旋挖桩是指由旋挖钻机施工的桩型, 旋挖钻机的适用范围非常广, 适用于我国大部分地区的土壤地质条件。
传统的钻机的自重有限, 所以在硬质土地上施工时, 钻头因为无法承受更大的施工压力而给施工现场造成了不便。但是旋挖钻机很好的弥补了传统钻机的缺点, 其采用的是动力头装置, 具有很强的钻进能力。所以, 无论任何地质, 旋挖钻机都能很好的适应工程需要。
旋挖桩施工具有突出的节能特点, 其噪音低、无污染, 主要原因是因为旋挖钻机采用的是动力钻头, 通过短螺旋钻头或旋挖斗可以迅速的钻入土内进行旋转挖掘, 同时迅速的提出孔外, 在这过程中, 不需要传统的使用泥浆控制的方式就可以达到干法施工的效果, 这就大大的减少了污染源, 改善了施工环境。
旋挖钻机的钻头采用动力钻头, 在做机械运动时可多次上下往复运作, 使孔壁粗糙, 增加承受压力, 提高负荷率。此外, 旋挖钻机的成孔速度非常快, 最快能达到1m/min, 大大的提高了施工效率;同时, 旋挖钻机的移位也非常方便灵活, 现场适应能力非常强, 从而加快了施工速度, 缩短工期, 提高运作效率。
旋挖钻机的成孔工艺原理与传统钻机工艺不同, 传统钻机在钻进过程中多采用泥浆循环方式, 在施工现场需要设置泥浆池, 但是旋挖钻机在钻进时采用的是静态泥浆护壁钻斗取土的, 根据现场施工地质条件不同, 也可以采用干土直接取土工艺, 这是一种无冲洗介质的循环钻进方式, 在钻进时为了维护孔壁的稳定性和承载能力, 孔内会注满稳定液来进行防护。对于粘结性好的岩土层, 则无需泥浆护壁, 这种施工工艺就叫做干式成孔工艺。
旋挖钻机工作时将整体自重放在可自动运行的履带式底盘上, 通过发动机输出动力来提供施工现场所需的输出功率, 利用斗齿在液压油缸的压力下进行钻土, 出孔后快速回转再倒土。具体描述即旋挖钻机钻孔时, 通过本身自重钻进岩土层, 斜置斗齿在土层中回转切下土块完成挖土动作, 钻斗装满土后, 由起重机提起钻斗, 并拉动钻斗上的开关打开斗门, 快速倒土, 完成倒土动作后, 钻杆向下关闭斗门, 然后再回转进行下一次的钻孔, 如此循环往复, 最终完成整个钻孔作业。
旋挖桩干式成孔的施工工艺流程为平整场地—测量桩位—准备钻机—挖埋护筒 (前期要制作护筒) —钻进 (钻渣弃运) —清孔—成孔检查 (次步由监理工程师检查, 若不合格, 则返回钻进操作步骤, 直至合格为止;若合格, 则进入下一步骤) —下放钢筋笼 (前期要进行钢筋笼的制作) —二次清孔 (操作步骤同第一次相同) —灌注混凝土 (前期准备好混凝土设备病制作混凝土试件) —凿柱头—成桩检测。
施工前要有必要的准备工作, 首先是资料的准备, 如必要的场地工程地质资料和桩基工程施工图及图纸会审纪要, 车间、周围建筑等的调查资料, 相关施工工艺的参考资料等等;其次是施工机械及设备的准备, 如测量仪器、旋挖钻孔机、电焊机等等;另外, 对各中小型机械的参数要求要符合施工规范, 搅拌机、电焊机、气瓶等机具要保证其能正常安全运作。
根据设计要求合理布置施工场地是施工能够顺利开展的前提, 平整好场地之后, 组织专业工作人员进行桩位的测量方样, 在没有桩位的地方放出施工道路的位置, 测量好车辆行车路线, 确保行车通道同施工现场保持一定距离, 制造一个良好安全的施工现场。
埋设护筒之前, 首先要保证护筒符合要求。护筒选用整体式全钢筒, 钢护筒的内径要大于钻头的直径, 壁厚根据长度的不同选用5mm～20mm不等, 同时在护筒上加上钢板套圈, 这样可防止在周转使用时发生变形。埋设护筒前, 用全站仪放出桩位中心, 然后根据十字交叉法延伸出四个保护桩, 方便在钻进过程中可以准确校对钻孔中心位置。用旋挖钻机钻斗上的扩孔刀扩口, 待到深度合适、大孔和小孔中心一致后, 用吊车放下护筒, 最后在护筒周围用粘土夯实, 然后用水准仪测量相应数据, 以作参考依据。
钻机准确就位后, 就可以开始进行钻进。钻进时按顺时针方向进行旋转钻孔, 刚开始要放慢旋挖速度, 要稳要慢, 在旋挖过程中要通过控制盘来监测垂直度, 发现偏差立即校正。当钻斗充满钻渣后, 再按逆时针方向旋转钻斗, 而后上提钻斗。与此同时, 钻渣弃运也要同时进行, 当钻机自身旋转到翻斗车处, 将底盖打开, 卸掉钻渣。
通过清孔可以保证桩孔的质量指标、孔壁泥渣等符合桩孔质量要求。一般采用循环回转钻进技术进行清孔, 当桩孔内积累较厚土渣, 一次清孔无法完全达到要求时, 可安装好灌浆导管进行第二次清孔, 直至符合设计要求为止。
在下方钢筋笼之前, 首先应该完成钢筋笼的制作, 制作时根据具体项目的不同可设计不同尺寸的钢筋笼。在制作钢筋笼时, 使用的钢筋材料一定要符合设计要求, 保证材料质量合格, 同时, 钢筋笼的捆扎也要符合相关规定标准。钢筋笼制作完成之后应将钢筋笼放在钻孔内准确的位置上并固定, 防止在灌注混凝土时发生位移偏差。
灌注混凝土时一般采用导管法进行灌注, 使用搅拌机进行生产, 专用输送车运输, 在孔口适当的位置铺筑一条坡道, 让输送车直接进行混凝土灌注。
在进行整个旋挖桩干式成孔施工过程中, 保证每一步施工步骤都能保质保量的进行是十分重要的。例如, 在桩基成孔中, 要检查桩孔直径以及深度是否符合设计标准, 检测时, 也要注意检测仪器正确的操作, 这样才能保证检测结果准确无误;在钢筋笼的制作安装时, 首先要保证钢筋笼的制作符合标准, 使用的钢筋材料质量过关, 吊装时也要保证钢筋笼不会发生弯曲等危险现象等等。
干式成孔具有很多优越性和先进性, 其使用成本低, 实施效率高, 施工环境好, 是非常适用的钻孔方式。
摘要：随着社会的进步, 旋挖桩工艺得到越来越多的应用, 在我国, 旋挖桩工艺是近几年才引进的一种先进的桩基施工工艺, 其被广泛的用于公路、铁路、桥梁和大型建筑的施工中。本文首先简单阐述了旋挖桩干式成孔相关概念的定义, 旋挖钻孔的优点以及工作原理, 然后详细描述了旋挖钻机的施工工艺流程和要点, 最后简单介绍了施工过程中的质量保证措施, 以期为实践操作提供参考。
关键词：旋挖桩,干式成孔,旋挖钻机,施工工艺,质量控制
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