宁波大碶疏港公路延伸段 第一合同项目经理部
钻孔灌注桩采用旋挖式钻机成孔
施工工艺及方法
浙江交工路桥建设有限公司
二ΟΟ八年六月
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一、项目概述及桩基特点
宁波大碶疏港公路延伸段一合同段位于宁波市大碶镇内，是同三线起点至北仑二、三期集装箱码头的一条重要港口疏运通道。全线采用四车道，全封闭，全立交的高速公路标准建设。其中主线桥长1519m，互通区桥长3011m，上部结构为预应力连续箱梁或普通钢筋砼连续箱梁，下部为柱式墩台，钻孔桩基础。
本项目全线均为软土地段，表部分分布软塑冲海积亚粘土，层厚为0.5-2.8m，上部分布厚层海积软土，层厚约16.7-46.3m，中部为淤泥质粘土层，向下为粘土层或亚粘土层，再向下为持力的圆砾层。
本项目桩基共计736根，桩基为1.0m~1.8m，桩长由30m至80m不等。由于桩基数量大，深度长，工期紧，工程质量要求高，同时又处于软基地段，需要一种高效，经济，安全的钻孔机具。
二、旋挖式钻孔工艺的选用
近年来，随着国家重点工程对桩孔质量、成孔速度及施工环保等要求的不断提高，一些新型钻孔机具已悄然兴起并应用于工程实例，其中旋挖钻机成孔工艺的兴起与完善为我项目部在钻孔机具上提供了一个很好的选择。
旋挖钻机工艺是在吸收各种成孔工艺优势的基础上发展起来的一种新型的灌注桩成孔工艺。该工艺采用非水介质取土成孔，钻渣由钻具直接带出，不依靠泥浆输出，大大减少了泥浆的使用，因而具有成孔泥皮薄、孔径规矩、桩承载力稳定的特点，同时，钻机的安装、拆卸比较简单、方便，机械化程度高，成孔速度快；在操作过程中污染小、噪音小、振动小，适宜在环境要求较高的城区施工，
旋挖钻机成孔工艺经过杭州湾跨海大桥南岸连接线、申嘉湖高速公路湖州段工地的工程实践，具有成孔质量好、速度快、无噪音、无污染或小污染等优势。其工艺已日趋完善和规范，综合效益良好。
综合以上优点,我公司在宁波大碶疏港公路延伸段第一合同段施工中，为确保工程进度、提高工作效率，引进意大利-迈特HR260旋挖钻机作为我项目部在灌注桩成孔工艺上的首选机具。
三、旋挖钻机成孔工艺特点
1. 旋挖钻机的钻进方法是通过箱型抗扭钻桅和旋转动力头来驱动各种钻具成孔。钻机使用可伸缩履带的全液压履带式起重机，移动和定位都很方便。
2. 旋挖钻机的整机功率配置和主执行机构的输出能力较大，满足本项目桩基孔深长，
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孔径大，进度要求高的施工需要。
3. 旋挖钻机的操作、控制采用机电液一体化，提高了机具运行的可靠性和操作的灵活性。如电脑自动测斜偏的自动显示系统，对提高成孔效率及成孔精度作用非常大。
4. 旋挖钻机对伸缩式钻杆的使用，避免了钻杆的频繁装配，减轻了劳动强度，加快了工程进度。钻头的拆卸方便，可以根据土层的变化和钻进的需要随时更换钻头，加快了钻进速度，扩大了钻机的适用范围。
5. 旋挖钻机采用非水介质取土，只需要少量泥浆护壁和清孔，大大减少了泥浆的需求和排放，减少了环境污染，降低了施工成本。
6. 钻孔的钻渣成块状，减少了现场泥泞化，给场地运输带来很大方便，可节省运输费50％、同时节省了工程用水及用电。
7. 由于采用了扩筒驱动器，使沉拔护筒轻松自如，同时也防止桩孔缩径，同时护筒设计为可周转的锥螺纹连接，装卸十分方便。
8. 钻机采用直接挖土，自动排土。开启桶钻斗门不需人工配合。吊装钻头、护筒等不需吊车配合。
9. 噪音低、振动小、污染小．非常适于在繁华市区施工。
10.旋挖式成孔工艺适用于铁路、公路桥和市政高架桥等的钻孔灌注桩施工，钻机用凯式钻杆钻机，最大钻孔深度 80 米，最大钻孔直径大于 2 米，可在海拔 2000 米以上，环境温度 -20～+40 度的条件下施工。该工艺适用于淤泥、地下水位高的粘性土、粉土、砂土、人工填土及含有卵石、碎石的地层，不适用的地层为含有强承压水的土层及岩层。
四、施工机具设备及配套设备
(一)成孔机械设备
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表一 旋挖钻孔工艺主要设备
序号 1 2 3 4 5 6 名称 大口径旋挖钻机 轮式装载机 挖掘机 泥浆泵 泥浆测试仪器 自卸汽车及泥浆车 泥浆搅拌机 规格 意大利- 迈特HR260 W380 PC200 视工程实际情况定 粘度计、比重秤等 视工程实际情况定 自制 数量 １ １ 1 约3 1套 共约3 1-2 备注 （二）测量及试验仪器的配备
1．测量仪器：
（1）SET210全站仪 1台；（2）DS3水准仪 1台； （3）50m钢卷尺若干。 2．泥浆测试仪器：
（1）波美仪； （2）粘度仪； （3）浮筒切力仪； （4）pH试纸； （5）含砂率仪； （6）l00rnL量筒； （7）滤纸等。
（三）施工所需配套设备
1．钻孔机械：根据桩基设计规格、土层条件、周围施工环境、工期要求选择适合的机型，并配备好相应的钻头；
2．混凝土搅拌和运输、灌注设备； 3．钢筋骨架加工机械： 4．造浆和清孔排水设备； 5．钢筋笼吊放机； 6，土方清理机械。
（四）、材 料
1．砂宜选用含泥量不大于3％一5％的中粗砂。
2．粗骨料可选用卵石或碎石，最大粒径应不大于30mm，并不大于钢筋间最小间距
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的l／3。
3．泥浆（稳定液）制作材料：
（1）膨润土：以蒙脱石为主的粘土性矿物。
粘土：塑性指数Ip大于17，小于0.005mm的粘粒含量大于50％，为泥浆的主要材料。
（2）CMC：羧甲基纤维素钠盐，增加粘度，防止脱落。 （3）碱类：Na2CO3及NaHCO3，控制和改善泥浆性质。 （4）渗水防止剂：废纸浆、锯末等，防止渗水。 （5）重晶石：主要成分为硫酸钡，增加泥浆相对密度。 4．泥浆的性能指标 （1）相对密度：1.l～1.15。 （2）粘度：10～25s。
（3）静切力：1min20~30mg／cm2；10 min50～100mg／cm2。 （4）含砂率：6％。
（5）酸碱度：pH值为7—9。 （6）胶体率>95％。
（7）失水量<30mL／30 min。
6．测量项目及要求
（1）全班工作日开始时，测定一次闸门口泥浆下面0．5m处的全套指标，以后钻进过程中，每隔2h测定一次进浆口和出浆口的比重、含砂量、pH值等指标。
（2）在停钻过程中，每天测一次各闸门出口处0.5 m处的全套指标。
7．泥浆的拌制
为了有利于膨润土和羧甲基纤维素完全溶解，应根据泥浆需用量选择膨润土搅拌机，其转速宜大于200r／min。
材料的投放顺序，应先注入规定数量的清水，边搅拌，边投放膨润土，膨润土大致溶解后，均匀地投入羧甲基纤维素，然后投入分散剂，最后投入增大比重剂及渗水防水剂。
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