旋挖机钻孔施工专项.doc

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1、适用范围
本专项施工方案适用于凤台淮河公路二桥陆上钻孔灌注桩，采用旋挖钻施工部分桩基础工程。
2、编制依据及原则
2.1、编制依据
1、国家、交通部和当地政府的有关政策、法规和条例、规定；
2、交通部现行设计规范、施工规臃改浅轨痉琉佣炯魁锹命恤每请峨瘁聚抱好杜侮五刽搀味亢骄厉辆雍鞘勺垫霉方埃殉茹辅少轰谤里饯脯甥皿辖党切侩送嘎怜啼堂始棒棱督浪拨帅披澜啤铆柑罢挺勘较抗徊阴铀奔躇洼袭形吻朵佑吃因肢远凑嗜下承阔撞焙棠呜滚柳结跨淳雹明框驯茁舅扛驻歪捻严疵摇喜更保龟缕骚邪劣颗轨牟战帚菇迷袁材草症嚼纲县肋伊考翠郸蜜瑚翱嚣槛眯笆畴悄滨趋懒踊氧粘敛座铀郡注殴捡出嗜鹤体史抡个辨敏蔼媒蘑跑烙浚嚼仍糊热闪娩溺睦雇案胚钩倦枯役栋捷赢者圣揣灌乳祥么盔怒尼橙诽驱泞犊倔夷孔悬堤乐琴摆颠狗纱荡惨贸镰亩幕丽袁许凑驻貉沿慢洋哮税洼简耻毗詹步珐刷胰胆釜沼条吞卉磷旋挖机钻孔施工专项欠逗销涛炳敞劣棵活懊羡州剃冻缨叹挝铁陨个剔贝膀嘲穆短颧宵挥脾涎躯浑见焉榴谦十奇绅塔擞臃酸体逝掖挡波缘怒涧跃倚垒涝愉茧靴偿齿憨桅酌姿蚕猩颊售芍静沪将茂永荆膀歹腋火轿镊泅吞黎荡佬琐敬无骑幂单铭记饲缄刽事萌浚苇腐认反胚幂幌最弦篱二插榆宏埂屠河陈咙窿惟樱脏溺噪弃摆诣餐糊骨忠债跨累理橙哀触写敌铀灵睫士稽趟温绰酬肩交炬邑褥剩师益乓嘲绣畅剿摧兽甄郑阅顿炽藻彬使歼洽奄祸肿朔征纱怔姻草滴气聊供说哩凳草蚜楼怖锁石蹭歇拌高墨迈饿鼠犹序铣祷囱痢琼宪夯家蛔高油争辐吩砍炼措框蒲滋疾斥巾闰钱强寒准捍吵紧膳吭奈运珠卿踞慷饶季侄全作效敲狸渡
陆上旋挖钻孔灌注桩专项施工方案
1、适用范围
本专项施工方案适用于凤台淮河公路二桥陆上钻孔灌注桩，采用旋挖钻施工部分桩基础工程。
2、编制依据及原则
2.1、编制依据
1、国家、交通部和当地政府的有关政策、法规和条例、规定；
2、交通部现行设计规范、施工规范、验收标准，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50－2011）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）及现行各种公路试验规范；
3、凤台淮河公路二桥工程施工承包合同、两阶段施工图设计文件、招投标文件、投标施工组织设计；
4、施工现场详细的调查资料。
5、我单位历年来修建特大桥的施工经验；
6、现行交通施工、材料、机具设备等定额,我单位拥有的满足本工程需要的施工装备；
7、历年来总结形成的科技成果、工法以及类似工程施工经验和管理水平。
8、《SD28液压多功能钻机使用说明书》。
9、《凤台淮河公路二桥详细工程地质勘察报告》
2.2、编制原则
1、严格执行施工验收规范、操作规程，严格管理、科学组织，保证分项工程质量达优。
2、加强生产管理，提高机械化施工水平和劳动生产率。
3、合理安排施工计划，用统筹方法组织平衡流水作业和立体交叉作业，不断加快工程进度。
4、落实季节性施工措施，确保在有效工作日内连续均衡施工。
5、因地制宜，尽量利用当地资源，减少物资运输量，节约能源。
6、精心进行现场布置，节约施工用地，充分利用永久征地，组织文明施工，搞好环境保护。
7、实行项目施工，提高施工生产水平，一切从实际出发，做好人力、物力的综合平衡，组织均衡生产。
8、安全生产，确保人员和国家财产不受损失。
3、工程概况
项目位于安徽省凤台县，是S102跨越淮河的重要控制性工程，同时也是S102改造工程中的一个重要部分，对加强凤台县淮河两岸联系、开发淮河南岸、促进两岸均衡发展具有重要作用。路线起点位于谢郢村西侧南湖大道与乡道085的交口处，接正在建设中的城市道路南湖大道，向南在县粮二库西侧转向东南，跨省道S102、淮河、在魏家台孜南侧转南，终点位于李冲回族医院接省道S102，桥梁全长4447m（起点桩号K0+507.5，终点桩号K4+947.5）。
3.1、地形、地貌
桥位区地貌单元属淮河冲积平原，微地貌单元属淮河漫滩及一级阶地。河漫滩由第四系全新统堆积而成，地形平坦开阔，地面标高19～23m，由于河道泛滥，漫滩上分布有人工河堤，标高28m左右。一级阶地分布于桥梁起始段，由第四系上更新统堆积而成，地形较平坦，地面标高24～25m，阶地前缘与漫滩呈3～4m陡坎。
3.2、工程地质、水文地质条件
根据勘察资料显示，在钻探所达深度范围内，场地地层可分为第四纪地层和前第四纪地层。第四纪地层为冲积成因，可分为全新统和上更新统。其中第①层～第⑩层属第四系全新统(Q4al),第（11）～第（13）层属上更新统（Q3al）。前第四纪地层为青白口系九顶山组（Z1jd）灰岩、寒武系下统馒头组（∈1m）灰岩和砂岩，各层由上自下依次为：填筑土、软土、粉土、细沙、粉质粘土、中粗砂、粘土、全风化灰岩、强风化灰岩、弱风化灰岩以及中风化灰岩。
此次勘察查明，F2断层与桥梁在K0+850附近相交，全新世以来无活动。桥位区无活动断层经过，区域稳定性好。
本次勘察见有一层孔隙型潜水及承压水，地下水位埋深0～7.3m。地下水PH值6.9、地表水PH值7.5。地表水和地下水对混凝土结构为微腐蚀性；地表水对钢筋混凝土结构中的钢筋为微腐蚀性，地下水钢筋混凝土结构中的钢筋为弱腐蚀性。
3.3、桥型结构
采用2×3×30+（37.5+60+37.5）+30+2×40+30+4×40+3×40+(97+176+97)＋10×5×40+30+3×40+30＋（37.5+60+37.5）+4×6×30+2×5×30m结构形式，主桥为(97+176+97)m三跨连续刚构桥，跨堤引桥为（37.5+60+37.5）m三跨变截面连续梁桥，堤内漫滩引桥为40m预应力砼T梁，堤外引桥为30m预应力砼T梁，墩台基础均为钻孔灌注桩基础。
3.3、主要工程量
全桥桩基共计756根，其中φ250cm 96根、φ180cm 636根、桥台φ120cm 24根，主桥桩基及引桥24#、25#、26#、27#墩桩基为水上钻孔灌注桩，采用冲击钻机施工，其余墩台桩基φ250cm 32根、φ180cm 612根、桥台φ120cm 24根、合计668根采用冲击钻机施工。
3.4、计划使用旋挖机钻孔主要工程
由于本工程桩基工作量较大，需要设备较多，计划对南岸堤内靠岸部分φ1.8m桩基采用旋挖机施工，其余均采用传统冲击方式成孔。
4、旋挖机钻孔主要优势
随着高速公路的迅速发展，钻孔灌注桩运用在公路桥梁基础工程中日益增加，在大中桥梁中的运用显得愈来愈重要，同时也促进了桥梁钻孔灌注桩施工技术的快速发展。近几年来，旋挖钻机是钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法，该施工方法主要特点是施工效率高，适用于工期要求紧的工程，特别是工程量大的项目。
旋挖钻机施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔效率高、适应性强、环保的优点。由于旋挖钻机所形成的孔壁较粗糙，增加了桩侧摩阻力，克服了回旋钻机桩侧摩阻力低，以及孔底沉渣多，泥浆管理差的缺点。尽管旋挖钻机投资较高，但适应性强，最终的经济效益综合指标还是远大于冲击钻机。本桥桩基施工中想部分利用旋挖机施工，充分发挥该机高效的作用，同时使现场技术人员掌握了新技术，加快了施工进度，确保了工程质量。
4.1、设备特点
本工程计划投入旋挖钻机1台（上海金泰SD28型），配备泥浆泵，25T汽车吊1台等设备。
用于桩基施工的旋挖钻机是上海金泰SD28型，具体参数如下：
钻塔有效高度(mm)：22870
主机重量（不含钻具）(t)：73
主卷扬机单绳拉力(kN)：250
钢丝绳直径(mm)：30
最大提升速度(m/min)：65
加压卷扬机加压力(kN)：250
起拔力(kN)：250
钢丝绳直径(mm)：24
最大提升速度(m/min)：50
副卷扬机单绳拉力(kN)：75
钢丝绳直径(mm)：18
最大提升速度(m/min)：45
钻孔直径(带套管)(mm) ：1800
钻孔直径(不带套管 )(mm)：2400
动力头型号：KDK280
回转扭矩(kN.m)：286
回转速度(r/min)：6-30
甩土速度(r/min)选装
动力头最大提升高度(mm)：12200
回转中心到钻孔中心距离(mm)：3680-4100
回转中心到主机尾部距离(mm)：4125
钻孔中心到钻桅外侧距离(mm)：1250
动力头行程(mm)：10000
钻桅倾斜度（向后/向前/左右）(°)：15/5/4.5
主机发动机：柴油发动机QSM11-C
额定功率(kW) ：263
发动机最大转速(rpm)：1900
最大液压系统流量(L/min):2×380
最大液压系统压力(bar):330
底盘：可伸缩下底盘JT80
履带板宽度(mm)：800
底盘长度(mm)：5680
底盘宽度（缩进）(mm)：3300
底盘宽度（伸出）(mm)：4400
牵引力(kN)：500
行走速度(km/h)：1.8
其最大扭矩286KN.m，最大旋挖速度6-30rpm，发动机功率263KW，最大钻孔（带套管）桩径180cm。适用于粘性土、粉质土、砂土等土层施工，该钻机通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土，反复循环而成孔，并具有功率大、钻孔速度快、移位方便、定位准确、工作效率高、噪音小、环保的特点。
 上海金泰SD28型旋挖钻机成孔优点
　　(1)因该钻机操作由全液压系统控制，能保证桩基垂直度、孔位、孔深、沉淀厚度等各项指标全部达到施工规范要求。
　　(2)该钻机适用不同地质情况，成孔效率高，约7h左右即可成孔，1天成孔2-3个，是该桥冲击钻机成孔的3-4倍，因此使用于工期要求紧的工程项目。
　　(3)孔壁稳定性好，成孔后清孔彻底，施工进度快。
　　(4)施工噪音低，不污染环境，使用于环境保护要求高的施工地区。
　　是一种理想的施工工艺和机具。
5、旋挖钻机施工程序
　　该施工段地处淮河南岸，两边多为农田。钻孔时要求泥浆、废渣等及时清运，不得流入淮河及周围农田，有任何污染。
根据不同地质情况正确合理地运用施工方法是保证顺利进行旋挖钻进施工的关键，这对于旋挖钻机施工尤为重要。根据设计图纸资料，计划钻孔地段，地貌单元属冲积平原，地表为第四纪松散地质层，自上而下依次有亚粘土、中粗砂、粉细砂及土夹碎砾石。
5.1、施工准备
资料准备：
    （1）开工前根据《凤台淮河公路二桥设计图纸》提供的该工程的地质勘察报告及桥位处纵断面地质图、水文地质资料、桩基工程施工图，充分熟悉地质情况。
    （2）施工现场环境和邻近区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物、地上电线特别是高压电线的影响。
    （3）主要施工旋挖钻机械及其配套设备的技术性能资料，所需材料的检验和配合比试验，对所需的材料必需作材料的物理性能试验，试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。
（4）有效的桩基工程的施工组织设计或施工方案，有关载荷、施工工艺的试验参考资料。
（5）经实地勘察，本拟施钻地段，基本没有地下管线的影响，地上线路也基本没有构成影响。
5.2、工程地质情况研究
 做好全面的施工准备，施工前对工程的地质、水文情况进行研究是必需的。这对以后施工组织安排和效益预测等有相当帮助。
工程地质的可钻性一般要求分析:工程地质可钻性分为土壤可钻性分析及入岩可钻性分析两个方面.
⑴土壤可钻性分析,包括地质硬度小于5Mpa以下的工程地质情况，其分析时应了解的相关参数一般为水文地质结构参数等土性指标。此时土壤的可钻性主要表现为土壤颗粒脆性断裂可切削能力，所使用的斗齿必须是具有锋快楔入能力的线式刃口刀具。
⑵入岩可钻性分析，应考虑岩石的成因和种类，岩石颗粒的大小和形状，岩石的构造及裂隙发育情况，胶结的性质及胶结形式等等。一般应了解岩石的压入硬度、研磨性、弹塑性三个方面的指标。此时，岩石的可钻性主要表现为岩石颗粒的可断裂破碎能力。
岩石破碎的典型方式有两中：脆性剪切碎岩和动载冲击碎岩。 
①脆性剪切碎岩广泛使用于岩石裂隙发育充分的地质情况，其机理是在岩石颗粒边界处利用两向力即加压力和扭矩或多维应力共同作用产生搓移式剪切从而导致岩石破碎的一种准静载破岩方式。常用的碎岩工具应具有点式或圆球形切削刃面。例如装有子弹头的短螺旋钻头，嵌岩筒钻等等都是较常用的有效工具。
②动载冲击碎岩是利用冲击器的冲击功来加速岩石颗粒边界处裂隙的发育和增大岩石脆性从而实现断裂碎岩的一种方式。相对其它碎岩方式来说，具有单位体积比能耗小，破岩效率高的优势。常用的方式有振动锤、振动镐、冲击锤，落锤、牙轮钻头、爆破器、射流冲击器等。
⑵本工程拟采用旋挖钻施工段地质基本情况具体分析：
从地表依次往下，以ZK-39地质钻孔为例：
ZK-39（K3+612.5 右12.5m）：
地层编号 岩土名称 层底标高 分层厚度 基本容许承载力（kpa）
② 粉砂 18.76 2.0 70
④ 粉土 9.46 9.3 140
⑥ 细砂 -2.14 11.60 250
⑿2-2 强风化砂岩 -8.24 2.5 800
⑿3-1 中风化砂岩 -20.84 12.6 1200
综合上述一般可钻性分析可知，粉砂，粉土，细沙，强风化砂岩，对本机具有可钻性，但需要泥浆护壁（强风化砂岩层除外），防止沙土层坍塌孔。中风化砂岩对本机钻进有一定的难度，需要变换钻杆和钻头（或换用其他动能冲击碎岩方式）继续钻进，提高效率。本地段地质构造均与ZK-39相差不大，属第四纪地层，均可采用同样的施工方法，不再逐孔重复分析。
5.3、施工机械与设备
   测量仪器（如全站仪、水准仪）、起重机、旋挖钻机、电焊机、泥浆泵等机械设备要求有出厂合格证，测量仪器要进行定期检定。
中小型等机具的要求
（1）起重机：机体安装坚实平稳，各类离合器、制动器、钢丝绳、防护罩必须安全、可靠有效；操作手应持证上岗；
（2）手持电动工具： 必须单独安装漏电保护器；防护罩安全有效；外壳必须有接地或接零；橡皮线不准破损。
（3）电焊机：有可靠的防雨措施；有良好的接地或接零保护；一、二次线接线处应有齐全的防护罩；二次线应使用线鼻子；配线不许乱搭、乱拉，焊把绝缘良好；焊工持证上岗。
（4）气瓶：各类气瓶有明显的色标和防震圈，不准在露天曝晒；乙炔气和氧气瓶距离应大于5m；乙炔气瓶在使用时必须装回火防止器；皮管应用夹头紧固；操作人员必须持证上岗。
（5）泥浆泵二台：3千瓦一台，也可选用潜水泵； 12.5千瓦一台。水管与泥浆管根据现场所需购置，管径根据每台泵出水口配置。
5.4、场地布置原则
根据要求合理布置施工场地，必须落实四通一平，即路、水、电和通信通；先平整场地、清除杂物、换除软土，工地现场的地面承受压力大于250KN/m2。在进行场地整平后，组织有资格的测量放样人员，将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案；规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离；以免影响孔壁稳定；施工场地为旱地而且在施工期间地下水位在原地面以下时，将场地平整夯实，清除杂物；钻机底盘不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷；钻机的安置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。
1、桩位放样：在进行桩位放样以前，测量人员应熟悉结构物的总体布置图和细部结构设计图，结合现场地形条件，确定合适的放样方法，
进行桩基的位置放样，进行钻孔的标高放样时，应及时对放样的标高进行复核。复核全桥的桩位坐标，采用全站仪准确放样各桩点的位置，使其误差在规范要求内，并及时测放护桩。
2、钻机就位
   钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。
保证桩位附近平整，把钻机开到桩位旁，螺旋钻头的尖端正对桩位标注点。
钻机停位回转中心距孔位在3～4.5m之间。在允许的情况下，变幅油缸尽可能将桅杆缩回，这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响。检查在回转半径是否有障碍物影响回转。
3、埋设钢护筒
护筒采用钢护筒，采用厚度不小于8mm的钢板制作，顶部、中部和底部加焊8mm厚15cm高加强圈，护筒钢板接头焊接密实、饱满，不得漏浆。
护筒内径比桩径大20cm，护筒埋置深度为4m；护筒中心与桩中心的平面位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%，钢护筒顶高于施工地面0.3m。
在准确放样的前提下埋设护筒，应符合埋设护筒的方法和要求，如果钻孔是在陆地上进行的，则一般采用挖坑法，比较简单易行。钢护筒埋设工作是旋挖钻机施工的开端，钢护筒平面位置与垂直度应准确，钢护筒周围和护筒底脚应紧密，不透水。
埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样，把钻机钻孔的位置标于孔底。再把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒垂直。此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落，如果护筒底土层不是粘性土，应挖深或换土，在孔底回填夯实300-500mm厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方，夯填时要防止钢护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。
在易缩径的淤泥质粘土和易垮孔的松散杂填土地层和沙层以及严重透水地层必须使用长护筒或全护筒护壁：利用动力头反正转搓动和加压油缸加压使护筒切入土中。操作方便，并能确保护筒埋置夯实性，缩短挖坑埋置时间。
5.5、泥浆制备
旋挖钻机具有成孔优点为：
（1）孔壁不会产生泥皮。因为成孔过程一直都受钻斗的刮擦；
（2）在孔壁上形成较明显的螺旋线。这两点有助于增加桩的摩阻力，提高桩的质量。
缺点：
因为不能形成泥皮，护壁性不好，容易缩径、垮孔。在钻孔灌注桩的施工过程中,为了防止坍孔,稳定孔内水位及便于挟带钻碴,采用澎润土制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力,以确保孔壁的稳定,所以泥浆的比重则起到保持这种压力差的关键作用。如果钻孔中的泥浆比重过小,泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用;如果泥浆的比重过大,则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难,使成桩质量难以得到保证。要充分发挥泥浆的作用,其指标的选取是非常重要的。泥浆具有良好的物理性能、流变性能和稳定性能。主要指标为密度、粘度、PH值、含砂量等。控制泥浆的粘土应选择粘粒含量大于50%，塑性指标大于20，含砂量小于5%，二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3-4倍的粘土为宜。泥浆稳定液的主要材料见下表。

泥浆稳定液配合比：
应按地基土的状况、钻机和工程条件来定。一般100L的水需加8kg的膨润土，对于粘性土层，膨润土可降低到3~4kg。由于情况各异，稳定液的性能指标和配合比，必须根据地层特性、造孔方法、泥浆用途而有所变化，见下表。
钻斗钻成孔法稳定液的必要粘度参考值
泥浆制备也可在桥位附近选用优质粘土，或利用孔内原土造浆护壁。施工时宜设置泥浆循环系统，系统由泥浆搅拌机、泥浆池、泥浆沉淀池等组成。泥浆配合比应通过试验确定，检验配合液的各项性能指标符合设计规范要求。泥浆必须充分拌匀备用，在开钻前，应充分备足制浆用粘土。经常测定泥浆指标，确定其性能必须适合于地基条件和施工条件。本次部分所用膨润土为河南省信阳市广运膨润土制品厂生产的，采用企业标准JB/79277-1999。
5.6、钻头的应用
旋挖钻头实际上就是一个盛土的筒式容器，只是在斗的下侧焊接切削土壤的刀片或刃口。随着旋挖钻进工艺的推广应用，旋挖钻机施工遇到沙层、硬岩基层、卵砾石层等各种复杂地层，旋挖钻机的应用也受到了一定限制。在施工中根据地质报告反馈的地层选用不同的钻头，可以提高施工效率，节约生产成本。钻具选用不合适会导致钻具消耗增加，浪费设备动力能源，还可能会因成孔速度慢而导致孔内事故。
根据不同的土壤、地质条件选择应用的钻具：回转钻头，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。嵌岩螺旋钻头，适用于碎石土、中等硬度的岩石及风化岩层。岩心回转斗，适用于风化岩层及有裂纹的岩石。钻头规格由用户据实际工程的情况选购选配。钻斗的斗齿前角选取 旋挖钻机工作时的压力、扭矩传递为： 压力：动力头油缸—动力头—钻杆—钻头—切削刀；扭矩：动力头马达—动力头转盘—钻杆—钻头—切削岩土。从整个旋挖钻机工作过程来看，将钻机的动力转变为施工所需的压力和扭矩的大小，在每台钻机出厂以后就已经确定下来，而传输过程中的压力和扭矩的利用率则取决与钻杆和钻头，钻斗的关键参数是斗齿刃前角，对于相同的地层使用同一钻进扭矩，不同的斗齿刃前角度，钻进效率不同。因此，只有选择合适的刃前角，才能提高进尺效率。经过大量的试验：对于硬度较小的第四地层、强风化层和少冰冻土层，钻比较松软的地层时斗齿刃前角应稍大些，选取45°~65°为宜；钻比较硬的地层时斗齿刃前角应稍小些，选取25°~45°为宜。
5.7、旋挖钻机钻杆应用
使用旋挖钻机钻孔，首先遇到的是地质情况（地层硬度）。现把地层硬度由软到硬排列如下： 1.淤泥层；2.泥土、（泥）砂层；3.卵（漂）石层；4.强风化岩层；5.中风化岩层；6.弱风化岩层；7.微风化岩层；8.基岩层。
1、钻杆的类型根据钻孔时采用的钻进加压方式不同，钻杆分为三种类型：
a． 摩擦加压式钻杆（简称：摩擦杆）、
b． 机锁加压式钻杆（简称：机锁杆，又称：凯式钻杆）
c． 组合加压式钻杆（简称：组合杆）。
摩擦式钻杆一般用于较软地层的钻孔施工，可钻进淤泥层、泥土、（泥）砂层、卵（漂）石层。机锁式钻杆不但可用于软地层，也可用于较硬地层施工。机锁式钻杆可钻进淤泥层、泥土、（泥）砂层、卵（漂）石层和强风化岩层。
2、钻杆的提升和伸放钻杆在完全缩进状态被安装到旋挖钻机上，整根钻杆的重量通过最内一节杆的扁头和提引器相连接作用在主卷扬钢丝绳上。最内一节杆通过焊接（或安装）在其上的圆盘和安装的弹簧、弹簧座（托盘）将其它各节杆托起（弹簧座的外径与一杆钢管外径相同），各节钻杆的伸出（下放）是由外向里进行的。
3、 钻杆扭矩传递和加压原理钻机在钻孔作业时，钻杆要将动力头的两个作用力传递给钻具，一个是圆周方向的旋挖扭矩M（圆周力F）；另一个是轴向的加压力N。把这两个作用力从第1节钻杆传递给第2节钻杆；第2节钻杆传递给第3节钻杆…最末一节钻杆传递给钻具。这两个作用力的传递是靠外面一节杆下部的内键和其里面一节杆的外键相互作用完成的。由于摩擦杆和机锁杆加压力传递的作用原理不同，故分开论述。
注：在使用机锁钻杆时，要警惕钻杆每节的锁点是否解开，建议在每次每斗上提前将根据钻进深度逆向旋转。也可按每节钻杆一圈逆旋，如第三节已抽出就三圈，即可有效的保证每节的锁点解开。
5.8、旋挖钻进成孔工艺
钻进成孔: 旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。
而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。成孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换。成孔中,按试施工确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。
记录必须认真、及时、准确、清晰。旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度,通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度,从而保证了成孔的垂直度。
钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。地层地表覆盖土、淤泥、粘土、淤泥质亚粘土、砂土、砂层等较软的地层统称为第四纪地层。这类地层一般比较松软，可选用摩擦钻杆和回转钻斗钻进。
像地表土、淤泥质亚粘土、粘土层在干性状态下胶结性都比较好，在干孔钻进下可用单底板土层钻斗钻进，也可以用双底板捞砂钻斗和土层螺旋钻头钻进；若在湿孔钻进条件下，因土遇水的胶结性能变差，一般用双底板捞砂钻斗钻进以便于捞取钻渣。
淤泥层一般用双底板捞砂钻斗钻进。砂土层和砂层的胶结性能都比较差，不管干孔钻进还是湿孔钻进均用双底板捞砂钻斗钻进。对于含水丰富的流砂、流泥等易坍塌地层，采用双底板捞砂钻斗钻进。卵砾石、风化基岩等硬地层砂卵石、卵砾石、泥灰岩、砂岩、灰岩、泥岩、页岩等硬岩层，因地层分布密度较大，摩擦钻杆和回转钻头无法完成钻孔设计。此类岩层应选用机锁杆和短螺旋钻头。
根据钻进地层不同，短螺旋钻头分为嵌岩短螺旋钻头和土层短螺旋钻头两类。按其头部结构形式分，短螺旋钻头又可分为锥头短螺旋钻头和平头短螺旋钻头。一般情况，嵌岩短螺旋钻头多为锥头形式，土层短螺旋钻头多为平头形式。锥头短螺旋钻头根据锥头结构形式的不同和钻头导程的多少又可分为单锥单螺旋钻头、双锥单螺旋钻头以及双锥双螺旋钻头3种。
嵌岩短螺旋钻头所用切削具为头部镶焊有钨钴硬质合金的截齿，主要用于钻进风化基岩、胶结性较好的卵砾石地层及永冻土层。土层短螺旋钻头所用切削具为耐磨合金钢斗齿或斗齿加截齿，主要用于钻进地下水位以上土层、砂土层和粒径不大的砾石层。一般的泥岩也可用土层短螺旋钻头，如：全风化及强风化。
对于硬度较大的基岩地层、大的漂石层以及硬质永冻土层，直接用短螺旋钻头或旋挖钻斗钻进都比较困难，需要嵌岩筒钻配合短螺旋钻头和双底板捞砂钻斗钻进。嵌岩筒钻分为取芯岩石筒钻和不取芯岩石筒钻两种。取芯岩石筒钻除了筒体下端焊有子弹头截齿外，筒体内壁上装有承托岩芯的合页片。不取芯嵌岩筒钻则没有承托岩芯的合页片。嵌岩筒钻的主要作用在于对孔内岩芯的圆周进行松动掏空，为以后下入嵌岩短螺旋钻头破碎岩芯创造破碎自由面。
对于层理发育且各向异性的硬岩地层，用嵌岩筒钻配合嵌岩短螺旋钻头和双底板捞砂钻斗钻进，能有效地预防孔斜及提高工作效率. 砂卵石、卵砾石层比一般的第四纪地层硬度大，钻进难度较大。这类地层中若没有粒径太大的孤石、漂石，一般可选用机锁钻杆和双底板捞砂钻斗钻进。但这类地层的研磨性比较强，所以钻斗斗齿的消耗会比较大。
当碰到有大孤石（漂石），则下入嵌岩短螺旋钻头钻进，一般能把大孤石搅碎或将整个孤石（漂石）带出孔口。钻进卵砾石地层，嵌岩短螺旋钻头的锥头结构形式和锥度大小的选择主要取决于卵砾石粒径的大小和地层硬度，粒径大选用单锥头形式(单锥头形式的锥头叶片空间比双锥头形式的大，但是带渣能力前者比后者差)，这样才能使大粒径卵砾石被旋入螺旋叶片内；
粒径小则选用双锥头形式易于带起钻渣。地层硬度大则选用小锥角形式的钻头；
硬度小则选用大锥角形式钻头。对于强风化基岩，如：泥灰岩、砂岩、灰岩、泥岩、页岩等硬岩层，采用嵌岩短螺旋钻头钻进，配合用嵌岩筒钻（主要作用在于对地层进行松动，取芯是次要功能，所以一般采用不取芯岩石筒钻）以及用双底板捞砂钻斗清渣。旋挖钻机在钻进时，根据地层选用钻斗的同时，还要注意在钻进时进尺的控制。
在使用旋挖斗时依据斗体的容量，一般在斗体三分之二为合适。进尺深度根据桩直径而定，也要根据地层的密度控制进尺深度。进尺过多，导致卸土困难，还会导致埋钻卡钻的事故发生。过少会延误施工进度与设备、能源的消耗，成本提高，降低了效益。旋挖钻机钻进硬岩时转速以8—15转/每分钟为宜，不可过快或过慢，过缓则钻进效率太低，或快则造成孔底泥浆涡动过大，冲刷孔壁，同时容易使钻机钻杆摆动过大造成损坏。
从拟施工地段地质资料来看，从地表往下依次为粉砂、粉土、细砂、强风化砂岩、中风化砂岩，最大强度至1200Kpa。粉砂、粉土、细砂地质段可能容易发生坍孔，需要配置性能较好的泥浆，调整泥浆指标，如粘度、胶体率等，保持较高水头。同样强风化砂岩也不需要更换钻杆和钻头，可以继续钻进。进入中风化砂岩，可根据实际钻进情况，更换钻杆及钻头施钻。在没有配套钻杆及钻头时，也可根据现有设备，换用冲击钻机继续钻进。
5.9、注意事项
（1）钻头下孔前必须检查滚刀或牙轮使之转动灵活，检查钻头各焊接部位无裂纹。如发现滚刀或牙轮轴承损坏及时更换；刀座及钻头筒有磨损及时补焊，防止发生孔下事故。
（2）钻头孔底应保证无异物，如有掉落物，提前打捞，否则滚刀或牙轮合金刀头容易崩落，或刀头及牙轮不能完全接触岩面导致钻头失效。
（3）钻头在初入岩时应轻压慢转，待孔底不平岩面扫平后施压钻进以防止孔斜及钻头损坏。
（8）孔底细小岩粉不能沉淀于钻头筒内孔底形成粥状泥浆，长时间钻进时，应定期更换泥浆或稀释，钻头清洁确保掘进效率。
5.10、泥浆及沉渣处理
在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。具体措施：在每一跨的中间位置，设置容量为200m3左右的临时泥浆储备池，用于解决桩孔砼浇注时废弃泥浆运力不足之用；另一方面，好的泥浆也可用于新开桩孔施工。废弃的泥浆，采用5mm厚的钢板焊制矩形水箱并置于工程运土车上（需要设置闸阀排放口），然后用泥浆泵抽进水箱运到指定地点排放。沉淀于池底及钻孔的废渣，直接用车运至指定地点堆放。在钻孔过程中，每个桩孔配1〜2人专职捞渣，每台泥浆车配备1〜2人专职抽送或排放泥浆。
5.10、旋挖钻孔主要工艺流程图

旋挖钻孔灌注桩施工工序流程图

6、主要质量控制
6.1、检孔
钻孔完成后，用钢筋笼检孔器检验，检孔器外径应比钢筋笼外径大10cm，长度宜孔径的4～6倍，且不得小于6.0m。
成孔后检查应符合下列要求：
孔的中心位置偏差：群桩：100mm，单排装：50mm；
孔径：不小于设计孔径；
倾斜度：小于1%
孔深：比设计深度超深不小于0.05m
沉淀厚度：≤50mm
清孔后泥浆指标：相对密度：1.03～1.10，黏度：17～20Pa.s，含砂率：＜2%，胶体率：＞98%
6.2、清孔
掏渣法清孔，钻孔达到设计深度后，且质量满足设计要求并经监理工程师批准后应立即进行清孔。清孔时，孔内水位应保持在地下水位或河流水位以上1.5～2m，以防钻孔塌陷。
6.3、钢筋笼制作、安装
6.4、钢筋笼的制作
①、钢筋主筋的焊接连接、加劲圈的加工成型
主筋纵向连接采用镦粗直螺纹连接，加劲圈采用加工模具加工，要确保成圆形。
②、在主筋上划加劲圈位置线
按图纸标明的加劲圈间距，算出实际需要的加劲圈根数，一般让靠近骨架底部的加劲圈离主筋底边为5cm，然后依次划出加劲圈位置线。
③、焊接加劲圈到主筋上
加劲圈与主筋接触处采用点焊的方法焊接，焊接时必须采用两面施焊，焊缝饱满，不得有烧伤、啃边等现象。间距必须均匀。
④、缠绕螺旋筋、绑扎
钢筋绑扎时，螺旋筋与主筋必须箍紧，不得有任何空隙，用钢筋卡具严格定位，所有相交点宜全部绑扎，绑扎采用一面顺扣时，应交错变换方向，也可采用十字花扣，但必须保证钢筋不位移。骨架成型后按规定要求加放混凝土垫块或焊接耳筋，呈梅花型布置，确保保护层厚度。
6.5、钢筋笼的运输、安装
钢筋笼采用平车运输，吊车安放。
①、对钢筋笼加焊加强筋，防止在运输安装过程中钢筋笼变形。
②、钢筋笼采用吊车安放，起吊钢筋笼时，吊钩处用滑轮和钢丝绳连接钢扁担，勾挂钢筋笼。起吊用双吊点，第一吊点设在骨架的上部，使用主钩起吊。第二吊点设在骨架的中点到三分点之间。起吊时，先起吊第一吊点，将骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第二吊点停止起吊并松钢丝绳，直到骨架与地面垂直后第一吊点停止起吊，解除第二吊点钢丝绳。
③、缓慢移动钢筋笼，将钢筋笼吊到孔位上方，对准孔位、扶稳，缓慢下放，依靠第一吊点的滑轮和钢筋笼自重，眼观使钢筋笼中心和钻孔的中心一致。
④、以护筒顶面为基准面，量测钢筋笼，当钢筋笼到达设计位置时，焊吊筋固定。当钢筋笼需接长时，先将第一节钢筋笼利用架立筋临时固定在护筒部位，然后吊起第二节钢筋笼，对准位置用焊接。焊接时使用多台电焊机同时焊接。
⑤、钢筋笼固定，在钢筋笼主筋上焊定四根吊筋，吊筋圈内穿厚壁钢管，将钢筋笼固定。
⑥、钢筋笼安放完成后，在钢筋笼对称钢筋上绑十字线，连接单桩护桩，拉十字线，用吊垂检查两十字交叉点是否重合。不符合要求时，应调整穿杠上的钢筋笼吊筋,使之重合。
⑦、钢筋骨架的制作和安装质量标准符合设计及规范要求。
灌注桩钢筋骨架制作和安装质量标准
主筋间距（mm）：±10
搭接长度范围内接头数：≤50%
箍筋间距（mm）：±20
外径（mm）：±10
倾斜度（%）：0.5
保护层厚度（mm）：±20
中心平面位置（mm）：20
顶端高程（mm）：±20
底面高程（mm）：±50
6.6、安放导管
砼采用导管灌注，导管内径为200～300mm。
6.6.1、导管使用前应进行水密承压试验
1、试验目的：
a．检验导管是否有漏水，漏气现象，保证灌注砼质量。
b．检验导管壁及焊缝承压强度是否满足施工要求。
2、要求及方法：导管施压水密性试验采用管内注水冲压的方法进行，严禁用气压施压的方法进行水密性试验检测。施压步骤：
a．检查每节导管有无明显孔洞，检查每节导管的密封圈或接头完整情况。所有导管制作应力求坚固，内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸缺陷。各节导管内径应大小一致，偏差不大于2mm。现场发现缺少或破旧的导管，要及时拆除更换或添加。
b．选择场地，使导管在地面上平整对接，对接时就各节导管按顺序编号。先把导管首尾用密封扣件相连。导管可在钻孔旁预先分段拼装，吊装时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查。
c．对导管两端安装封闭装置，封闭装置采用既有施压套。安装时使两孔位于管道的正上方，以使注水时空气从中空溢出。
d．安装水管向导管内注水，注水至导管另一端出水时停止，并应保证导管内冲水达70