浅谈旋挖钻机在高原地区钻孔灌注桩施工中的应用

时间：2024-05-17

（四川蜀能电力有限公司，四川成都 610051）

莫世荣

（四川蜀能电力有限公司，四川成都 610051）

旋挖钻机是一种新型的钻孔机具。本文介绍了旋挖钻机作业的施工工艺，并对高海拔施工中存在的问题解决进行了阐述。

旋挖钻机；高原地区；灌注桩施工；应用

随着我国电力建设的发展，越来越多的输变电工程超远距离建设在高山大岭、高海拔的地区中，由于高原、高海拔地区、气候恶劣、缺氧等环境，造成人工和机械施工功效低，难度大；针对这种恶劣环境，在输变电工程桩基础施工采用旋挖灌注方法，将发挥重要作用，旋挖钻机主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工。本文就旋挖钻机在高原地区钻孔灌注桩施工中的应用做以说明。

1 旋挖钻机设备性能和特点

旋挖钻机具有在草原上桩基础施工适用桩径范围广、桩位定位准确、成孔质量高、施工自动化程序高、移动方便等优点。（1）旋挖钻机以柴油发动机作业动力源，通过输出动力由钻杆传递到切削具，从而钻孔削土出土成孔，其钻孔过程形成的直径、桩基深度和垂直度等各项性能指标都能满足要求；（2）旋挖钻机具有可连续施工、技术先进、成孔质量好、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适用性强等特点；旋转钻机钻斗可随时装拆直径不同的扩孔器，又能自行完成导管、钢筋笼的吊装就位，钻孔过程操作人员可根据水准泡位置操作液压来保证钻杆的竖直，通过定位控制装置来保证钻机定位的精度。

2 旋挖钻机设备的选择

结合青藏联网、川藏联网等其它输变电工程施工经验。选择履带式旋挖钻机作为高原草原上钻孔灌注桩施工的主要机型；ZR250B型旋挖钻机，整机工作重量775kN，最大输出扭矩250kN.m，提拔200kN，成孔桩径最大为2.5m，成孔深度可达84m。实践证明，ZR250B型旋挖钻机是高原、高海拔、高寒地区施工的最佳机型。

3 施工工艺与操作流程

3.1 机械成孔灌注桩施工工艺流程

旋挖成孔灌注桩工作效率高，钻孔速度快。其工艺流程如下：测量放样—场地平整及钻机就位—钢护筒制作及埋设（有回填土场地采用）—钻进成孔—清底—检查验收—钢筋笼的加工—验收—吊放钢筋笼—放置砼导管—浇筑桩身（随浇随振）。

3.2 泥浆护壁旋挖成孔灌注桩施工方法

3.2.1 施工准备。认真研究地质勘测报告，了解地形地貌、地质情况、气候条件、运输条件等；现场布置设计、工器具、方案设计等，编制专项施工方案，并做好技术交底工作。同时做好施工前条件准备、材料试验、测量放样等工作。

3.2.2 测量定位及复检。测量人员根据基线控制点和高程点、桩位平面图及现场基准水准点，使用全站仪测定桩位，并打入明显标记，桩位放线应确保准确无误，根定位精度为10mm。经过监理复核后方可开钻，基点应做特殊专门保护，不得损坏。

3.2.3 埋设护筒。在每个桩位定出十字控制桩后，进行护筒埋设工作，测量孔深的基准点为护筒顶标高，根据地勘报告及填土深度计算出孔深。护筒采用8mm厚钢板制作，护筒内径应大于钻头直径200mm，长度为2.0m～3.0m，护筒顶部高出地面200mm，周围夯实，护筒中心与设计桩位中心的偏差不得大于50mm，倾斜率应小于1.5%。

3.2.4 钻机就位钻进。钻机就位时底座必须保持平稳，严禁发生倾斜移位，钻头中心采用定位器对准桩位，定位误差不大于20mm。垂直度采用钻机自身的垂直检测装置控制，并辅以人工测量倾斜量。成孔前必须检查钻头直径和磨损情况，根据土层情况正确选择钻头底部切削齿的形状、规格和角度；钻进过程根据地层、孔深变化合理先择钻进参数，保证成孔质量，孔深必须保证进入持力层深度且满足设计要求，在持力层钻进时的岩状单独放在现场并及时通知监理人员进行验证。

3.2.5 清孔。用专用测绳测定孔深，由操作室液晶显示器显示钻深，孔底沉渣为钻深与孔深之差，孔底沉渣厚度＞10cm时需对孔底清理；采用换浆法清孔，至换出的泥浆比重小于1.25时为合格，从清孔停止至砼开始浇筑应控制在1.5 h～3h，一般不得超过4h，否则应从新清孔。

3.2.6 钢筋笼制作。钢筋焊接根据现场条件进行焊接性能试验，并具备焊接试验合格，方可使用。钢筋笼制作标准应达到设计要求：（1）钢筋笼尺寸要按施工图进行施工，加工允许偏差严格控制在质量标准内；（2）钢筋骨架现场组装且位置准确及焊接牢固，并经质检员和监理工程师检查合格后方可使用；（3）认真做好隐检记录。

3.2.7 钢筋笼安装。钢筋笼采用汽车起吊或自吊，钢筋笼过长时采用分段吊放，下放前应确保砼保护层厚度；起吊应保证整体平直起吊，入时应轻放、不得强行左右旋转、严禁高起猛落、强放和碰撞；用水平仪测量护筒顶高程，确保钢筋笼顶端到达设计标高，随后立即固定。

3.2.8 导管安装。用吊车安装导管，灌注导管底端至孔底的距离应为0.3 m～0.5 m，初灌时导管首次埋深应不小于1.0m。为防止混凝土与稳定液混合，灌注前应使用隔水球或浮球（具有良好隔水性能，并应保证顺利排出）安装于导管内；导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6MPa～1.0MPa，破损的密封圈应及时更换以保证在浇筑过程中泥浆不渗入导管中。

3.2.9 混凝土灌注。混凝土应采用拌合站集中拌合或使用商品混凝土，罐车要连续运输到位从而保证灌注桩浇筑的连续性（中途不能中断），导管的埋置深度宜控制在2 m～6 m；混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥，并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面，取两者的低值来控制拔管长度，随浇随拔。砼浇筑过程应做混凝土强度试块进行同条件养和标准养护；并根据代强度报告进行强度评定。