压力传递的顺序则是则是动力头油缸、动力头、钻杆、钻头以及切削刀。 
　　
旋挖钻工作时的扭矩传递的顺序则是动力头马达减速机、动力头轮毂、钻杆、钻头以及切削岩土。 
　　
我们知道旋挖钻机的在将其动力转变为施工所需要的钻进压力和扭矩的时候，钻杆和钻斗在一定程度上时刻都影响着旋挖钻机工作时压力和扭转的传输利用率，而斗齿刃和前角在一定程度上有时钻斗的一个关键性的参数。 
　　
但是，在桥梁桩基础施工的过程中，由于旋挖钻机自身的重量在一定程度上使非常大的，这也在一定程度上为钻杆和钻头切入土层有着一定的积极影响，进而使得斜向斗齿在钻斗回转的时候进而切下一定的图块向都内推进，最后完成钻取土的过程。但是在实际的桥梁桩基础施工的过程中也会遇到硬土，这个时候，旋挖钻机自身的重力并不能在一定程度上使得斗齿并不能完全的切入土层，这个时候就要借助加压油缸对钻杆进行持续的加压，把斗齿强行的切入土中，进一步的完成钻孔取土，这个加压的原理则是在动力头传递的时候，再将筒式主轴内壁的板牙和钻杆矩形键间的正压力通过摩擦所产生的摩擦阻力进而对钻斗加压。 


最后在钻斗装满土的时候，可以通过对起重机进行一定的提升，直至其到孔外，这个时候通过对钻斗上的开关进行拉动，其底门也就在一定能够程度上就打开了，而钻斗内的土通过自身重力就可以自动排出。同时当钻斗内的渣土不能够很好的排出的时候，可以通过不断的旋转钻斗，通过一定的惯性作用将钻斗内的渣土排出，之后在将钻杆垂直向下，管好斗门，进行周而复始的钻进过程。 


（二）旋挖钻施工的工艺流程 
其旋挖钻在实际的施工过程中，它的施工工艺流程是进行施工准备、测量放样、制备泥浆、埋设护筒、钻机就为、钻进成孔、清孔以及下道工序的进行。 
　　
（三）旋挖钻施工特点 
一般情况下，旋挖钻施工有如下特点： 
第一、采用平行四边形变幅机构，施工机动灵活，作业效率高。 
第二、功率大、成孔速度快。 
第三、移位方便、定位准确。 
第四、成孔质量高。 
第五、噪音小、环保。 

第六、施工效率高、成本低。 

三、旋挖钻施工技术
旋挖钻施工技术在桥梁桩基础施工过程中，首先就要有一个施工的准备过程，然后在进行一定的钢护筒制作及埋设，同时还要对泥浆进行一定的制备，最后钻机钻孔的过程。 
　　
（一）首先就其施工准备这个过程而言，在施工之前就要对场地进行一定的平整，然后对杂物进行一定的清除，当处理稍微有点陡坡的场地时，就在用枕木或者是型钢对工作平台进行一定的搭设，但是一定要保证平台必须要坚固稳定。同时也要对施工道路进行一定的铺设，务必保证电源和水源的安全和充足。之后在进行开挖储水池、泥浆池以及沉淀池等，其次准备合格的粘土，最后进行测量放线定下桩位。 
　　
（二）钢护筒的在制作和掩埋的过程中，一般情况下，其钢护筒的厚度基本上是6m，而且互通的内径要比桩径稍微大一点，其护筒的顶面应设几个溢浆口。在对护筒进行掩埋的过程中，采用挖孔埋设的方法进行施工，在开挖之前应该探明私下的障碍物，确保其开挖的顺利进行。 　　


（三）泥浆制备的过程，首先就是在砂类土或者是黏土夹层中进行一定的钻孔，然后采用膨润土泥浆进行护壁，严格依照泥浆的性能指标。 
　　
（四）在钻孔的过程中，钻机就位之前，应对主要的极具和配套设备进行一定的检查和维修，同时还要进行一定的勘察，就地层的不同而选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度以及合适的泥浆比重。钻机在就位的时候，严格的调整桅杆的高度，确保钻头中心和钻孔中心对准。 
　　
（五）钻机钻孔的过程中，在开钻的时候，首先应该用低档慢速钻进，同时在其钻进的过程中应该注意地层上的变化过程，一般情况下，钻孔施工的时候，要随着孔深的增加进而向孔内及时的补浆，在一定程度上确保钻孔内泥浆的定稿始终高于外部水位或者是地下的水位。这就在一定程度上使得泥浆的压力超过了静水压力，进而在孔壁上形成一种能够保护孔壁防止坍塌的泥皮。 
　　
（六）在其钻孔的过程中，首先要随时的观察钻杆是不是垂直的，还要在一定程度上通过深度计数器对钻孔的深度进行一定的控制。当旋挖斗钻顺时针旋转钻进的时候，还要保证底板的切削板和筒体翻版的后边是对齐的状态，同事哦钻屑进入筒体之后，装满一斗之后，使得钻头逆时针的旋转，进而拔出钻头进行一定程度上的卸土。 
　　
（七）旋挖钻在钻孔完成之后，则就要对钻孔进行一定的清洗和检测，一般情况下清空的过程中则要采用换浆法，但是在实际的清空过程中，最先注重的则是保持孔内水位是相对稳定的一种状态。清孔的一个最主要的目的一方面清除钻渣和沉淀层使得孔底沉淀的厚度减少；另一方面则尽可能的保证桩底存留过厚沉渣桩的承载力。 
四、旋挖钻机在施工中与传统循环钻机相比的优缺点
前面我们已经充分的介绍了旋挖钻机在施工中有着各种各样的优点，但是与传统的循环钻机相比，主要的优点表现在以下几个方面： 


第一、旋挖钻机的设备性能先进，自动化程度高，劳动强度低。 
第二、钻进效率相对较高、成桩的质量好。 
第三、旋挖钻机在施工的过程中环境污染小。 
第四、旋挖钻机在施工的过程中节约了材料，同时也缓解了供电的压力，减少了用电安全生产隐患。 


但是，旋挖钻机在实际的使用中，同传统的疯循环钻机相比同样也存在着一些缺点，主要表现在以下几个方面： 
第一、旋挖钻机在施工的过程中受施工图层的制约相对较大。 
第二、旋挖钻机施工过程中其泥浆护壁效果是一般。 
第三、旋挖钻机的施工成本相对较高。 
第四、旋挖钻机在施工完成之后在搬迁工地的时候有点难度。 

总而言之，现有的旋挖钻机技术在桥梁桩基础施工的过程中，有着一定的优点，同时也存在一些局限性的缺点，在今后对于该技术的研究更应该加快其研究力度，更加的完善旋挖钻机的技术。 

五、目前常见的钻孔事故以及其处理方法
一般情况下，常见的钻孔事故主要有坍孔、斜孔、掉钻及孔内遗落杂物、埋钻和卡钻、扩孔以及缩孔等事故发生，下面主要介绍前三种钻孔的事故。 
　　
（一）坍孔 
所谓的坍孔则是孔内的水位突然的下降，而孔口不断的冒出细密的水泡和钻机的负荷不断的增加。这种坍孔现象的产生主要有以下几个原因： 
第一、泥浆的相对密度太小、泥浆性能的指标不符合要求 
第二、出渣后没有及时的补充泥浆或者是河水 
第三、护筒埋置的相对较浅 
第四、在松软砂层中钻进进尺太快 
第五、清孔后的泥浆相对密度和粘度降低 
第六、清孔的操作不是特别的正确 
　　
在面对旋挖钻机施工过程中出现的坍孔现象而言，就要在一定程度上进行一定的预防处理措施，一方面在松散的砂土中钻进的过程中，应该严格的控制进尺的速度，尽量选用密度较大的高质量的泥浆；一方面在孔口发生坍塌的时候，应立即的拆除其护筒并在一定程度上回填钻孔，进行重新的埋设护筒再进行一定的钻进；另一方面其清孔的过程应该由指定的专业人士进行一定程度上的清孔。 


（二）斜孔 
斜孔产生的原因主要有以下几个方面： 
第一、钻孔中有较大的孤石和探头石 
第二、在钻进的过程中钻头受力不均匀 
第三、钻杆弯曲、接头不正 
旋挖钻机在实际的施工过程中斜孔出现的时候一方面要对钻杆接头进行一定的检查，及时的进行一定的调正；另一方面在钻架上增设导向架。 
　　
（三）掉钻及孔内遗落杂物 
这种掉钻和孔内遗落杂物现象产生的原因主要表现在以下几个方面： 
第一、孔斜和地层的软硬不均匀 
第二、施工人员操作不当 
第三、钻杆接头不良或者是滑丝 
第四、电动机接线错误 
第五、转向环、转向套等焊接处断开 
为了避免这种现象的出现，首先就应该严格的避免孔斜现象，然后经常地进行孔底和孔内的清洁，尽可能的保持泥浆性能，规范施工人员的操作。 
结语
旋挖钻在桥梁桩基础施工技术的大量应用，为我国的现代化桥梁建设的发展有着极其重要的作用，但是，旋挖钻技术在实际的应用中，仍然存在着各种各样的问题，但我相信，随着我国经济时代的快速发展，以及相关人士对旋挖钻施工技术的不断完善，旋挖钻在桥梁桩基础施工技术的应用平台将会更加的广阔，我国的桥梁建设将会以一种突飞猛进的姿态走向世界的舞台。 
　　
【参考文献】
[1] 刘炼 . 桥梁基础工程旋挖钻施工技术分析 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2012，（13）. 
[2] 王才. 桥梁基础工程旋挖钻施工技术分析 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2013，（9）. 
[3] 罗先富. 浅谈旋挖钻施工工艺及特点 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2012，（28）.

[4] 张晓军. 浅谈旋挖钻施工工艺及特点 [J]. 中小企业管理与科技，2011，（30）：110-110.

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