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第三章旋挖钻机施工技术研究

第一节不同地质条件下施工

一、准备工作

1．场地平整

首先要进行场地平整，清除场地中的大石块、树根等杂物，在原地

面上铺设宕渣，宽度在8～10m左右，厚度视原有地面的好坏程度而定：

地基较好的可以薄一些，地基很软、很差的，就需要铺的厚些，毕竟70

多吨的重量要压上去的，地基不稳的话，很容易发生桩基偏位、孔斜等

问题，还有可能造成钻机倾倒等安全事故。

2．测量放样，埋设护筒

场地平整好后进行测量放样，由测量人员放出桩的中心位置，然后

用φ8钢筋作四角保护桩，据此埋设钢护筒并把控制桩引到护筒上用十

字线标明孔的中心位置，钻机以此对中开钻。钢护筒长度以地基的软硬

程度而定，一般来说不小于2.5m；护筒的直径比桩的直径大20～40cm，

便于钻头上下时不碰到护筒；护筒顶面应高于地面30cm防止孔周围的

泥土，石头等杂物掉入孔内；护筒要垂直埋设，其中心线与桩位中心线

重合，偏差小于5cm，护筒埋好后需再复核桩位，符合要求后用粘土分

层回填并夯实，特别是护筒底角要密不透水，防止护筒下沉。

3．泥浆制备

在施工过程中，为了防止坍孔，稳定孔内水位及便于挟带钻渣，采

用膨润土、粘土、水制备泥浆来进行护壁。泥浆护壁时利用泥浆与地下

水之间的压力差来控制水压力，保护孔壁的稳定，因此比重起到保持这

种压力差的关键作用。如果钻孔过程中泥浆的比重过小，泥浆护壁就容

易失去阻挡土体坍塌的作用；若泥浆的比重过大，则容易使泥浆泵产生

堵塞妨碍循环，对之后的清孔和浇筑砼也产生影响。选取泥浆的指标能

够充分的发挥泥浆的作用，实际工程中，根据具体地质情况，控制不同

地层中泥浆的指标，数据见表1。一般来说，工地内都不光只有旋挖钻

机，还有回旋钻，冲击钻等其他的工艺施工，那么可以使用小钻机浇筑

砼时前半部分时间排出的泥浆，这是小钻机二次请孔之后的泥浆，粘性

很好，适当的加大比重之后就可以使用了。准备的泥浆数量不少于两个

孔的方量，才能循环起来施工。

表1不同地质中的泥浆指标

泥浆指标淤泥粘土、亚粘土细砂粗砂、沙砾卵石、岩石

比重～～～～

1.11.21.051.201.21.41.41.5

粘度～～～～

1920182021242528

静切力～～～～

1.02.51.02.52.04.03.05.0

含砂率﹤4﹤4﹤4﹤4

塑性指数﹥15﹥15﹥1515

二、钻孔成孔

钻机采用旋筒式钻头，泥浆不循环的情况下直接出土的方式进行。

钻机就位后，调整钻杆垂直度，通过护筒上的标记拉十字线找准桩位，

钻头对准桩位后开钻。钻进过程中要持续加入调制好的泥浆进行，钻头

下降到预定深度后旋转切土并施加压力，将土挤入钻头中，待筒满后钻

头反向旋转关闭底部，提升钻头将土卸于指定地点，要及时运走，避免

堆积过多影响施工。如此反复通过钻头的旋转、削土、提升、卸土直至

成孔。

在地层条件较好情况下如：粘土、亚粘土等地层中，旋挖钻机每小

时可以钻进10m，以50m的孔来说，5个小时左右就可以成孔。像甘肃

西长风高速公路4标，地处黄土高原，项目路线绝大部分地区位于黄土

塬区，地势平坦，地貌构造简单，塬区地表以下10m范围内为上更新统

马兰黄土，具湿陷性，其下1.5～2.5m厚粉质粘土，局部具弱湿陷性，

终孔在中更新统离石黄土。全线地质情况