旋挖鑽機施工工藝及質量控制

2022-12-11 12:00:05 字數 4772 閱讀 2553

要彥波浙江裕眾建設集團****浙江紹興 312080

【摘要】隨著我國社會經濟的快速發展和技術的不斷進步,大型工程建專案建設不斷竣工,工程建設技術含量越來越高,橋梁施工技術得到極大的發展,大橋、特大橋的不斷湧現,以往的施工機械及技術顯然已不能滿足需要,近年來出現的旋挖鑽機施工,較衝擊鑽、迴圈鑽等顯現出了極大的優越性;現結合紹興濱海產業集聚區錢清至濱海工業區公路工程第1標段橋梁樁基工程,就旋挖鑽機的施工工藝、特點、注意事項及優越性進行簡要闡述。

關鍵詞:旋挖鑽;工藝;優越性;注意事項

引言:隨著我國社會經濟的快速發展和技術的不斷進步,大型工程建專案建設不斷竣工,工程建設技術含量越來越高,橋梁施工技術得到極大的發展,大橋、特大橋的不斷湧現,樁基施工越來越多,以往的施工機械及技術顯然已不能滿足需要,近年來出現的旋挖鑽機施工,較衝擊鑽、迴圈鑽等顯現出了極大的優越性;現結合紹興濱海產業集聚區錢清至濱海工業區公路工程第1標段橋梁樁基工程,就旋挖鑽機的施工工藝、特點、注意事項及優越性進行簡要闡述。

一、工程概況

1、工程概況

紹興濱海產業集聚區錢清至濱海工業區公路工程第1標段,主線起訖樁號k0+000~k5+300,除主線外另含一條連線線,即連線線i。主線起點杭金衢連線線與柯袍線平交處,起點k0+000,路線自南向北,跨越東小江,經遺風村、蜀風村東側穿過,利用規劃稽山路北延走廊北至徐家畈後,路線走向轉向由西向東,跨越盛陵江後,於李家漊北側至合同設計終點,樁號k5+300,合同段主線長5.3km。

連線線i起點位於紹興縣安昌鎮徐家畈北側與主線平交處,起點lik0+000,路線自東向西,跨越九墩直江,至安昌鎮鼎豐鋁業南側村道,終點樁號lik1+098.246,全長1098m。

工程由路基、路面、橋梁涵洞組成,其中橋梁8座,大橋5座,中橋2座,小橋1座,東小江大橋為本工程的關鍵工程;路基由軟基工程和路基填築組成;路面由水穩層、瀝青路面及附屬工程組成。工程總造價4.227億元。

2、工程地質

本合同段位於海積平原區,為軟土路段,表層為硬殼層,厚度0.5~4.7m,區域性夾海積粉土層,厚度較薄,沿線地表填土分布較為廣泛;下伏為厚層海積淤泥質土層,流塑,厚度6.

4~35.9m,近山前厚度急劇變小,壓縮性高,性質差;中部為厚層海積淤泥質土層,流塑~軟塑,厚度2.8~28.

5m,壓縮性高,性質差,其下為海積流塑~軟塑粉質黏土,區域性夾衝湖積硬土層;下部為衝湖積硬土層、沖積粉細砂、礫砂、含黏性土圓礫(卵石)層,性質較好。

二、工程試樁及方案比選

工程正式開工之前,專案部從保證工程建設工期、工程建設質量、工程實施安全等方面進行了充分的準備工作;由於整個標段地質變化不大,為避免試樁過程中相互干擾,致使資料採集失真,因此試樁選擇在蜀風2#橋和九墩直江大橋分開進行,蜀風2#橋和九墩直江大橋分別採用正迴圈鑽機和旋挖鑽機進行了試樁。

試樁資料對比

三、旋挖鑽機的應用

旋挖鑽機是一種適合建築基礎工程中成孔作業的施工機械。旋挖鑽機適用於粘性土、沙類土,含量較小的礫石、卵石層,軟石層,強風化岩層、等地質情況,地勢平坦的地理環境條件下作業,近年來隨著材料科學的進步,已經在更廣泛的地質中使用,在灌注樁、連續牆、基礎加固等多種地基基礎施工中得到廣泛應用,旋挖鑽機的額定功率一般為125~450kw,動力輸出扭矩為120~400kn·m,成孔直徑可達0.8~4m,最大成孔深度為60~90m,可以滿足各類大型基礎施工的要求。

1、旋挖鑽機的發展以及國內現狀

旋挖鑽機在二戰以前首先在美國卡爾維爾特公司問世,二戰之後在歐洲得到發展,2023年義大利邁特公司首先開始研製,接著義大利、德國開始發展,到了70~80年代在日本得到快速發展,當時日本稱之為迴轉鬥成樁,也叫阿司特利工法(earthdriii),在德國、日本這類工法相當普遍。中國在80年代初從日本引進過工作裝置,配裝在kh-125型履帶起重機上。2023年,天津探礦機械廠引進美國rdi公司的旋挖鑽機並進行消化吸收。

2023年在北京展覽館首次展出了義大利土力公司(soilmec)產品,2023年北京城建機械廠根據土力公司的樣機開發了1.5m直徑的履帶起重機附著式旋挖鑽機。

2、應用

目前旋挖鑽機在土建、市政、高鐵等方面已經廣泛應用,如京滬高鐵、滬杭高鐵的施工中各主要施工單位在橋梁樁基中得到大規模使用,並取得的不錯的效果;廣州地鐵建設中地鐵站中也得到了廣泛應用,主要用於圍護結構的施工,如地鐵小北站、五羊邨站等。紹興地區的公路工程中使用的案例較少,據了解在紹諸高速中使用過,並取得不錯的效果。

四、旋挖成孔樁的工藝特點與迴圈鑽機成孔樁工藝區別

1、旋挖鑽成孔工藝原理

泥漿旋挖鑽機施工是通過旋挖鑽機的液壓系統及自重給筒式鑽頭或螺旋式鑽頭施加壓力,鑽頭在負載條件下通過鑽桿的旋轉使其旋挖鑽進,當筒式鑽頭或螺旋式鑽頭盛滿鑽渣後,鑽桿收縮,將筒式鑽頭或螺旋式鑽頭提出孔外,開啟筒式鑽頭底部封蓋或通過鑽桿帶動螺旋鑽頭旋轉以清除鑽頭內的鑽渣。同時用泥漿幫浦向孔內注入泥漿,在孔壁快速形成一層薄膜,保持孔內的水頭高度。

2、溼孔作業法旋挖成孔灌注樁工藝流程

3、與迴圈鑽機成孔樁工藝區別

1)、成孔速度快、效率高。旋挖鑽機平均鑽進速度為:8m—15m/h。迴圈鑽機平均鑽進速度為0.5公尺/h(本工程中蜀風2#橋採集的資料)。

2)、既可幹孔作業 ,亦可水中鑽孔。幹孔作業主要適用於地質條件好、地下水匱乏、樁長較短的條件下作業,主要適用地區在北方。本工程中的地質條件適用於溼孔作業(泥漿作業)。

3)、成孔內沉渣少,鑽孔時用泥漿量少。迴圈鑽鑽機施工中的泥漿主要功能為浮渣、護壁(保持孔壓);迴圈鑽機成孔中泥漿以護壁保持孔壓為主要目的。由於成孔內的沉渣少,大幅降低了樁基清孔時間。

4)、旋挖鑽機成孔中,由於成孔位於鑽機外側,旋挖鑽機自重大於迴圈鑽機,因此對於樁孔產生的測壓大於迴圈鑽機對於樁孔產生的側壓力,為保證樁基成孔質量,護筒深度不同於迴圈鑽機,迴圈鑽機的護筒深度為5~8m,迴圈鑽護筒深度為2~3m。

五、旋挖鑽機成孔操作要點

1、場地平整:將旋挖鑽機位置夯實、現場整平,適宜施工機械旋挖鑽機、吊車、混凝土罐車出入施工現場。施工現場水、電、路三通,達到施工要求。

2、測量定位:開工前對圖紙提供的所有樁基座標進行復合,測量儀器應按規定進行檢驗合格後使用。測量其地面標高,根據施工需要定出施工平台標高。

準確測量定出樁基中心位置。護筒埋設好後應複核樁位,設定十字護樁。

3、鑽機就位對中:履帶式旋挖鑽機有自動行走系統,旋挖鑽機行走就位對中,對中完成後設定並鎖定樁基中心相對座標,設定樁基中心護筒頂座標為(0,0,0),並將其輸入旋挖鑽機電腦系統。用全站儀或經緯儀複核鑽桿垂直度。

4、埋設護筒:護筒宜用10—12mm的鋼板製作,內徑大於樁徑30—40cm,護筒高200—250cm,用旋挖鑽機將護筒壓入土層中,使護筒中心與樁設計中心一致,中心偏差不大於5cm,傾斜度偏差不大於1%護筒頂面標高宜高於地下水位1.5~2.

0m高出地面0.3m。

5、泥漿池、沉澱池開挖及泥漿調製

(1)、泥漿池、沉澱池開挖:施工前選定泥漿池及沉澱池的位置,泥漿池宜低於沉澱池,泥漿經過沉澱後流入泥漿池,以便泥漿能迴圈利用。根據樁基的直徑及孔深確定泥漿池及沉澱池的大小,泥漿池的體積宜為井孔體積的1.

5倍。沉澱池宜位於易清理沉澱物的位置,其體積宜大於井孔體積。在水源不方便的位置,應開挖清水池。

(2)、泥漿調製:根據地質條件盡可能使用原土配置,在原土不能滿足泥漿要求時,選擇泥漿護壁速度快、效果更好膨潤土進行配置。配置引數通過試驗取得。

在造漿過程中對泥漿池中的相對密度、粘度、酸鹼度、膠體率等效能指標進行檢測,泥漿的各項指標符合上表中的要求後投入使用,泥漿池中的泥漿迴圈使用前適檢測其含砂率、相對密度、粘度、酸鹼度膠體率等效能指標,泥漿池中泥漿的含砂率不宜超過0.5%。否則泥漿應經過沉澱後將沉澱物清理幹,對泥漿池中的泥漿重新進行調配。

砼灌注過程中快速聚集、分層而加速沉澱,沉澱後的泥漿用泥漿幫浦抽到泥漿池中,經調製後再迴圈使用。

6、鑽孔

(1)、用全站儀或經緯儀複核鑽桿垂直度,開始旋挖鑽進時,在護筒刃腳處,宜低檔慢速鑽進,使刃腳處有牢固的護壁。鑽至刃腳下1m後可按土質以正常速度鑽進,旋挖鑽機挖出的鑽渣等用裝載機裝車清理出施工現場。

(2)、每鑽進5m或地層變化處應從鑽筒取樣查明土質並記錄,與設計資料核對。

(3)、樁基在旋挖鑽進過程中要對樁位進行複測,在孔深1/2及終孔時,用檢孔器(檢孔器用鋼筋做成,其外徑為鑽孔樁鋼筋籠直徑加100mm,長度等於孔徑的4~6倍)檢查垂直度、孔徑,以便及時調整鑽頭直徑。

(4)、在鑽進過程中,宜檢測泥漿的主要指標,主要是檢測泥漿的比重和含砂率。

(5)、邊旋挖鑽進邊用泥漿幫浦從泥漿池中向孔內注入泥漿,保持孔內的水頭高度。

7、成孔檢測:樁基成孔後,用檢孔器檢查孔的中心位置、孔徑,用筒式鑽頭清除孔底沉澱,用測繩查測孔深,同時宜用鋼尺複核測繩的長度。

8、清孔:檢孔完成後用筒式鑽進行掏渣清孔,清孔過程中速度不宜過快,同時保持孔內的水頭高度。

9、鋼筋籠製作、焊接安裝

(1)鋼筋籠製作:首先對施工圖中各種規格的鋼筋長度、數量核對,其次對圓盤條鋼筋進行調直,鋼筋表面應保持潔淨和平直。鋼材進場後用墊木或其他方法墊起,工地臨時保管鋼筋時,應選擇地勢高,地面乾燥的露天場所,根據天氣情況,在雨雪天氣,必要時加蓋雨棚布。

鋼筋加工時,按照施工設計圖紙結合鋼筋原材料尺寸進行配料、加工、製作、安裝、不得隨意改變鋼筋長度和構造形式,所有鋼筋加工、焊接都應符合《公路橋梁工程驗收標準》要求。鋼筋焊接前根據具體施工條件(特別是對焊施工)進行試焊,然後進行大批量施工。

(2)鋼筋籠焊接安裝:鋼筋籠安裝前應檢查鋼筋根數、直徑、間距、鋼筋籠是否變形,焊接點、焊接長度、寬度、厚度滿足規範要求。為避免鋼筋籠起吊過程中區域性受力發生變形。

在吊車安放鋼筋籠時,每節鋼筋籠保證有三個吊點,且吊車大小鉤配合使用將鋼筋籠吊起。在孔口焊接,採用搭接焊,確保其上、下成一直線,均勻入孔,並隨時調整鋼筋籠位置,避免碰掛孔壁及發生塌孔現象。

(3)檢測管安裝:檢測管安裝在鋼筋籠內側,成等邊三角形分布。鋼管下端與樁底平齊,上端要露出鑽台作業平面。

檢測管安裝順直、牢固,接縫無接茬,用套管焊接密封,不漏漿,套管長度不小於20cm.檢測管兩端用3mm鋼板焊接密封。

旋挖鑽機施工工藝

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