贵州机械工业学校清镇新校区一期工程

旋挖钻孔施工方案

贵州建工集团第三建筑工程有限责任公司

2012年5月7日

目   录

第一节 工程概况

第二节 旋挖钻机施工工艺原理

第三节 旋挖钻机施工工艺

第四节 人员、机械配置

第五节 施工进度计划

第六节 旋挖钻机施工操作注意事项及要点

第七节 旋挖钻机施工中出现在的问题分析及处理措施

第八节 旋挖钻机施工安全及环保措施

第一节 工程概况

贵州省机械工业学校清镇新校区一期工程因工期短，场地地质为坚硬岩层，表面土层较薄，采用人工挖孔桩工期相对较长，且安全隐患大，为了加快工程进度，确保工程保质按期完成，经与建设单位、监理单位、地勘单位及设计单位商议采取旋挖钻机进行钻孔施工。因现仅有男女生宿舍基础图，本方案仅以该两栋编制孔基础图为编制依据，以后其它工程可考照该方案施工，女生宿舍孔桩原设计为人工挖孔，且桩底有扩头，因机械成孔不能完成扩头施工，经设计复核可按原设计桩底扩头尺寸进行机械成孔施工经各单位同意，按孔底扩大头尺寸进行钻孔，女生宿舍:2×A轴、10×B轴、14×C轴、9×J轴、6×D轴、16×A轴、6×A轴、16×D轴、8×D轴、11×K轴、16×H轴、8×C轴、12×A轴、17×J轴、8×B轴、8×A轴、12×D轴、13×J轴、13×K轴。男生宿舍9×M轴、19×A轴、13×D轴、17×C轴、17×A轴,均采用旋挖钻孔施工，且部分孔为非标孔，经各单位同意：直径1200mm改为1250mm、1400mm改为1500mm、1600mm改为1700mm、以便与机械钻头相匹配。以上直径均为孔底扩底尺寸。

第二节 旋挖钻机施工工艺原理

旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备，可以实现桅杆垂直的自动调节和钻孔深度的计量；旋挖钻孔施工是利用钻杆和钻头的旋转，以钻头自重并加液压作为钻进压力，使渣土装满钻斗后提升钻斗出土石。通过钻斗的旋转、钻进、提升、卸渣，反复循环而成孔。其特点是工作效率高、施工质量好、尘土污染少。旋挖钻机依靠钻杆和钻头自重及钻杆旋转时斗齿切入土石层，斜向斗齿在钻头回转时切下土石块并向斗内推进而完成钻取土。若遇岩石可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入岩石中，将岩石击碎。钻斗装满后，由起重机提升钻杆及钻斗至地面，钻斗内的渣土在旋转摆动钻

斗时排出钻斗。钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一循环作业。本工程因地质条件复杂，钻孔主要针对土层、岩层、地下水及溶洞进行考虑。

第三节 旋挖钻机施工工艺

一、旋挖钻机施工工艺流程

钻机进场通道及作业平台处理→孔桩定位放线→钻机入场就位→钻机开挖→继续钻进、排渣、成孔→清孔→成孔检验

二、旋挖钻机施工操作步骤

1 、钻机进场通道及钻机作业场地平整

先平整场地、清除杂物、换出软土、夯打密实，钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。确保3m 宽进出通道，用于运输进出及架安吊车。

2 、钻孔定位

首先对设计图纸提供的坐标、高程等有关数据进行认真复核，确认无误后采用全站仪进行桩位放样，桩中心放样完毕后，沿桩中心拉十字线至1.5m 以外并作好桩标记。

3 、开孔：

钻机设备就位、升举钻杆、安装钻斗、调整钻杆垂直度、对准桩孔中心，然后开机进行旋挖取土石开孔。土层第一节孔桩开孔大小为设计桩径＋60mm , 深度2.5m 左右。

4 、高程标注：

第一节钢护筒安装完成后用测量水平仪测出护筒顶面高程并予以标注，用于钻孔深度及混凝土浇筑高度的辅助测定。

5 、旋挖钻进成孔

旋挖钻机配备有电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，同时在钻杆的两个侧面均设有垂直度仪，在钻进过程中，驾驶员随时调整钻杆垂直度，从而保证了成孔的质量。

6 、钻斗选择

旋挖钻进成孔施工的钻斗因土质地层和岩质地层选择钻头。

7 、钻进取土：

将钻机钻杆回转到桩孔位置后将钻斗垂直放下并开始转动取土石，依据钻杆下降高度及检验判断钻斗装满土石多少，起斗卸土前应先反向旋转2 周利用摩擦将活动底板关闭进料口，之后方可缓缓将钻斗提升并移出护筒卸土。升降速度不宜太快，应保持在0.4m / S 左右。当旋挖钻机周边堆土达到一定量后，挖机及时配合清渣，并外运至甲方指定的地方。

8 、终孔及清底：

该设备具有先进的电脑控制系统，能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度。当确定孔桩深度达到要求后，将钻斗更换成清孔斗并下降到底部，固定钻杆升降作水平旋转数周后反向旋转2 周将孔底松散土体收入斗中。

第四节  人员、机械配置

根据工程实际情况，为了加快我国保障性住房建设需要，旋挖钻孔钻原则上实行24小时连续作业制度。

1、施工人员配置

施工人员配置原则：二班制24小时作业。

1）每台旋挖钻机，配每班6人机组人员，早晚二班，合计12人

2）下笼、灌砼班组，每班6人，早晚二班，合计12人

3）每台吊车司机配2～3人

4）每台挖掘机司机配2人

5）其他杂工每班配5人

2、机械配置

根据该工程地勘资料及设计图纸，岩层均为坚硬岩石，强度≧3500KPa,钻径主要为1000mm、1200 mm 1300 mm 1400mm、1500mm、1600mm、1800mm的桩基，选用原装进口旋挖钻机。

机械设备一览表

第五节 施工进度计划

一、施工顺序安排

因目前为止，设计仅出男女生宿舍基础施工图，因工期紧，男女生宿舍楼不待回填直接从自然地面开钻，自然地面以上设计更作处理方案，根据现场实际情况，做如下安排：

1）先施工男生宿舍和女生宿舍孔桩，男生宿舍65个孔，女生宿舍90个孔，共155个孔桩；

2）待后面几栋楼施工图出图后再施工。

二、进度计划

注：因地质条件复杂，存在较多不可预见性因素，若遇溶洞处理等情况，工期应顺延。

第六节 旋挖钻机施工操作注意事项及要点

1 、进入施工现场的所有施工机械必须经过检查、测试不存在故障或安全隐患后才能进行施工作业。

2 、钻机钻斗直径必须与设计桩径相匹配，钻斗外径为设计桩径+60mm ，施工中必须经常检查钻斗直径及钻头磨损情况，随时对钻斗和钻头进行维修和更换。

3 、钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度。

4 、施工钻进过程中，由于钻斗外径与桩孔内径差不大，所以钻斗的提升速度一定不能太快。

5 、钻机开钻后应分班连续施工，未出现特殊情况不应中断施工。在施工时应时时对施工过程进行检测。

6 、钻孔过程中，必须设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如钻进深度、桩孔垂直、地质分布情况、开钻机终孔时间、机械设备维修保养、障碍物等情况。

7 、终孔后桩径应不小于设计桩径，垂直度偏差在1 ％内，桩位偏差不得大于5Omm ，孔底标高不得高于设计桩底标高。

第七节 旋挖钻机施工中出现的问题分析及处理措施

1 、超径

旋挖钻机在软塑地层和松散地层钻孔过程中常遇到超径问题。钻孔超径不但浪费材料，影响成桩质量，严重会造成孔内事故，所以在成孔过程中，必须有效控制超径，才能高质量、高效率的完成桩基施工。

1）造成成孔超径的原因

①操作原因。在软塑地层，由于钻感不明显，钻头往往是压入而不是钻入该地层，使钻头和四周的泥土粘连，形成泥包钻头现象，当提钻时出现活塞效应，使钻头周边的部分泥土吸到钻头下部，造成超径。

②地层原因。在软塑地层，由于钻具的搅动使该层趋于液化，使地层失去原有的稳定状态，孔壁部分泥土流入孔内造成超径。

③钻头和钻杆的连接问题。由于钻头和钻杆的连接卡方长时间的使用磨损，钻杆的公方磨损变小，而钻头上的母方磨损变大，使连接间隙变大，当旋转进时，钻头和钻杆形成一定的角度，使钻头的回转直径大于钻头直径，成孔大于设计成孔直径，造成超径。

2）预防成孔超径的措施

①保持钻头外表光滑，避兔或减少糊钻。在软塑地层，每次提钻时，钻头与周围经常附着一些粘性土，要及时清除掉，减少钻头与周围粘性土的粘连，以免造成糊钻。

②减少钻头和钻杆的连接间隙，要经常检查钻头和钻杆的连接卡方，有磨损及时修补，减少连接间隙。

2 、斜孔

1）原因分析

钻杆不垂直，护筒中心和桩位中心不重合，操作手不熟练等。若遇到石芽时旋挖强行成孔，钻头被挤偏。很多岩面都呈现斜面，钻进不注意就很容易造成斜孔。有溶洞时，溶洞侧壁岩面凹凸不平也容易造成斜孔。

2）预防、处理措施

开孔前首先保证旋挖钻机摆放平整，钻杆垂直，下护筒前用十字交叉定位，设定开挖中心为标准；遇石芽、斜面岩层时减缓钻进压力，平稳钻进；遇溶洞时，埋设护筒或填入素混凝土，然后正常钻进。

3）特殊地质状况处理

根据地勘资料显示，本场地地质条件复杂，施工过程必然会遇到溶洞， 在钻进过程中遇到溶洞时，及时通知建设单位和监理单位现场查看。为了确保施工安全，采取用C20素混凝土填充至溶洞顶面1米高的方法对溶洞进行处理，待混凝土达到一定强度时，重新钻进。

3、塌孔

旋挖钻孔由于没有护壁，孔壁容易塌方，特别是有水孔或被雨水冲刷时易造成塌孔，因此应每钻完一个孔，及时清理，及时验收，及时浇灌砼。

第八节 旋挖钻机施工安全、环保措施

钻孔现场各类施工设备很多，因此在施工组织中必须有明确的施工场地规划和现场布局，避免出现施工障碍和相互干扰，提高施工进度，保证施工安全。

1 、旋挖钻机施工前必须对地下、地面及空中的管线、杆线、障碍物进行详细勘察，除在作业范围内并对施工构成安全隐患或无法施工的应进行改移或拆除。

2 、施工现场的孔口应设置安全围栏并设置明显警示标志，夜间施工要有设置警示红灯。避免工作人员意外跌入造成人员伤害。

3、施工期间要设置专职安全员在现场进行安全巡查，监督安全防护用品的使用、杜绝瞎指挥、违章作业，保证施工现场施工安全。

4、进场作业人员必须经三级教育及安全技术交底后方可上岗作业，特种作业人员必须持证上岗。

5、拆装钻头时必须注意作人员之间的配合，以防造成机械伤害。

6、钻机、钻具和吊钻头的钢丝绳，均应符合设计要求，使用时应有专人检查维修。

7、工作平台及钻机平台上不能堆积杂务，在钻孔施工中应随时清除杂物。

8、施工现场内的渣土及时清运出施工范围。

人工开挖孔桩与旋挖钻机施工成孔综合对比

第九节 钻孔灌注桩遇到质量问题的预防及处理措施

1、成孔质量问题 　　
①塌孔
　　预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块处理清除。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处，捣实后重新钻进。 　　
②缩径
　　预防措施：选用带保径装置钻头，钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。易缩径孔段钻进时，可适当提高泥浆的粘度。对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。
③桩孔偏斜
　　预防措施：保证施工场地平整，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。对地下障碍行预先处理干净。对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。
2、钢筋笼安装质量问题 　　
① 钢筋笼安装与设计标高不符
　　预防措施：钢筋笼制作完成后，注意防止其扭曲变形，钢筋笼入孔安装时要保持垂直，砼保护层垫块设置间距不宜过大，吊筋长度精确计算，并在安装时反复核对检查。
② 钢筋笼的上浮
　　钢筋笼上浮的预防措施：严格控制砼质量，坍落度控制在18±75px，砼和易性要好。砼进入钢筋笼后，砼上升不宜过快，导管在砼内埋深不宜过大, 严格控制在10m以下，提升导管时，不宜过快，防止导管钩钢筋笼，将其带上等。
3、水下砼灌注问题 　　
① 堵管
　　预防措施：商品砼必须由具有资质，质量保证有信誉的厂家供应，砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求，现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。
② 桩顶部位疏松
　　预防措施：首先保证一定高度的桩顶留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响，极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测，只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时，才能确认终灌标高已经达到。
③ 桩身砼夹泥或断桩
　　预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一次清孔必须彻底清除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩砼灌注时，严禁中途断料。拔导管时，必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深，严禁凭经验拔管。