摘要：旋挖钻机施工钻孔灌注桩采用国际先进设备--旋挖钻机施工，自动定位，垂直旋孔，自动化程度和钻进效率高，钻头可快速穿过各种复杂地层，成孔质量好。本文通过介绍旋挖钻机干挖施工技术的特点，并结合现场施工实际情况，简述了旋挖钻机在钻孔灌注桩的使用效果。
关键词：旋挖钻机,干挖施工,钻孔桩
一、 施工概述
旋挖钻机施工钻孔灌注桩具有工作效率高、成孔时间快、施工质量好、尘土泥浆污染少。其方法是利用国际先进设备--旋挖钻机施工，自动定位，垂直旋孔，自动化程度和钻进效率高，钻头可快速穿过各种复杂地层，成孔质量好。采用旋挖钻干挖作业时可保证成孔质量，一方面由于没有泥浆可消除钢筋表面由于泥浆覆盖造成锈蚀通道的问题，另一方面由于没有泥浆还可以消除砼由于砼灌注时泥浆夹入影响实体质量的问题。
在贵广铁路东平水道特大桥单线桥大松岭段桥梁工程施工中，考虑到工期要求、施工场地小、公园环水保等因素，结合现场实际地质情况，部分桩基采用旋挖钻施工干挖工艺成孔。
二、 旋挖钻机施工特点
1、 自动化程度高、成孔速度快、质量高。钻机为全液压驱动，电脑控制，能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度，最大限度地保证钻孔质量。其工效是循环钻机的20倍，最重要的是，工程的质量和进度得到了充分的保证。
2、 伸缩钻杆不仅向钻头传递回转力矩和轴向压力，而且利用本身的伸缩性实现钻头的快速升降，快速卸土，以缩短钻孔辅助作业的时间，提高钻进效率。
3、 环保特点突出，施工现场干净。这是由于旋挖钻机通过钻头旋挖取土，再通过凯式伸缩钻杆将钻头提出孔内再卸土。旋挖钻机干挖可以大大减少泥浆和钻渣，保持现场施工环境干净整洁。
4、 履带底盘承载，接地压力小，适合于各种工况，在施工场地内行走移位方便，机机动灵活，对桩孔的定位非常准确、方便。
5、 自带柴油动力，缓解施工现场电力不足的矛盾，并排除了动力电缆造成的安全隐患。
6、 减少施工成本，提高工作效率。干挖法作业可大大减少泥浆和钻渣，施工时可减少泥浆和钻渣的排放费用，减少施工成本。
7、 提高成孔质量，提高桩的摩阻力。
三、 旋挖钻机干挖施工技术
桥段地质条件较单一，桩基伸入岩层均为粘土层或粉质粘土层，且位于大松林山上，地下水较少，水位较低，具备干挖作业条件。
1、 旋挖钻机干挖施工成孔工艺流程
2、 施工工艺
(1) 平整场地
在三通一平的基础上，钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作和埋设护筒及准备钻孔机具等。钻机平台处必须碾压密实。进行桩位放样，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作控制室，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头自由浮动孔内。
(2)桩位测量定位
根据设计所提供的控制点，采用全站仪现场布置控制网并复核。依据桩基中线轴线坐标值，用坐标法放样桩基中心线、桩基中心点等，并打入标桩，中心线的放样误差在2cm范围内，并设置十字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号。
(3)护筒埋设
护筒用12mm的钢板制作，其内径为1.2m高度2m。其底部埋置在地表下1.5m中，护筒顶面高出地面0.5m。护筒埋设采用挖埋法，即用专用钻斗除挖所要埋护筒的土层厚，将护筒放入其中。埋设准确、水平、垂直、稳固，护筒的四周回填粘土并夯实。钻杆导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线保持在同一直线。护筒中心与设计桩位中心的偏差不得大于20mm，钢护筒垂直度偏差不允许大于0.5%，保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。护筒就位后在护筒口上焊上一十字钢筋架，在十字架中心挂吊一线锤，自然下放，看是否与桩中心重合一致，以此来校核护筒的准确安设位置，护筒就位后，其外侧开挖缝分层回填捣密。
(4)钻机就位
钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。护筒埋设到位后，钻机自爬行至桩位附近，附近土壤要结实牢固，然后根据钻机电脑显示对准护筒中线。
(5)钻孔
钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻削进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后提升钻头到地面卸土。然后通过铲车或者装载车运输至指定地点堆放。
表层：结合该地层较松散的特点采用设置护筒的施工工艺，利用旋挖钻机的优点，采用挤压法，夯实护筒，匀速钻进。
黄土层：结合该地层相当稳定的特点，采取高转速、低扭矩的施工方法快速加压，从而缩短成孔时间。
(6)清除孔底钻渣
旋挖到孔深设计标高后，利用旋挖钻机抓斗来回掏除孔内余土并利用旋挖钻机抓斗夯实孔内余土，保证孔内土壤干净，无松散沉渣。
(7)成孔检查
成孔到达设计标高后，对孔深、孔径、孔壁、垂直度等进行检查，不合格时采取措施处理。成孔检查方法根据孔径的情况来定，可用旋挖钻机抓斗将孔内的虚土夯实。孔深采用测绳来检测，孔径和垂直度采用探孔器检测，一般为钢筋探笼。
(8)钢筋笼下放及砼浇注
按照水下砼浇注施工工艺进行。
3、干挖作业注意事项及采取的保证措施
(1)防止坍孔
根据设计地质勘查资料，先期已经与设计部门咨询沟通，本区域内基本上以粉质黏土为主，可采用旋挖钻机进行施工，粉质黏土层孔壁不遇水不易塌落，因此在地下水量不多，地下孔隙水渗透较小，采取降水措施后的情况下，可保证孔壁不塌落。遇到地下水渗透较严重，短时间内水量较多时，立即往孔内灌入合格泥浆进行护壁，立即采用泥浆护壁开挖方法进行作业。
干挖过程中，起落钻头时碰撞孔壁、土层密实度、粘度不够，不足以支护孔壁压力而导致坍孔。应及时回填砂和粘土的混合物的坍孔处以上1~2m重钻。
(2)防止钻孔偏斜和缩孔
偏斜缩孔原因有钻孔中遇有较大的孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向一方;在有倾斜度的软硬地层交界处、岩石倾斜处或者粒径大小悬殊的砂夹卵石中钻进，钻头受力不均;钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷;在软地层中钻进过快，水头压力差小。预防和处理方法是在安装钻机时使底座水平，起重滑轮、钻头中心和孔位中心三者在一条竖直线上，并经常检查校正;在有倾斜的软硬底层钻进时，采取减压低速钻进;钻杆、接头逐个检查，及时调整。遇有斜孔、偏孔时，用检孔器检查探明偏斜和缩孔的位置情况，在偏孔、缩孔处反复扫孔;偏孔、缩孔严重时回填粘性土重钻。
(3)防止孔中掉钻
钻进时强提强扭、钻头接头不良或疲劳破坏易使钻头掉入孔中，另外由于操作不当，也易使孔上铁杆等杂物掉入孔内。小铁杆用电磁铁打捞，钻头的打捞视具体情况而定，主要采用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等
(4)降水措施
遇到水量较小，基本上是孔壁水渗透产生的孔内积水时，采用水泵直接在孔内抽水，把孔内水位降低，防止孔内土壤由于水位较高的原因局部塌孔。采用孔内抽水效果不佳时，采用在墩位附近井点降水的办法使得水位下降，在开挖过程中保证无水作业。若遇到地下水量较大，井点降水无法保证无水作业时，直接采用泥浆护壁的方法进行作业。
(5)作业时间控制
旋挖钻钻进速度较快，在钻进时应提前安排好相关准备工作，包括：钢筋笼制作及报验，原材料检验，砼灌注机械设备调配等等，以在最短时间内完成砼灌注，保证成孔后不因成孔放置时间过长造成塌孔。
四、结束语
旋挖钻机采用的是目前国际上比较先进的设备，具备施工工艺新、简单操作、施工周期短、成孔质量高的优点。旋挖钻机干挖法对于山地钻孔桩，地下水位较低，岩层为土层的钻孔桩可优先选用。旋挖钻机干挖施工除去旋挖钻机独有的优点外，还具备很多优点：桩基桩检波形比泥浆护壁的钻孔桩好;没有泥浆，不会污染现场文明环境;减少由于泥浆和钻渣排放带来的额外成本，提高经济效益。
