旋挖钻机和回转钻机合成孔在钻孔灌注桩中的应用

2014-02-22王庆军WANGQingjun武坤伦WUKunlun

价值工程 2014年2期

王庆军 WANG Qing-jun；武坤伦 WU Kun-lun

（河北建设勘察研究院有限公司，石家庄 050000）

（Hebei Construction Survey Research Institute Co.，Ltd.，Shijiazhuang 050000，China）

0 引言

随着我国基础建设规模的不断扩大，大直径旋挖钻机钻机在桩基施工中得到了广泛应用，它具有施工效率高、成孔质量好等特点。最近两年随着旋挖钻机施工设备及施工技术的不断发展，大型旋挖钻机已经在桩基施工中发挥出重要作用，展现出巨大的优势。但是对于一些钻孔灌注桩工程，由于钻孔深度及地层方面的原因，旋挖钻机不能够独立成孔，就需要回转钻机来发挥它的特点。洋浦大桥5#墩旋挖钻机和回转钻机合成孔，汲取了两种设备各自的优点，同时弥补了单独使用旋挖钻机和回转钻机时缺点和不足，大大提高了施工效率。

1 工程概况

1.1 总体概况海南洋浦大桥连接海南省洋浦经济开发区和儋州市白马井镇，是海南省高速公路网规划中洋浦－儋州－万宁高速公路的起点工程，大桥5#墩桩基，孔深118m，桩径2.2m，桩数37根，护筒埋设长度32m，采用泥浆护壁旋挖钻机与回转钻机成孔工艺施工，属于海上平台施工。主要技术要求如下：①成孔倾斜度小于1/200；②护筒外扩孔系数小于1.13；③桩基成桩质量85%以上达到Ⅰ类桩。

1.2 工程管理重点 ①合理资源配置，桩基施工采用TR400C旋挖钻机、ZSD300/GF300回转钻机成孔，因此合理配置机械、优化场地布置、提高效率是工程有效进行的关键；②做好职工的安全培训、环境保护和各工序技术交底；③确保施工现场生产调度工作协调到位；④认真落实各项质量控制措施，严格控制各工序施工质量。

1.3 主要地层情况描述 5#墩地质情况复杂，从32m至110m在不同桩的不同地层深度有5～7种胶结层夹层，其中92m以上地层夹层为中等胶结，92m以下为硬质胶结层。其他地层情况：32m以上主要为淤泥、砾砂、粘土。32m～92m主要为粉细砂、中砂。92m至孔底主要为硬塑状粘土、密实砂土。

2 钻进工艺

2.1 回转钻机钻进工艺正常钻进施工中，在粘性土层钻进时，要控制进尺，每钻进一个回次的单根钻杆要及时进行扫孔，同时应避免糊钻；在强风化玄武岩地层钻进或胶结层时注意垂直度和钻进速度的控制，以保证钻孔直径满足要求；钻进过程中注意往孔内及时补充浆液量，维持护筒内的水头高度，保证孔壁稳定。提升钻具时应平稳，尤其是当钻头处于护筒底口位置时，必须防止钻头钩挂护筒。加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底20cm，循环泥浆以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，然后再加接钻杆。钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头漏水漏气，使反循环无法正常工作。钻孔过程应分班连续进行，不得中途长时间停止。认真、仔细检查下入孔内的钻具，保证其可靠性，避免掉钻事故的发生。详细、真实、准确地填写钻孔原始记录，精确测量钻具长度，应注意地层的变化，在地层变化与地质报告提供资料不相一致时，应及时通知技术人员。

2.2 旋挖钻机钻进工艺采用旋挖钻机钻进成孔，应及时补浆，防止塌孔。钻机就位时必须平正、稳固，以免造成桩孔的偏斜或钻机的倾倒。钻机按指定位置就位，调整桅杆及钻杆的角度。钻机就位后，要精心调平，使得底座和端座平稳，在钻进运行中定期用仪器检查和校正，确保钻机不产生位移和沉陷。钻机的钻头或钻杆和护筒中心在同一铅垂线上，偏差不大于5cm。钻头提出孔口时，打开泥浆泵由泥浆池泵送泥浆到护筒内，使泥浆能及时补充到孔内，以防孔内液面下降而导致坍孔。旋挖作业其他要点：尽可能根据土层正确选择钻斗类型，软土层选择楔形齿、小切削角、小刃角、齿宽稍大；硬土层则选用较大切削角、较窄的弯曲齿套；粘土层的齿间距宜大些，以免糊钻，影响进尺。钻进硬层时，每次进尺深度小，斗内钻渣少，可先换用小直径的螺旋钻斗钻进或松动硬岩土层，先钻一小孔，然后再下大钻斗扩孔捞渣。

3 接力施工工艺

由5#墩钻孔灌注桩设计孔深来看，回转钻机可以单独成孔，5#墩有2根桩是由回转钻机单独完成孔，平均用时为13天，由于钻进时间过长，不宜独立成孔。旋挖钻机受钻杆长度的限制，最大钻孔深度只有105m，所以旋挖钻机虽然钻进速度快但不能单独成孔。5#墩地层在92m-110m深度存在硬质胶结夹层，旋挖钻机进尺困难且对钻机损过大，初步确定旋挖钻机钻进至90m再由回转钻机接力钻进，留有2m左右的导正空间给回转钻机，保证钻孔垂直度。旋挖钻机由开孔钻至90m各孔平均用时20小时，回转钻机由90m接力钻至孔底平均用时24小时。两种钻机配合使用大大节省施工时间。