旋挖鑽機是一種适合建築基礎工程中成孔作業的施工機械，廣泛用于市政建設、公路橋梁、高層建築等地基礎施工工程，配合不同鑽具，适應于幹式（短螺旋），或濕式（回轉鬥）及岩層（岩心鑽）的成孔作業，旋挖鑽機具有裝機功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活，施工效率高及多功能特點。旋挖鑽機适應我國大部分地區的土壤地質條件，使用範圍廣，基本可滿足橋梁建設，高層建築地基礎等工程的使用．目前，旋挖鑽機已被廣泛推廣于各種鑽孔灌注樁工程。因此對旋挖鑽機的施工準備與常用清水施工工藝進行技術上探讨有着十分重要的意義。

1、資料準備

（1）開工前應具備場地工程地質資料和必要的水文地質資料，樁基工程施工圖及圖紙會審紀要。

（2）場地和鄰近區域内的地下管線（管道、電纜）、地下構築物、危險建築、精密儀器車間等的調查資料。

（3）主要施工機械及其配套設備的技術性能資料，所需材料的檢驗和配合比試驗，對所需的材料必需作材料的物理性能試驗，并委托有資曆的試驗室根據所用的原材料作好混凝土的配合比試驗。

土木工程、水利工程

用的測量儀器，如、經緯儀、水準儀、鋼卷尺、旋挖鑽孔機、電焊機等機械設備須有出廠合格證。

（1）攪拌機

機體安裝堅實平穩、搭有防雨操作棚；各類離合器、制動器、鋼絲繩、防護罩必須安全、可靠有效；操作手應持證上崗；必須有良好的單獨接地。

（2）手持電動工具

必須單獨安裝漏電保護器；防護罩安全有效；外殼必須有接地或接零；橡皮線不準破損。

（3）電焊機

有可靠的防雨措施；有良好的接地或接零保護；一、二次線接線處應有齊全的防護罩；二次線應使用線鼻子；配線不許亂搭、亂拉，焊把絕緣良好；焊工持證上崗。

（4）氣瓶

各類氣瓶有明顯的色标和防震圈，不準在露天曝曬；乙炔氣和氧氣瓶距離應大于5m；乙炔氣瓶在使用時必須裝回火防止器；皮管應用夾頭緊固；操作人員必須持證上崗。

鑽具具有一定的剛度，在鑽進中或其他操作時，不産生移動和搖晃，鑽具的安裝應符合生産廠家的标準。施工時可配用短螺旋鑽頭、回轉鬥，岩心鑽頭，岩心回轉鑽頭等各種規格的鑽頭。施工時，根據不同的土壤、地質條件按下列規定選擇不同的旋挖鑽孔機的鑽頭：短螺旋鑽具，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土，中等密實以上的砂土，風化岩層。螺旋回轉頭，采用泥漿護壁，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風化岩層。岩心螺旋鑽頭，适用于碎石土、中等硬度的岩石及風化岩層。岩心鑽頭，适用于風化岩層及有裂紋的岩石。鑽頭規格由用戶據實際工程的情況選購選配。

鑽孔機的旋挖鑽進成孔工藝：旋挖成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鑽頭回轉破碎岩土，并直接将其裝入鑽頭内，然後再由鑽孔機提升裝置和伸縮式鑽杆将鑽頭提出孔外卸土，這樣循環往複，不斷地取土卸土，直至鑽至設計深度。對粘結性好的岩土層，可采用幹式或清水鑽進工藝，無需泥漿護壁。而對于松散易坍塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩定，必須采用靜态泥漿護壁鑽進工藝，向孔内投入護壁泥漿或穩定液進行護壁。以下僅對旋挖幹取土成孔法施工工藝進行探讨。

（1）清水施工工藝的成孔工藝流程：

在成孔過程中不需泥漿護壁，而是鑽頭在慢速旋挖過程中自造的泥漿對孔壁起到一定穩定作用，在旋挖鑽進過程中，鑽頭往返于孔底與地表之間，所形成的孔壁比較粗糙。旋挖鑽孔灌注樁的樁土之間的咬合作用較強，能較好地反映出混凝土樁體與黃土及粉質粘土之間的相互作用效應。

（2）場地布置原則

根據設計要求合理布置施工場地，先平整場地、清除雜物、換除軟土、夯打密實。在進行場地整平後，組織有資格的測量放樣人員，将所有樁位放出，釘好十字保護樁，做好測量複核，并記錄放樣數據備案；規劃行車路線時，使便道與鑽孔位置保持一定的距離；以免影響孔壁穩定；施工場地為旱地而且在施工期間地下水位在原地面以下時，将場地平整夯實，清除雜物；場地位于淺水時，采用築島後在頂面安裝鑽孔機，築島頂面高出施工水位1．0m左右；鑽孔機底盤不宜直接置于不堅實的填土上，以免産生不均勻沉陷；鑽孔機的安放位置應考慮鑽孔施工中孔口出土清運的方便。

（3）樁位放樣

樁位放樣，按“從整體到局部的原則”進行樁基的位置放樣，進行鑽孔的标高放樣時，應及時對放樣的标高進行複核。采用全站儀準确放樣各樁點的位置，使其誤差在規範要求内。

（4）鑽孔機就位

鑽孔機就位時，要事先檢查鑽孔機的性能狀态是否良好。保證鑽孔機工作正常。

（5）埋設鋼護筒

（6）在準确放樣的前提下埋設護筒，埋設護筒的方法和要求，應符合JTJ041－89（以下簡稱《規範》）的規定。如果鑽孔是在陸地上進行的，則一般采用挖坑法，比較簡單易行。

（7）鋼護筒埋設工作是旋挖鑽孔機施工的開端，鋼護筒平面位置與垂直度應準确，鋼護筒周圍和護筒底腳應緊密，不透水。

（8）埋設鋼護筒時應通過定位的控制樁放樣，把鑽孔機鑽孔的位置标于坑底。再把鋼護筒吊放進坑内，找出鋼護筒的圓心位置，用十字線在鋼護筒頂部或底部，然後移動鋼護筒，使鋼護筒中心與鑽孔機鑽孔中心位置重合。同時用水平尺或垂球檢查，使鋼護筒堅直。此後即在鋼護筒周圍對稱地、均勻地回填最佳含水量的粘土，要分層夯實，達到最佳密實度。以保證其垂直度及防止泥漿流失及位移、掉落，如果護筒底土層不是粘性土，應挖深或換土，在坑底回填夯實300－500mm厚度的粘土後，再安放護筒，以免護筒底口處滲漏塌方，夯填時要防止鋼護筒偏斜。護筒上口應綁紮木方對稱吊緊，防止下竄。

（9）鋼護筒的制作及埋設的原則

長度4m以内的鋼護筒，采用厚4—6mm的鋼闆制作，長度大于4m的鋼護筒，采用厚6～8mm鋼闆制作；鋼護筒埋置較深時，采用多節鋼護筒連接使用，連接形式采用焊接，焊接時保證接頭圓順，同時滿足剛度、強度及防漏的要求；鋼護筒的内徑應大于鑽頭直徑，具體尺寸按設計要求選用；鋼護筒埋設深度應滿足設計及有關規範要求。若樁孔在河流中，應将鋼護筒埋置至較堅硬密實的土層中深0．5m以上；鋼護筒頂高出施工水位或地下水位1．5－2．0m，并高出施工地面0．3m；鋼護筒埋設前，先準确測量放樣，保證鋼護筒頂面位置偏差不大于5cm，埋設中保證鋼護筒斜度不大于1％；埋設鋼護筒前，采用較大口徑的鑽頭先預鑽至護筒底的标高位置後，提出鑽鬥且用鑽鬥将鋼護筒壓入到預定位置。用粗顆粒土回填護筒外側周圍，回填密實。

（10）鑽孔施工

鑽孔機成孔一般為清水施工工藝，無需泥漿護壁；若有地下水分布，且孔壁不穩定，可向孔内投入護壁泥漿或穩定液進行護壁。以下是旋挖鑽機鑽孔施工的基本操作：

清水施工時，将鑰匙開關打到電源檔，旋挖鑽機的顯示器顯示旋挖鑽機标記畫面，按任意鍵進入工作畫面。先進行旋挖鑽機的鑽桅起立桅及調垂，即首先将旋挖鑽機移到鑽孔作業所在位置，旋挖鑽機的顯示器顯示桅杆工作畫面。

從桅杆工作畫面中可實時觀察到桅杆的x軸、Y軸方向的偏移。操作旋挖鑽機的電氣手柄将桅杆從運輸狀态位置起升到工作狀态位置，在此過程中，旋挖鑽機的控制器通過采集電氣手柄及傾角傳感器信号，通過數學運算，輸出信号驅動液壓油缸的比例閥實現閉環起立桅控制。實現桅杆平穩同步起立桅。同時采集限位開關信号，對起立桅過程中鑽桅左右傾斜角度進行保護。在鑽孔作業之前需要對桅杆進行定位設置，一般情況下，做直孔作業，所以需要對桅杆進行調垂。調垂可分為手動調垂、自動調垂兩種方式。在桅杆相對零位±5°範圍内才可通過顯示器上的自動調垂按鈕進行自動調垂作業；而桅杆超出相對零位±5°範圍時，隻能通過顯示器上的點動按鈕或左操作箱上的電氣手柄進行手動調垂工作。在調垂過程中，操作人員可通過顯示器的桅杆工作界面實時監測桅杆的位置狀态，使桅杆最終達到作業成孔的設定位置。在施工過程中，有時也需要斜孔作業。操作人員需要通過顯示器上的自動定位按鈕進行自設定零位，然後再進行相同的調垂操作。

清水施工鑽孔時通過顯示器按鈕直接進入主工作界面，然後進行鑽孔作業。鑽孔時先将鑽鬥着地，通過顯示器上的清零按鈕進行清零操作，記錄鑽機鑽頭的原始位置，此時，顯示器顯示鑽孔的當前位置的條形柱和數字，操作人員可通過顯示器監測鑽孔的實際工作位置、每次進尺位置及孔深位置，從而操作鑽孔作業。在作業過程中，操作人員可通過主界面的三個虛拟儀表的顯示一一動力頭壓力，加壓壓力、主卷壓力，實時監測液壓系統的工作狀态。旋轉開孔，以鑽頭自重并加壓作為鑽進動力，一次進尺短條形柱顯示當前鑽頭的鑽孔深度，長條形柱動态顯示鑽頭的運動位置，孔深的數字顯示此孔的總深度。當鑽鬥被旋轉擠壓充滿鑽渣後，将其提出地表，操作回轉操作手柄使機器轉到棄渣車的位置，将鑽渣裝入棄渣車，完畢後，通過操作顯示器上的自動回位對正按鈕機器自動回到鑽孔作業位置，或通過手動操作回轉操作手柄使機器手動回到鑽孔作業位置。此工作狀态可通過顯示器的主界面中的回位标識進行監視。旋轉開孔後，以鑽頭自重并加壓作為鑽進動力。當鑽鬥被旋轉擠壓充滿鑽渣後，将其提出地表，裝入棄渣車，同時觀察監視并記錄鑽孔地質狀況。

（11）地質情況記錄

地質情況記錄按相應的地質的相關的表記錄；旋挖鑽孔機鑽進施工時及時填寫《鑽孔記錄表》，主要填寫内容為：工作項目，鑽進深度，鑽進速度，及孔底标高；《鑽孔記錄表》由專人負責填寫，交接班時應有交接記錄；根據旋挖鑽孔機鑽孔鑽進速度的變化和土層取樣認真做好地質情況記錄，繪制孔樁地質剖面圖，每處孔樁必須備有土層地質樣品盒，在盒内标明各樣品在孔樁所處的位置和取樣時間；旋挖鑽孔機孔樁地質剖面圖與設計不符時及時報請監理現場确認，由設計單位确定是否進行變更設計；鑽孔時要及時清運孔口出渣，避免妨礙鑽孔施工、污染環境；鑽孔達到預定鑽孔深度後，提起鑽杆，用測量孔深及虛土厚度（虛土厚度等于鑽深與孔深的差值）。

（12）成孔檢查

成孔達到設計标高後，對孔深、孔徑、孔壁、垂直度等進行檢查，不合格時采取措施處理。成孔檢查方法根據孔徑的情況來定，當鑽孔為幹孔時，可用重錘将孔内的虛土夯實，采用直接用測繩及測孔器測，若孔内存在地下水，可采用泵吸反循環抽漿的方法清孔，則采用水下灌注混凝土施工的方法進行鑽孔的測孔工作，清孔時合理控制泥漿的粘度與含砂率；經質量檢查合格的樁孔，及時灌注混凝土。

（13）清孔

清孔是孔樁施工，保證成樁質量的重要一環，通過清孔确保樁孔的質量指标、孔底沉渣厚度、循環液中含鑽渣量和孔壁泥垢等符合樁孔質量要求，采用正循環回轉鑽進技術的清孔方法為：樁孔終孔後，将鑽具提高20～50cm，采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥漿，并維持正循環30min以上，直到清除孔底沉渣且使孔壁泥質、泥漿含砂量小于4％為止。工程樁孔因有較厚的松散易坍土層，清孔後不能立即終孔，而在孔内下入鋼筋籠，安裝好灌漿導管後施行二次清孔作業，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保證砼成柱質量。

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