BG―25C型全液压旋挖钻机套管跟进斜桩施工应用

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摘要：该桥梁的钻孔桩基础所处的地质条件为粉砂层、较软的淤泥夹砂层，桩基施工非常容易塌孔，公司为了确保工程的质量以及收集旋挖钻机套管跟进斜桩施工的相关施工资料，针对其施工工艺及其关键技术展开全方位的科技攻关和课题研究。

关键词：桥梁施工；钻孔桩施工；施工原理

1 工程概况

本工程位于西非塞内加尔丹巴地区古鲁木镇内，该桥横跨塞内加尔丹巴地区和科尔达地区之间的冈比亚河，该桥是连接塞内加尔首都与科尔达地区的重要通道，也是一条国际通道。桥梁全长160m，下部结构为钻孔桩基础，桩径1m，长度为25m，钻孔桩数目为60棵，其中：倾斜度为70的钻孔桩40棵，竖直钻孔桩20棵。

2 钻机钻孔作业原理

旋挖钻机就位并调整桅杆倾斜度后，主卷扬工作落下钻杆，使钻头接触地面，正向转动液压回转动力头，回转动力头驱动从中穿过的钻杆带动钻头旋转；同时，操纵桅杆上部的加压油缸使其工作，加压油缸推动桅杆上的滑架，从而推动固定、安装在滑架上的回转动力头向下运动，回转动力头与第一层钻杆之间设计有棘齿（该棘齿也是正向旋转咬合、反向旋转松开），棘齿咬合为钻头提供向下的进给力。钻机向下的进给力以钻机的自重为反力。钻机钻进的同时，主卷扬随着钻头钻进行程不断自动出绳，并保持钢丝绳具有一定的张紧力。

钻头钻进岩土一定深度后，即应向上提升钻头排碴，钻头每次在土层中钻进的深度一般为0.8-1m，旋挖下来的松散岩土将钻头工作部的80%左右空腔填满后停止进给，反向旋转松开各个咬合部位的棘齿咬合，主卷扬工作即向上提升钻头，进行排碴。

钻头提升出地面一定高度后，旋转底盘转盘将钻头移至旋挖钻机履带侧面场地排碴，排碴后转盘旋转回原来位置，钻头对正孔口位置继续进行下一钻进循环。

旋挖钻机钻孔排出的弃碴，使用装载机铲除、自卸汽车外运弃碴。

3 施工工艺

3.1 施工准备

bg-25c型全液压旋挖钻机属于大型机械，该型号钻机工作时的全重75t，全高约22.84m，底盘履带总宽度4.4m，且钻机在施工场地内转移时，桅杆不可折叠、只能保持直立，具有重量大、重心高的特点，因此使用该型号钻机施工，对场地、施工便道要求较高，在为其进行施工现场准备时，应做到：作业场地平整、坚实、宽敞，上方无架空输电、通讯线路妨碍其作业及场地内转移；施工便道宽度保证6.0m以上，并应平坦、坚实，纵向坡度不应大于15°；作业场地除满足旋挖钻机作业外，还应给钻机排渣、清渣机械、运输车辆等留有作业、停靠、转车场地（条件允许时可利用场地内的施工便道）。

3.2 测设桩位

施工中，对于指导旋挖钻机施工作业具有真正意义的是桩位中心桩的护桩。护桩是根据钻孔桩中心桩放设出的，护桩通常设4个，围绕中心桩在垂直及平行于钻机底盘纵向轴线的两个大致垂直方向上布设，以便于操纵人员从车上观察。护桩距离中心桩的距离相同，一般情况下，钻直径100cm的孔可取150cm。护桩可使用木桩，打下后上面落小铁钉；也可以使用顶端带十字刻划线的钢筋桩，以利于重复使用。

3.3 旋挖钻机就位

用钢板自制一个模型垫块，将摇管机与钻机相连后置于钢板模型垫块上，使摇管机具有设计倾斜度，进而控制护筒按设计倾斜度压入土中，为防止钻机在工作时因地质条件不良造成钻机下陷或倾斜，可在钻机履带下放分别垫一块1.5-2m宽，6-8m长，2cm厚的钢板。钻机两侧应留有排渣场地及灌注桩基混凝土时吊车的工作场地。就位后动力头施工方向应和履带板方向平行，不可垂直。钢板模型垫块必须放置水平以保证桩基倾斜度的精确性，可在钻机前方稍大于桩径的地面预先埋入有一定长度的方木，从而可将钢板模型垫板一端置于钻机履带下的钢板上、一端置于方木上以避免钻机工作时孔壁周围地质条件不良造成钢板模型垫块倾斜。

3.4 压入首节套管

首节套管上端与钻机的动力头护筒驱动器相连，筒身由摇管机抱合，摇管机有液压驱动的抱管、晃管、压拔管机构。套管下端上装有套管靴，套管靴上配有一圈带碳化钨钢的切削齿，用于贯入坚硬地层及其他障碍物。

全套管成孔过程是将套管边晃边旋边压入地下，并及时用平头螺栓连接下一节套管，直至成孔，成孔后，在灌注水下混凝土的同时逐节拔出并拆除套管，最后将套管全部取尽。

3.5 校正首节套管倾斜度

首节套管旋转入地下10cm左右后，应该及时校核套管的倾斜度，套管倾斜度的校核应在垂直和平行于钻机机身两个方向用全站仪校核。如套管倾斜度不满足要求，用护筒驱动器来改变套管的方向使其满足要求。

3.6 连接护筒

护筒运输至工地后，吊放前可人力将其推滚至孔口附近，吊装时使用钻机桅杆上的副卷扬提升、吊装而不需要另配吊车作业。副卷扬是相对于主卷扬而言，它主要用于钻机维修、保养、更换钻具时使用。一节护筒压入到一定深度（一般高出摇管机20cm左右）后，用摇管机将该节护筒抱合紧密，护筒驱动器与该节护筒分离开。钻机副卷扬将下一节护筒吊装、提升直立后，护筒驱动器与此节护筒相连并提升，该节护筒与前一节护筒对位后以平头螺栓相连，利用护筒驱动器与摇管机使连接后的护筒下压进入土中。护筒顶面应高出地面50cm，以防止孔口处地面坍塌；护筒底部应紧跟钻头压入，并始终与钻头基本处于同一高度，以防止塌孔。

3.7 钻头钻进、排渣

旋挖钻机就位并调整桅杆倾斜度后，主卷扬工作落下钻杆，使钻头接触地面，正向转动液压回转动力头，回转动力头驱动从中穿过的钻杆带动钻头旋转；同时，操纵桅杆上部的加压油缸使其工作，加压油缸推动桅杆上的滑架，从而推动固定、安装在滑架上的回转动力头向下运动，回转动力头与第一层钻杆之间设计有棘齿（该棘齿也是正向旋转咬合、反向旋转松开），棘齿咬合为钻头提供向下的进给力。钻机向下的进给力以钻机的自重为反力。钻机钻进的同时，主卷扬随着钻头钻进行程不断自动出绳，并保持钢丝绳具有一定的张紧力。