旋挖钻施工工艺成桩质量控制研究

本文中主要探讨的就是旋挖钻施工工艺，同时结合具体实际探讨存在于实际施工过程中的主要难点以及具体机械的选型，由此对施工工艺展开更深层面的探究和分析。通过实践发现其中的主要难点，确定质量控制要点，立足于此，最终获得以下结论：旋挖钻施工成孔具有非常典型的质量优势，在实际施工过程中，所有实践指标都能够充分满足设计规范以及要求，以此期望能够对日后旋挖钻工艺的推广打下扎实的根基。

1.具体研究对象的概况

本文主要借助对东部某省某大桥的研究分析，探讨旋挖钻施工工艺的运用。对于这一具体研究对象而言，虽然长度仅大概约0.65km，但是其所处地理位置的实际地质状况相对复杂。通过前期的勘测可以发现，在岩土层中，其主要成分以淤泥、中砂为主，同时还含有粗砂以及经过强风化之后的含角砾质泥岩等。最典型的特征就是沙石颗粒的尺寸存在较大差别，并且可分选性不高，同时其密度以中密至密实为主。

2.施工建设过程中存在的主要难点

（1）首先工期时间短，桩基总量较高；（2）在环保方面的要求比较严格；（3）潮汐等外界因素会对其产生严重影响；（4）大风天气之下会对旋挖钻的正常施工什么显著影响。对于以上难点而言，为充分满足施工质量以及工期要求，在器械的选择上，主要有冲击钻、回旋钻机、旋挖钻机等三种钻机设备和工艺，通过对比这三种不同类型的钻机设备，发现旋挖钻机的典型优势最为显著，因此在实际施工的过程中最终确定使用XR280旋挖钻机。这种钻机机型的底盘为履带式，其主要工作装置既包括动力头，也包括钻杆以及钻具等。

3.具体的施工工艺

3.1工艺基本原理

在行走体系的帮助下确定钻具的充分到位，借助桅杆能够使具体的孔位和钻头位置保持一致，由于辅助了相应的动力装置，因此必然可以为钻杆提供充足的扭距，通过加压设备将压力传递至钻头使其深入土层，提升设备的功能就是同时提出钻头以及外卸土。通过这样的反复和循环，直至达到设计深度。

3.2水泥砂浆的主要配比

在实际钻孔过程中，涉及到的最主要的使用材料就是水泥砂浆，特别是清孔过程，必须保证淡水泥浆的质量能够充分满足规范以及相关要求。水泥砂浆中其最主要的成分就是水泥以及膨润土，同时还包括羧甲基纤维素与纯碱，这四种物质的主要存在比例为1:0.08:0.06:0.009。泥浆的配置可以在护筒中完成，实际钻孔的过程中应当辅以专人负责补浆工作。对于水泥砂浆而言，可以重复使用，如果其性能出现了显著降低，可以按照适当的比例补充调制，直至满足设计需求。

3.3钻进工艺

(1)针对覆盖层而言，需要借助φ2.5m的钻头实施钻穿施工，之后再使用φ1.8m转头完成设计深度，实际扩孔的过程中需要使用的钻头大小为φ2.5m。(2)对于那部分以淤泥质亚粘土层为代表的质地比较松软的土质来说，为了提升钻渣捞取地便捷性，在实际钻进的过程中，应当使用摩擦钻杆与双底板捞砂钻斗。对于那部分比较容易发生坍塌的地层来说，应选择双底板捞砂钻斗，比较典型的有中砂以及粗砂等。而对于那部分强风化含角砾泥质砂岩而言，应当选择截齿钻头。(3)在实际钻进的过程中，如果地层硬度较高，应当选择短螺旋钻头。(4)在具体施工实践中，应结合地质情况确定最佳的钻头，同时还需要严格把控钻进的尺寸。比如，如果需要使用旋挖斗，那么就需要根据斗体确定具体的容量，一般为最佳容量为66%。如果是常规的淤泥质亚粘土层，其提钻标准应当为50cm；如果是砂层，具体的提钻标准可以控制在50-60cm之内，如果是岩层则为30-50cm。(5)在实际扩孔的过程中，如果使用的是钻头大小为φ2.5m，第一次扩孔应当保证40m左右的深度，并借助1.8m的钻斗开展捞渣工作。之后将钻头改为2.5m，这一次确定的扩孔深度为10-15m，再一次捞渣。通过循环往复，直至满足设计需求。(6)在钻孔的过程中，必须要结合实际的地质状况充分把握进尺速度，如果进入粘土地层时可以适当提升钻进速度，再一次进入硬质地层时，就需要适当减缓；如果是比较容易发生缩径现象的地层，就需要适当增加扫孔的遍数。

3.4清孔工序

清孔需要经历两个步骤：其一，可以先借助自带挡板的钻斗清孔，但是在清孔的过程中应当尽力避免对孔底土层的扰动；其二，需要根据实际沉渣量，确定在浇筑混凝土施工工序之前，以正循环的方式实施清孔工作。

4.质量的严格把控

(1)当成孔出现时，由于孔壁的塌落会致使孔底堆积的产生。如果在钻进的过程中达到强透水层，必然会引发过量的承压水使孔壁坍塌。针对这一问题的解决，关键在于对孔内水位的动态管控，同时还要结合具体的土质确定泥浆比重，对于那部分容易坍塌的位置来说，应当选择使用比重较大的泥浆。除此之外，还需要对钻井速度进行调整，以此确保时间间隔的缩短，保障最佳的沉渣清理速度，顺利完成孔成渣清的任务。(2)漏浆。如果在达到透水层之后，没有对泥浆比重实施及时调整，再加上泥皮暂时未能形成到位，必然会导致塌孔现象的产生。因此在实际成孔过程中必须要保障静水压以及泥浆加稠等工作，这样才能够达到有效的强化护壁的效果。(3)在成孔的过程中，如果垂直度和设计要求存在偏差，可以在确定钻机就位之后，将转盘、底座等工具的放置维持在同一垂直线上，与此同时还要避免钻机发生移位。完成同步调整之后，保障钻杆是完全垂直的位置。(4)缩孔，如果是软土层，会由于地下水等综合因素的影响导致土体发生吸水膨胀，这样就会产生缩孔的现象，导致缩径问题的发生。对于这样的情况可以借助反复扫孔的方式，确保孔径满足设计标准。

5.结束语

对于本工程而言，旋挖钻技术的使用保证了快速群桩作业的顺利完成，这也是施工技术的极大突破以及迅猛发展。必然能够为日后的推广和使用提供可靠的数据支持和参考。

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