旋挖钻钻机综合标准施工专业方案.docx

旋挖钻钻机施工方案
1、施工工艺步骤
旋挖钻灌注桩施工工艺步骤框图见图1。

图1旋挖钻灌注桩施工工艺步骤框图
2、施工工艺关键点
（1）施工准备
因为旋挖钻机回转半径大，钻杆高，自重大，在作业时需要8米宽操作平台，在钻机就位前使用挖掘机将原地面软弱土层清除，平整整个场地并扎实做为钻机施工作业平台，并确保场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。若场地软土较厚，硬度不够，则在表面铺设60cm后砖渣并平整碾压，确保钻机施工作业安全性。
（2）工程试桩
依据设计图要求，对首根桩进行试钻，并组织业主、监理、设计、地勘一起参与试桩工作。依据试桩确定持力层并检验地质资料正确性等填写试桩汇报，作为正式施工依据。旋挖桩基在首根桩试桩验收合格后方可进行大面积施工。
（3）测量放线
桩位放样按从整体到局部标准进行桩基位置放样，计划行车路线时，使便道和钻孔位置保持一定距离，以免影响孔壁稳定；钻机安方位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运方便。桩位中心点，成孔前用全站仪放点，十字线定位，下护筒后二次检测，在终孔后和放钢筋笼前必需检测，使其误差在规范要求内，以确保桩位正确。
（4）埋设钢护筒
施工前设置坚固、不漏水钢制护筒，护筒在钢模生产厂家定制，用δ=8mm钢板加工制成，护筒内径比桩径大20cm，上下口外围加焊加劲环。长度3m左右,上部设有两个溢流口。
首先以施工桩位中心，用十字交叉法沿桩位四面测放四个护桩，护桩距桩中心点距离依据现场实际情况确定，以埋设护筒时控制桩不受影响为标准，具体方法为：以桩位中心点为交点，拉出两条相交直线，在直线个终点合适位置，用4根一定强度钢筋垂直打入地下（不会被轻易破坏），作为护桩，护桩间直线距离必需比护筒直径大40~50cm；再将钻头中心对准桩位中心，用钻头挖出桩直径大圆孔，再用扩孔钻头扩到钢护筒外径大圆孔，利用护桩拉线复核桩中心线，桩中心有偏差则进行修正，桩位中心正确后将底部整平扎实，然后用钻机安放护筒。安放护筒时，确保钢护筒圆心和桩中心重合，护筒壁垂直。护筒安放完成后应复核护筒中心和桩中心偏差是否小于5cm,不然应重新安放。
护筒埋设深度：在粘性土中不宜小于1.0m，在砂土中不宜小于1.5m，当表面土层松软或受水位涨落影响时，尽可能将护筒埋置在较密实不透水土层中最少0.5m。护筒埋设竖直正确，护筒中心和桩位中心偏差小于20mm，护筒竖向倾斜度小于1%。
安放护筒后要在护筒周围对称、均匀地回填最好含水量粘土，并分层扎实，护筒顶端要高出原地面不少于0.3m。钢护筒埋设后顶标高要高于地下水面，方便确保钻孔时孔内水头压力。钢护筒底部穿过松散回填土、流朔状淤泥等不良土层深度大于1m。埋设钢护筒同时，挖一条深大于0.4m泥浆循环沟，沉渣池和钢护筒溢流口经过泥浆循环沟连通。
（5）泥浆配置
应合理部署泥浆制备贮备池、泥浆回收沉淀池和钻渣储存池，泥浆池容量应满足泥浆循环需要。依据膨润土性能及土层护壁要求，确定泥浆配合比和需要数量，进行泥浆性能试验。入孔泥浆密度可为1.05～1.15 g／cm3，遇有粉细砂层层及地质条件改变界面能够调整到1.3 g／cm。
泥浆性能指标见表5-1-9
表5-1-9泥浆性能指标

（6）护壁泥浆要求
当钻进碰到粘土层时采取原土造浆，立即采集泥浆样品，测定性能指标，对新制备泥浆进行第一次测试，使用前再进行一次测试，钻孔过程中常常进行检测，确保泥浆质量；储存泥浆每8小时搅拌一次，每次搅拌泥浆或测试结果作为原始统计；新鲜泥浆制作好后搁置二十四小时，经各项指标测试合格方可正式使用，回收泥浆经过振动筛处理，性能指标达成要求后再循环利用；设置拌浆池、贮浆池、循环池、沉淀池和泥浆泵形成循环系统供浆，泥浆池容积满足钻孔桩施工进度要求；
（7）钻机就位
钻机就位时，要事先检验钻机性能状态是否良好。确保钻机工作正常。经过测设桩位正确确定钻机位置，并确保钻机稳定，经过手动粗略调平以确保钻杆基础竖直后, 即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态。
（8）钻孔施工时垂直度控制
本工程采取智能化旋挖钻机，钻机上有车载电脑系统，能够自动显示和调整旋挖钻机钻孔深度，垂直度，具体操作以下：首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，把旋挖钻机电脑显示器调整到显示桅杆工作画面。从桅杆工作画面中可实时观察到桅杆X轴、Y轴方向偏移。操作旋挖钻机电气手柄，在此过程中，旋挖钻机控制器经过采集电气手柄及倾角传感器信号经过数学运算，输出信号驱动液压油缸百分比阀实现闭环起立桅控制，将桅杆X轴Y轴偏
差度调整到正负零位置，以确保钻孔垂直度。桩垂直度在成孔时桩机桅杆上有垂直度控制仪控制，桩机电脑屏上会自动显示，司机依据情况调整，所以垂直度在施工过程中就能控制确保小于1%，达成设计要求；
（9）钻进成孔
1）旋挖钻机设置及调整
施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机显示器显示旋挖钻机标识画面，按任意键进入工作画面。优异行旋挖钻机钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机显示器显示钻杆工作画面。从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆X轴、Y轴方向偏移。操作旋挖钻机电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机控制器经过采集电气手柄及倾角传感器信号，经过数学运算，输出信号驱动液压油缸百分比阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同时起立。同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。
在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方法。在钻杆相对零位±5°范围内才可经过显示器上自动调垂按钮进行自动调垂作业；而钻杆超出相对零位±5°范围时，只能经过显示器上电动按钮或操作箱上电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中，操作人员可经过显示器钻杆工作界面实时监测桅杆位置状态，使钻杆最终达成作业成孔设定位置。
2）钻孔作业
钻孔时先将钻斗着地，经过显示器上清零按钮进行清零操作，统计钻机钻头原始位置，此时，显示器显示钻孔目前位置条形柱和数字，操作人员可经过显示器监测钻孔实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。在作业过程中，操作人员可经过主界面三个虚拟仪表显示——动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统工作状态。开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示目前钻头钻孔深度，长条形柱动态显示钻头运动位置，孔深数字显示此孔总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，用装载机将钻渣装入运渣车运至场外废除，以免污染现场；完成后，经过操作显示器上自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或经过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。此工作状态可经过显示器主界面中回位标识进行监视。
施工过程中经过钻机本身三向垂直控制系统反复检验成孔垂直度，确保成孔质量。
钻孔过程中依据地质情况控制进尺速度:
由硬地层钻到软地层时,可合适加紧钻进速度；当软地层变为硬地层时,要减速慢进；在易缩径地层中,应合适增加扫孔次数,预防缩径；对硬塑层采取快转速钻进,以提升钻进效率；砂层则采取慢转速慢钻进并合适增加泥浆比重和粘度；如在实际施工过程中出现卵石层，则采取以下方法：对于粒径较小卵石层采取斗式钻头慢速钻进，粒径较大卵石层采取锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层。钻渣要立即运出工地，弃运到适宜地点以达成环境保护要求。
3）地质情况统计
地质情况统计按对应地质相关表统计；旋挖钻机钻进施工时立即填写《钻孔统计表》，关键填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度及孔底标高；《钻孔统计表》由专员负责填写，交接班时应有交接统计；依据旋挖钻机钻孔钻进速度改变和土层取样认真做好地质情况统计，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必需备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处位置和取样时间；钻孔桩地质剖面图和设计不符时立即报请监理现场确定，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔时要立即清理倒运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达成预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度（沉渣厚度等于钻深和灌注前孔深差值）。
（10）成孔、成孔检验
1）成孔达成设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检验，检测前准备好检测工具，测绳等；
2）沉淀厚度必需进行检验，检测前准备好检测工具，测绳、检孔工具等；
3）检孔工具：检孔圆板外径D为直径加200㎜～300㎜钢板，厚度为8㎜～15㎜，重量为2.5 Kg～5 Kg。检孔钢筋为Φ22钢筋、长度1.4米。
4）检孔圆板测绳采取钢丝测绳，测绳直接绑扎在检孔圆板和检孔钢筋顶面。
5）沉渣检测，把检测器放下去，统计检测圆板上测绳长度；在用钢丝测绳把检孔钢筋放下去、统计检孔钢筋加测绳长度；两长度之间差就是沉渣厚度。
6）检测标准：孔深、孔径大于设计要求；钻孔倾斜度误差小于1％；沉渣厚度和符合设计要求：沉渣厚度≤50mm；
（11）其它工序施工详见正循环钻机施工工艺关键点
3、旋挖钻施工质量控制方法
旋挖钻机因为它对多种地质条件适应能力较强，成孔效率高，施工简单易
操作等特点，不过因为本身部分特点，且其施工工艺步骤多，一环不慎，便造成质量事故发生。尤其是在软土和砂土地基施工时更为突出。
（1）旋挖钻机成孔抗扰动能力差，因为成孔抗扰动能力差，所以轻易发生塌孔事故，旋挖钻泥浆护壁为静态泥浆护壁，孔壁泥皮薄，所以护壁效果较差，尤其是在砂、卵地层更为突出；其次，旋挖钻机成孔速度快，出渣方法经过旋挖钻斗直接挖出，故孔壁土层稳定性差。
应对这类问题应采取以下预防方法：
1）依据地层地质情况选择适宜钻进速度。
2）施工时选择水化性能好，造浆率高，成浆快，含沙量少膨润土或黏土，在沙土地层选择精选膨润土为宜。成孔后如来不及灌注时必需孔内泥浆循环。
3）依据孔口地层地质情况确定合适护筒长度，尽可能使护筒穿透砂层，若孔口砂层过厚护筒长度不得低于6米，以降低因地表上振动能量传输到无护筒孔壁。同时在开钻前检验护筒四面土是否坚固，如四面土较为松软，可利用钻杆对护筒四面进行捣实。
4）尽可能避免成孔后机械在孔口周围走动。
5）将不可能避免施加在孔口周围力尽可能分散，避免局部受力，杜绝外部力直接作用在护筒上。

6）施工过程中钻斗做到慢提慢放和安装钢筋笼时避免擦伤孔壁。
（2）成孔后软土地层易发生缩孔，首先因为旋挖钻出渣方法为钻斗旋挖出渣，孔壁不像其它钻机成孔时有挤压，且相对于其它钻机，旋挖钻成孔速度较为快，故孔壁稳定性比其它钻机成孔孔壁差；应对这类问题应采取以下预防方法：
1）合适加大钻斗直径，在开孔全结合地层地质情况确定钻斗加大尺寸，确保缩孔后孔径满足设计孔径。
2）合适加大泥浆比重。
3）尽可能缩短浇注前操作时间。
（3）施工过程中若施工平台承载力不够，钻机因自重下沉，从而造成孔位偏移、孔斜、孔弯和扩孔等现象发生，所以怎样确保钻机位置稳定性，是确保钻孔质量关键之一。应对这类问题应采取以下预防方法：
1）施工平台承载力必需满足钻机自重，确保施工过程中平台稳定性。
2）在行走履带底铺设钢板，使钻机自重产生力分散于平台上。
3）施工过程中立即清除钻孔渣土，降低渣土带来泥浆浸泡施工平台，确保钻机底部及周围土质不被泡软。
4）钻机一旦定位开钻后，施工过程中尽可能避免钻机在水平位置移动。
5）开钻前将点位用护桩引到不轻易遭到破坏地方，同时在两侧履带有显著标志处外侧地面设参考点，并测量其履带上标高，并在施工过程中要常常观察其平面位置和水平位置改变，一旦发改变，应依据所引出护桩重新调整钻头中心坐标。
（4）旋挖钻成孔后通常不宜放置时间过长，灌注混凝土速度不宜过快，不然易发生钻孔局部塌孔。因为旋挖钻成孔泥浆护壁泥皮薄，放置时间过长造成孔内上部泥浆中细粒物质沉淀，造成泥浆比重降低，形成清水孔。灌注速度过快孔内，泥浆和混凝土上升速度也肯定加紧，对孔壁造成扰动也就变大，
故轻易发生局部塌孔事故。
为了避免出现这类质量事故，我项目部采取以下预防方法：
1）尽可能缩短成孔后至灌注混凝土时间。首先做好成孔后各道工序准备工作。其次加大孔口钢筋笼连接人员和设备投入，再次，加紧下导管速度，能够在下导管前将两到三节导管连接好，降低下导管时连接次数。
2）成孔后若来不及灌注时，必需循环孔内泥浆，避免泥浆沉淀。循环泥浆还能够取到清孔作用。
3）灌注进入砂层后，要严格控制灌注速度。
（5）卡埋钻具是旋挖钻进施工中最轻易发生、也是危害较大事故，所以在施工过程中一定要采取主动主动方法加以预防，一旦出现事故，要采取有效方法立即处理。
1）发生原因及预防方法：
①较疏松砂卵层或流砂层，孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。在钻遇此地层前，应提前制订对策，如调整泥浆性能、埋设长护筒等。
②粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻。所以，在这类地层钻进要控制一次进尺量，一次钻进深度最好不超出40cm。
③钻头边齿、侧齿磨损严重而无法确保成孔直径，钻筒外壁和孔壁间无间隙，如钻进过深，则易造成卡钻。所以，钻筒直径通常应比成孔直径小6cm以上，边齿、侧齿应加长，以占钻斗筒长2／3为宜，同时在使用过程中，钻头边齿、侧齿磨损后要立即修复。
④因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长，造成钻头筒壁四面沉渣太多或孔壁缩径而造成卡埋钻。所以，平时要注意钻机本身立即保养和维修，同时要调整好泥浆性能，使孔底在一定时间内无沉渣。
2）处理卡埋钻方法关键有：
①直接起吊法，即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊。
②钻头周围疏通法，即用反循环或水下切割等方法，清理钻筒四面沉渣，然后再起吊。
③高压喷射法，即在原钻孔两侧对称打2个小孔(小孔中心距钻头边缘0.5m左右)然后下入喷管对准被卡钻头高压喷射，直至两孔喷穿，使原孔内沉渣落入小孔内，即可回转提升被卡钻头。
④护壁开挖法，即卡钻位置不深时，用护筒、水泥等物品护壁，人工直接开挖清理沉渣。