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摘 要：桩基工程在公路桥梁施工中属于常见的项目，针对桩基工程的施工方法目前种类繁多各有特色，国内多采用的有机械回旋成孔法、机械钻孔成孔法、人工挖孔成孔法，而全互筒旋挖法较为少见，这里主要是通过工程实例对全互筒旋挖法进行阐述，为以后砂砾层地质条件的桩基施工提供宝贵经验。
关键词：全护筒；旋挖法；桩基
Abstract： Pile foundation engineering is common in highway bridge construction. In view of the variety of the its construction methods， the commonly used methods are machinery screwed pore-forming method， machinery pore drilling method， manual pore digging method， and the infrequent is full cylinder screwed excavation method. Illustrated by expounding the full cylinder convolution digging method， the paper provides valuable experience for the future pile foundation construction in gravel areas.
Key words： full cylinder； screwed excavation method； pile foundation
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1引言
桩基工程在公路桥梁施工中较为常见，针对桩基工程的施工方法目前种类繁多各有特色，国内多采用的有机械回旋成孔法、机械钻孔成孔法、人工挖孔成孔法，但对于全护筒旋挖成孔法目前在国内应用还不是很广泛，由于工期紧迫，原有的施工方法无法满足进度要求，为保质保量完成既定任务，项目部引进了先进的旋挖钻机组织施工，在保证质量的前提下不但顺利完成桩基的施工，并将工期提前了近1/3，得到了业主的一致好评。
2工程概况
Kobuleti绕城公路项目位于美丽的黑海之滨格鲁吉亚境内，项目全长15.4km，全线共有桥梁14座，桩基1032根，桩径1.2m，桩长20.7m-31.2m，总计28218.9延米，B30混凝土灌注量32721.2m3。工程全段地质情况复杂，同一座桥下地质情况变化较大，经过钻孔施工得知，土层依次为淤泥质粘土、粉质粘土、粉细砂、中砂砾石、大砂砾石，其中砾石层分布在9-37m，分布极其不均。项目在初期时考虑采用回旋转和冲击钻进行桩基施工，但由于沿海特殊的地质条件，2种设备在使用时均显力不从心，经项目部调研后立即租赁当地的2台旋挖钻机进行施工。
3旋挖钻机施工工艺
3.1施工准备
旋挖钻机回转半径大、钻杆高、自重大，在进行施工前要合理布置施工场地，清理影响施工的障碍物（如架空电线等），地势较低处要进行回填，软土地基需要进行地基处理，保证场地达到“三通一平”的要求。妥善保护好引入施工场地水平高程的控制点，并在施工中经常复测，以确保其准确性。根据设计图纸安排钻孔的先后顺序并与测量人员进行交底，各工序核查无误后，到现场进行放线定桩，并做好桩位的轴线标记。
3.2钻机就位及护筒埋设
旋挖钻为履带式自行行走设备，其自身带有护筒驱动器，可自行埋设和拔出护筒；护筒长度由2-4m，护筒内径1.11m，外径1.2m。旋挖钻开始埋设第一节护筒时使用螺旋钻头，人工配合钻机将钻头对准桩基中心点，钻机自行将护筒放下，螺旋钻头开始将土翻出，同时护筒驱动器将护筒压入地下。埋设护筒时用水平尺检查垂直度，护筒顶一般高于地面1.2-1.6m，以便护筒驱动器能够将其卡住，第一节护筒埋设完毕，护筒垂直度检查合格后，开始换用筒式钻头进行钻进施工。
3.3成孔作业
换回筒式钻头后，开始安装第二节护筒，护筒采用铆钉连接，护筒安装完毕后，将钻头下降到孔内预定深度，旋转钻头并加压，将旋起的土挤入钻筒内，待泥土挤满钻筒后，反转钻头，将钻头底部封闭并提出孔外，人工或自动开启钻头底部开关，倒出弃土。钻进过程中，护筒驱动器将护筒压入地下，保持护筒底部与钻进深度1-1.5m的距离，钻至设计标高后，将护筒底部压至设计标高处。钻机施工时配置一台小型挖掘装载机，用于移除钻渣。
清孔是保证灌注桩质量的重要环节，通过清孔能确保桩孔的质量、孔底沉渣厚度以及循环液中含渣量等符合桩孔要求。当钻孔达到设计孔深后，应将钻斗留在设计深度处机械旋转数圈，尽量将孔底沉渣装入斗内。起钻后仍需对孔底沉渣进行清理，一般采用直接旋挖清孔。
3.4吊装钢筋笼
旋挖钻孔桩的显著特点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣少。因此在安装钢筋笼时应采取合理措施，避免安装时间过久，这样可以大大降低沉渣厚度，保证桩基质量。钢筋笼的吊装采用钻机自身钻杆起吊，通过钻杆的前后、左右摆动来调节钢筋笼的垂直度，并保持笼轴线重合，钢筋笼要缓慢落入桩孔就位。
3.5灌注混凝土
导管由直径300mm的无缝钢管组成，用装有垫圈的法兰盘连接管节，导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。混凝土浇筑前根据孔深配制好相应的导管长度，保证安装时一次性到位。
桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续进行，及时测探孔内混凝土面的位置，并及时调整导管埋深；当混凝土顶部高出下埋护筒两节后，暂停灌注施工，钻机采用护筒驱动器将护筒拔出一节，然后继续灌注，如此循环，直至灌注结束；混凝土灌注到接近设计标高时，要计算所需要的混凝土方量，计算混凝土量时应加上护筒自身的体积；为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌80cm ～100cm，以便承台施工前将此段混凝土清除，保证桩基混凝土质量。
3.6桩试验
本工程在旋挖钻机成孔的208根桩中抽取62根桩进行静载法检测单桩承载力试验，全数进行无破损法检测成桩质量。检测结果：桩的完整性、承载力均满足设计要求。
4施工中的常见问题及控制措施
4.1钢筋笼下放后清孔困难
全护筒法旋挖钻机施工中要严格控制下放钢筋笼的时间，如果因为其他原因在桩基成孔后不能立即浇筑施工，则不可提前下放钢筋笼；例如PK10+65桥N5台N3桩的施工，当钢筋笼下放两节后，因拌合楼故障不能进行浇筑，桩基成孔后12个小时才开始进行施工，此时测得孔内沉渣约0.8m，最后采用吊车将钢筋笼吊出孔外，钻机再次进行清孔，才保证了桩基的施工顺利进行。
4.2钢筋笼容易卡在护筒上，导致拔护筒时钢筋笼上浮
该项目桩径1.2m，钻机采用的护筒内径1.11m，钢筋笼带耳筋的最大直径为1.117m，因此在制作钢筋笼时要降低耳筋的高度，确保钢筋笼周围与护筒有充裕的空间，在下放钢筋笼时必须保证焊接后的钢筋笼顺直，护筒驱动器在拔出护筒时应边转动边上拔。
5总结
经项目实际施工，对旋挖钻机施工的优点总结如下：
（1）旋挖钻机成孔速度快、效率高，可有效保证施工进度。施工时提钻以及安装护筒的时间短，平均钻进速度可达5 ～8m/h；
（2）清孔速度快。旋挖钻机清孔即可采用正循环泵进行清水循环，也可直接旋挖清孔，后一种清孔方式速度更快；
（3）对施工现场污染小。旋挖钻即可干式钻进作业，亦可采用全护筒式施工，孔内沉渣较少，无需泥浆池、施工现场整洁，噪音低，对施工环境的适应能力强。
（4）钻机安装拆卸简单。钻机能自身行走，移位就位都较快，在施工场地能快捷到达指定地点。
6 结束语
随着目前科技的不断发展，各种桩基施工的新型设备也不断更新，旋挖钻机因其施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适应性强等优势，已经在孔桩施工中占有一席之地，但就本项目而言，主要都是摩擦桩，对于嵌岩桩，尚未有实践，是否还有更大可用空间，还有待于进一步探讨。
关键词：全护筒；旋挖法；桩基
Abstract： Pile foundation engineering is common in highway bridge construction. In view of the variety of the its construction methods， the commonly used methods are machinery screwed pore-forming method， machinery pore drilling method， manual pore digging method， and the infrequent is full cylinder screwed excavation method. Illustrated by expounding the full cylinder convolution digging method， the paper provides valuable experience for the future pile foundation construction in gravel areas.
Key words： full cylinder； screwed excavation method； pile foundation
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1引言
桩基工程在公路桥梁施工中较为常见，针对桩基工程的施工方法目前种类繁多各有特色，国内多采用的有机械回旋成孔法、机械钻孔成孔法、人工挖孔成孔法，但对于全护筒旋挖成孔法目前在国内应用还不是很广泛，由于工期紧迫，原有的施工方法无法满足进度要求，为保质保量完成既定任务，项目部引进了先进的旋挖钻机组织施工，在保证质量的前提下不但顺利完成桩基的施工，并将工期提前了近1/3，得到了业主的一致好评。
2工程概况
Kobuleti绕城公路项目位于美丽的黑海之滨格鲁吉亚境内，项目全长15.4km，全线共有桥梁14座，桩基1032根，桩径1.2m，桩长20.7m-31.2m，总计28218.9延米，B30混凝土灌注量32721.2m3。工程全段地质情况复杂，同一座桥下地质情况变化较大，经过钻孔施工得知，土层依次为淤泥质粘土、粉质粘土、粉细砂、中砂砾石、大砂砾石，其中砾石层分布在9-37m，分布极其不均。项目在初期时考虑采用回旋转和冲击钻进行桩基施工，但由于沿海特殊的地质条件，2种设备在使用时均显力不从心，经项目部调研后立即租赁当地的2台旋挖钻机进行施工。
3旋挖钻机施工工艺
3.1施工准备
旋挖钻机回转半径大、钻杆高、自重大，在进行施工前要合理布置施工场地，清理影响施工的障碍物（如架空电线等），地势较低处要进行回填，软土地基需要进行地基处理，保证场地达到“三通一平”的要求。妥善保护好引入施工场地水平高程的控制点，并在施工中经常复测，以确保其准确性。根据设计图纸安排钻孔的先后顺序并与测量人员进行交底，各工序核查无误后，到现场进行放线定桩，并做好桩位的轴线标记。
3.2钻机就位及护筒埋设
旋挖钻为履带式自行行走设备，其自身带有护筒驱动器，可自行埋设和拔出护筒；护筒长度由2-4m，护筒内径1.11m，外径1.2m。旋挖钻开始埋设第一节护筒时使用螺旋钻头，人工配合钻机将钻头对准桩基中心点，钻机自行将护筒放下，螺旋钻头开始将土翻出，同时护筒驱动器将护筒压入地下。埋设护筒时用水平尺检查垂直度，护筒顶一般高于地面1.2-1.6m，以便护筒驱动器能够将其卡住，第一节护筒埋设完毕，护筒垂直度检查合格后，开始换用筒式钻头进行钻进施工。
3.3成孔作业
换回筒式钻头后，开始安装第二节护筒，护筒采用铆钉连接，护筒安装完毕后，将钻头下降到孔内预定深度，旋转钻头并加压，将旋起的土挤入钻筒内，待泥土挤满钻筒后，反转钻头，将钻头底部封闭并提出孔外，人工或自动开启钻头底部开关，倒出弃土。钻进过程中，护筒驱动器将护筒压入地下，保持护筒底部与钻进深度1-1.5m的距离，钻至设计标高后，将护筒底部压至设计标高处。钻机施工时配置一台小型挖掘装载机，用于移除钻渣。
清孔是保证灌注桩质量的重要环节，通过清孔能确保桩孔的质量、孔底沉渣厚度以及循环液中含渣量等符合桩孔要求。当钻孔达到设计孔深后，应将钻斗留在设计深度处机械旋转数圈，尽量将孔底沉渣装入斗内。起钻后仍需对孔底沉渣进行清理，一般采用直接旋挖清孔。
3.4吊装钢筋笼
旋挖钻孔桩的显著特点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣少。因此在安装钢筋笼时应采取合理措施，避免安装时间过久，这样可以大大降低沉渣厚度，保证桩基质量。钢筋笼的吊装采用钻机自身钻杆起吊，通过钻杆的前后、左右摆动来调节钢筋笼的垂直度，并保持笼轴线重合，钢筋笼要缓慢落入桩孔就位。
3.5灌注混凝土
导管由直径300mm的无缝钢管组成，用装有垫圈的法兰盘连接管节，导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。混凝土浇筑前根据孔深配制好相应的导管长度，保证安装时一次性到位。
桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续进行，及时测探孔内混凝土面的位置，并及时调整导管埋深；当混凝土顶部高出下埋护筒两节后，暂停灌注施工，钻机采用护筒驱动器将护筒拔出一节，然后继续灌注，如此循环，直至灌注结束；混凝土灌注到接近设计标高时，要计算所需要的混凝土方量，计算混凝土量时应加上护筒自身的体积；为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌80cm ～100cm，以便承台施工前将此段混凝土清除，保证桩基混凝土质量。
3.6桩试验
本工程在旋挖钻机成孔的208根桩中抽取62根桩进行静载法检测单桩承载力试验，全数进行无破损法检测成桩质量。检测结果：桩的完整性、承载力均满足设计要求。
4施工中的常见问题及控制措施
4.1钢筋笼下放后清孔困难
全护筒法旋挖钻机施工中要严格控制下放钢筋笼的时间，如果因为其他原因在桩基成孔后不能立即浇筑施工，则不可提前下放钢筋笼；例如PK10+65桥N5台N3桩的施工，当钢筋笼下放两节后，因拌合楼故障不能进行浇筑，桩基成孔后12个小时才开始进行施工，此时测得孔内沉渣约0.8m，最后采用吊车将钢筋笼吊出孔外，钻机再次进行清孔，才保证了桩基的施工顺利进行。
4.2钢筋笼容易卡在护筒上，导致拔护筒时钢筋笼上浮
该项目桩径1.2m，钻机采用的护筒内径1.11m，钢筋笼带耳筋的最大直径为1.117m，因此在制作钢筋笼时要降低耳筋的高度，确保钢筋笼周围与护筒有充裕的空间，在下放钢筋笼时必须保证焊接后的钢筋笼顺直，护筒驱动器在拔出护筒时应边转动边上拔。
5总结
经项目实际施工，对旋挖钻机施工的优点总结如下：
（1）旋挖钻机成孔速度快、效率高，可有效保证施工进度。施工时提钻以及安装护筒的时间短，平均钻进速度可达5 ～8m/h；
（2）清孔速度快。旋挖钻机清孔即可采用正循环泵进行清水循环，也可直接旋挖清孔，后一种清孔方式速度更快；
（3）对施工现场污染小。旋挖钻即可干式钻进作业，亦可采用全护筒式施工，孔内沉渣较少，无需泥浆池、施工现场整洁，噪音低，对施工环境的适应能力强。
（4）钻机安装拆卸简单。钻机能自身行走，移位就位都较快，在施工场地能快捷到达指定地点。
6 结束语
随着目前科技的不断发展，各种桩基施工的新型设备也不断更新，旋挖钻机因其施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适应性强等优势，已经在孔桩施工中占有一席之地，但就本项目而言，主要都是摩擦桩，对于嵌岩桩，尚未有实践，是否还有更大可用空间，还有待于进一步探讨。