1、    旋挖鉆機在軟土地層施工的技術應用及質量控制    內容提要：主要闡述旋挖鉆機鉆孔的技術性能及特點，以及通過對旋挖鉆機在軟土和砂土地層施工中出現的一些問題進行總結，并根據施工現場經驗對旋挖鉆機在類似地層施工時容易發生的質量事故，總結了一些預防措施。關鍵詞：旋挖鉆機軟土地層技術應用質量控制1、前言河運高速公路第二分部位于山西省運城市稷山縣與河津市交界處，共有大橋兩座，分別為k4+855四后坡大橋和k6+510廟子溝大橋，均為307m長，寬26m，上部構造為25m預應力混凝土組合箱梁，先簡支后連續。橋梁基礎為混凝土灌注樁，鉆孔樁共112根，其中兩橋橋臺

2、均為1.2m雙排樁，共24 根；橋墩為1.5m單排樁，共88根。由于運城地處黃土高原，兩橋表層均為濕陷性黃土，往下依次為粉細砂、粉土、粉細砂夾雜卵石、粉質粘土。根據工程地質情況，全部采用旋挖鉆機成孔。2、旋挖鉆機的主要技術性能及特點旋挖鉆機的工作原理是首先通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉破碎巖土，并直接將其裝入鉆斗內，然后再由鉆機提升裝置和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環往復，不斷地取土卸土，直至鉆至設計深度。主要技術性能及特點如下：2.1成孔速度快，是普通循環鉆機的5倍以上，有效地保證了工程進度。旋挖鉆機鉆桿為伸縮式鉆桿，提鉆速度快。直徑1.5 m、孔深55m 左右的樁基正常情況下7h 左

3、右即可完成。2.2對不同的地質情況適應性強，適用廣泛。2.3移位方便，旋挖鉆機多為液壓履帶式伸縮底盤，可將鉆機方便地移動到所要到達的位置，而不像普通循環鉆機移位那么繁瑣，同時又保證了整機穩定性及良好的機動性能。2.4定位速度快且定位準確度高。開孔前通過人工指揮鉆頭中心對準樁位，再由機械手將對應坐標設置為軸心坐標，施工過程中操作手在駕駛室內利用先進的電子設備就可以精確地實現對位，使鉆機達到最佳鉆進狀態。2.5鉆孔深度、垂直度可自動檢測及控制。因鉆機自身自動化程度高，鉆孔深度和垂直度可由電子系統控制并在熒光屏實時顯示。2.6鉆機自帶動力，不受場地供電限制，對于電力緊張的工地比其它鉆機更能顯示其優越

4、性。2.7安全、環保特點突出。整機采用全液壓傳動，整機調平和行走移位均借助液壓馬達或油缸，不僅過載保護性好，運轉平穩，安全可靠，操作靈活輕快，震動小、噪音低，大大減輕了操作者工作強度，而且鉆機還設置了主、副卷揚機的高度限位與動臂幅度限位以及駕駛室內液控開關等安全保護裝置，從而促進了文明施工和安全生產；鉆孔過程不用循環泥漿，使用的泥漿可以循環利用，鉆渣可以通過提升旋挖斗時和泥漿分離后運走，減少了污染，施工現場較為整潔干凈。2.8成孔后沉渣少。旋挖鉆機成孔采用靜態泥漿護壁，鉆渣是通過旋挖斗提出，故沉渣量很小；而其它鉆機鉆渣是通過泥漿的循環排出，故兩三米沉渣是常見的。3旋挖鉆機在砂土地基施工過程中容

5、易發生的問題和應對措施旋挖鉆機由于它對各種地質條件適應能力較強，成孔效率高，施工簡單易操作等特點，作為工程基礎的一種機具已被應用得相當普遍。但是由于自身的一些特點，且其施工工藝環節多，一環不慎，便導致質量事故發生。尤其是在軟土和砂土地基施工時更為突出，以下是通過廟子溝大橋及以往工地施工總結出來容易發生的問題及相應的應對措施。3.1旋挖鉆機成孔抗擾動能力差，由于成孔抗擾動能力差，故容易發生塌孔事故首先，旋挖鉆泥漿護壁為靜態泥漿護壁，孔壁泥皮薄，故護壁效果較差，尤其是在砂卵地層更為突出；其次，旋挖鉆機成孔速度快，出渣方式通過旋挖鉆斗直接挖出，直徑1.5 m, 孔深55 m 左右的基樁在7h 左右即

6、可完成，故孔壁土層穩定性差。為應對這類問題應采取如下預防措施：1、根據地層地質情況選擇合適的鉆進速度。2、施工時選用水化性能好，造漿率高，成漿快，含沙量少的膨潤土或黏土，在沙土地層選用精選的膨潤土為宜。成孔后如來不及灌注時必須使孔內泥漿循環。3、根據孔口地層地質情況確定適當的護筒長度，盡量使護筒穿透砂層，若孔口砂層過厚護筒長度不得低于6米，以減少因地表上振動能量傳遞到無護筒孔壁。同時在開鉆前檢查護筒四周土是否結實，如四周土較為松軟，可利用鉆桿對護筒四周進行搗實。我工地發生的兩起塌孔事件均因護筒沒有穿透砂層和護筒長度過短而造成的。4、盡量避免成孔后機械在孔口周圍走動。5、將不可能避免的施加在孔口

7、周邊的力盡可能的分散，避免局部受力，杜絕外部力直接作用在護筒上。6、施工過程中盡量避免鉆斗和鋼筋籠擦傷孔壁。3.2成孔后軟土地層易發生縮孔首先因為旋挖鉆出渣方式為鉆斗旋挖出渣，孔壁不像其它鉆機成孔時有擠壓，且旋挖鉆成孔速度快，故孔壁穩定性比其它鉆機成孔孔壁差；其次，旋挖鉆機成孔采用的泥漿相對其它鉆機來說比重低，故對孔壁產生的力相對較小。為應對這類問題應采取如下預防措施：1、適當加大鉆斗直徑，在開孔處結合地層地質情況確定鉆斗加大尺寸，保證縮孔后的孔徑滿足設計孔徑。2、適當加大泥漿比重。3、盡可能的縮短澆注前的操作時間。3.3施工過程中由于施工平臺松軟，鉆機因自重下沉，從而導致孔位偏移、孔斜、孔彎

8、和擴孔等現象發生。因為旋挖鉆機所設置的坐標均相對于鉆機履帶在相對穩定的基礎上而言，如果鉆機履帶的位置無論是平面位置還是水平位置發生了變化，其孔位、孔斜、孔彎和擴孔等都得不到有效控制，自然就導致成孔質量達不到規范要求。因此如何保證鉆機履帶位置的穩定性，是保證鉆孔質量的關鍵之一。為應對這類問題應采取如下預防措施：1、必須保證施工平臺有能夠滿足鉆機需要的承載力，確保施工過程施工平臺穩定。這就要求在填筑施工平臺時選擇強度高但又能確保鉆機能施鉆的填筑材料，一般采用砂性土、含水量適宜的粘土或粒徑不大于10cm的砂礫，填筑時必須分層壓實。2、在履帶底鋪設鋼板，使鉆機自重產生的力分散作用于平臺上。3、施工過程

9、中及時清除挖掘上來的渣土，減少挖掘渣土帶來的泥漿浸泡施工平臺，保證鉆機底部及周邊土質不被泡軟。4、鉆機一旦定位開鉆后，施工過程中盡量避免鉆機在水平位置移動。5、開鉆前將點位用護樁引到不容易遭到破壞地方，同時在兩側履帶有明顯標志處外側地面設參考點，并測量其履帶上標高，并在施工過程中要經常觀察其平面位置和水平位置的變化，一旦發生變化，應根據所引出的護樁重新調整鉆頭中心坐標。3.4由于鉆斗磨損過快，導致孔徑變小因為旋挖鉆機鉆斗直徑一般都比設計孔徑小8-12cm，為了確保鉆孔直徑，通過斗齒及鉆斗外壁的調節塊來調整，如果鉆機在砂質地層鉆進，斗齒及調節塊磨損的速度很快。我項目部施工的廟子溝大橋的8號墩樁基

10、孔深為55米，由于砂卵層有10多米厚，開鉆的第一根樁和第二根樁所灌注的混凝土量相差有6立方米之多，且每盤料所灌注的深度相差量基本相同，通過調查分析，發現鉆頭的調節塊被磨掉了近4cm，調整調節塊的厚度后每根樁的灌注量和每盤料的灌注厚度基本上正常。因此在砂層中鉆進時要時刻觀察鉆斗斗齒及調整塊的磨損程度，及時調整糾正，以確保樁體直徑滿足設計要求，保證樁的質量。3.5成孔后由于施工工藝不當導致塌孔旋挖鉆成孔后一般不宜放置時間過長，灌注混凝土速度不宜過快，否則易發生鉆孔局部塌孔。因為旋挖鉆成孔泥漿護壁泥皮薄，放置時間過長導致孔內上部泥漿中的細粒物質沉淀，導致泥漿比重降低，形成清水孔。灌注速度過快，孔內泥

11、漿和混凝土上升速度也必然加快，對孔壁造成的擾動也就變大，故容易發生局部塌孔事故。為了避免出現這類質量事故，我項目部采取如下預防措施：1、盡量縮短成孔到灌注混凝土的時間。首先做好成孔后各道工序的準備工作。其次加大孔口鋼筋籠連接的人員和設備的投入，必須保證兩到三部電焊機同時施焊，縮短焊接時間。再次，加快下導管的速度，可以在下導管前將兩到三節導管連接好，減少下導管時的連接次數。2、成孔后若來不及灌注時，必須循環孔內泥漿，避免泥漿沉淀。循環泥漿還可以起到清孔的作用。3、灌注進入砂層后，要嚴格控制灌注速度。4、結語總之，旋挖鉆機作為一種新型鉆孔設備，它具有功率大,鉆孔速度快,自動化程度高,移動靈活方便,定位準確,節約勞動力,生產安全,工作方便,環保性能好,噪聲小,工作效率高,節約時間,降低施工成本