旋挖钻机的施工方法和桩基检测？
1，概述
旋挖桩-用旋挖钻机钻孔的混凝土灌注桩。
旋挖钻机是以伸缩钻杆为动力，使带有切土刀片的圆形旋转铲斗(简称钻斗)切土钻孔成桩的钻机。
旋挖钻机是一种利用旋挖钻机在土层中钻孔的先进有效的成孔方法。在这种钻井方法中，底部带有耙齿的桶形钻井工具(也称为钻斗)连接到钻柱的下端。在钻具自重和钻机压力的作用下，耙齿切入土层，钻斗在旋转扭矩的作用下同时旋转，对前方土层进行切割挖掘，切割下来的土块被纳入斗内。当铲斗内的土装载到一定量并用钻机吊出洞外时，打开铲斗，排出钻渣。然后将钻斗放入人孔，重复上述操作。钻挖一遍又一遍提桶卸渣，洞越挖越深，最终形成。
目前，旋挖钻机广泛应用于建筑工程、市政工程和交通工程，如国家体育场鸟巢桩基、青藏铁路桥梁桩基、京津高速铁路桥梁桩基、天津交通枢纽和正在建设的京沪高速铁路等。其最大钻孔深度L超过80m，最大直径超过2m。
2.旋挖钻孔灌注桩施工技术
1)流程
旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程图
3.技术和监理要点
1)正式施工前，宜先试成孔。
2)根据不同的地层条件和地下水埋深，旋挖钻孔灌注桩宜采用干作业或泥浆护壁和护壁。
干式成孔
泥浆护壁成孔
套管护壁成孔
3)钻机安装就位:旋挖钻机自重较重，要求地面公差不小于100kPa，轨道所在位置应平坦，坡度不大于。(因为第一，仅靠油缸调整垂直度是有限度的；其次，容易产生动力损失，转弯过程中倾斜角度较大，重心高容易造成安全事故；第三，防止倾斜位移。)
如有必要，可在现场铺设钢板或垫层(道路底板)，以保证其行走和操作安全。
4)栓桩:桩点必须根据预检结果自检合格，经甲方或监理验线后，两条相互垂直的直线才能在桩点相交，并设置十字控制点，做好标记。
5)对准孔位:首先调整旋挖钻机的桅杆，使其处于垂直状态，将螺旋钻头的中心或钻斗的中心对准孔位，进行钻孔。
6)每根桩应安装钢护筒，护筒应符合相关规范的规定。
衬垫的作用:
(1)固定桩位，进行钻孔导向。
(2)保护孔口，防止孔口土层坍塌。
(3)隔离地表水，保持孔内水位高于施工水位，以稳定孔壁。
埋设护筒:设置交叉控制桩后，埋设护筒，测量孔深，用水准仪将标高引至护筒顶部，并做好记录。应符合JGJ 94-2008《建筑桩基技术规范》第6.3.4条的规定。
7)检查护筒:根据交叉控制点的护筒偏差程度，若超出范围，应重新埋设。
(1)护筒中心与桩位中心的偏差不应大于50毫米，
(2)衬管可由厚度为4-8 mm的钢板制成，其内径应大于钻头直径100mm，上部应设有1-2个溢流孔。
8)泥浆的配制与其他泥浆护壁钻孔灌注桩相同。(当通过湿法操作形成孔时)
9)旋挖钻进:根据地层特点选择钻斗底部切削齿的形状和规格、钻杆的类型和钢丝绳的长度。说明几点:
(1)、旋挖钻机施工时，应保证机械的稳定性和操作的安全性，必要时可在场地上铺设保证其安全行走和操作的钢板或垫板(道路垫板)。
(2)成孔前和每次提钻斗时，应检查钻斗与钻杆的连接销、钻斗门的连接销和钢丝绳的情况，并清除钻斗上的渣土。
(3)采用旋挖钻机跳孔钻孔，钻斗倒出的土与桩孔的最小距离应大于6m，并及时清除。应根据钻井速度同步补充泥浆，以保持所需泥浆液面不变。
(4)为保证孔壁的稳定，根据表土疏松层的厚度，在孔口下入合适长度的护筒，并保证泥浆面的高度。随着泥浆漏失量和孔深的增加，应及时向孔内补充泥浆，以维持孔内压力平衡。
(5)钻松软层，特别是粘性土层时，应选用长斗齿和齿距大的铲斗，避免钻糊。钻孔后应定期检查底部截齿，及时清理齿间泥浆，更换钝斗齿。钻硬土时，如果发现每次钻深过小，说明钻斗内渣量过少。可以更换直径较小的钻斗。先钻一个小孔，然后用合适直径的钻斗把孔扩大。
(6)钻砂砾石层时，为了加固孔壁，便于清除砂砾石，可预先向孔内放入适量的泥球，并使用双层底捞砂钻斗，防止钻进时砂砾石从底部漏出。
(7)钻头提得太快，容易产生负压，造成孔壁坍塌。通常，钻斗的提升速度可根据表3-23中的推荐值使用。
(8)在桩端持力层钻孔时，持力层可能因钻斗的提升而松弛，因此在接近孔底标高时应注意钻斗的提升速度。
10)不稳定地层全套管钻井用于孔壁极不稳定地层。
11)清孔检孔:当孔达到设计深度时，应使用清孔钻或其他可靠的方法清孔。并根据建筑桩基规范要求，检查孔位、孔深、孔径、垂直度和孔底沉渣厚度。
12)钢筋笼检验:施工方法同其他灌注桩。
13)下部钢筋笼:现场运输、吊装就位、下放入孔等过程中。应确保钢筋笼不会永久变形。
14)导管检查:导管使用前应安装并试压，最小压力为0.6-1.0MPa。
15)下导管:导管连接应密封顺直，导管下口距孔底约300~500mm，小直径桩可扩大，导管平台应平整，夹板应牢固可靠。
16)沉渣测量(二次清孔):沉渣不得超过《建筑桩基技术规范》要求:端承桩≤50mm，摩擦桩≤ 100 mm。
*17)水下浇筑混凝土应符合下列要求:
(1)混凝土浇筑开始时，应根据孔深提供合适的导管长度，保证导管底部到孔底的距离为300—500mm，以便防水塞顺利排出。当桩径小于600mm时，导管底部至孔底的距离可适当增加。
(2)在导管人孔过程中，检查导管各段连接处的密封情况，防止泄漏。
(3)应有足够的混凝土储备。当采用现场搅拌时，储料斗的容积应满足要求。使用商品混凝土时，应连续均匀地加入第一罐混凝土，使导管埋入混凝土表面以下不小于0.8m
(4)导管埋深宜为2 ~ 6m。严禁抬高导管的混凝土表面。应有专人测量导管埋深和导管内外混凝土表面高差，填写水下混凝土灌注记录。
(5)水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间根据初凝混凝土的初凝时间进行控制，灌注过程中的所有故障均应记录备案。
(6)控制最后一次灌注量，桩顶不能低，凿除的泛浆高度必须保证外露桩顶混凝土达到强度设计值。
18)对于干成孔，在灌注混凝土前应再次检查孔底，确保孔底干净，无废土等杂质。浇筑混凝土时，应使用串筒或导管，串筒或导管的下口距孔底不应大于2m；向扩底桩灌注混凝土时，应先灌注至扩底顶面，然后振捣密实；当混凝土在灌注桩桩顶以下5m以内时，应随浇随用插入式振捣器捣实，每次浇筑高度不得大于1.5m..桩顶应超灌0.3m，以保证桩顶质量。
4.旋挖钻机施工的优势和适用范围
旋挖钻机施工的优势
旋挖钻机成孔法的主要优点如下:
1，旋挖成孔施工具有噪音低、振动小、扭矩大、成孔速度快等优点。
2.旋挖钻进技术可适用于各种复杂地层，可用于高水位、大卵石地层的施工，正反循环、长螺旋钻进无法施工，大大提高了工效和施工质量。
3.履带式底盘承重，接地压力小，适用于各种施工条件。可以在施工现场自由行走，灵活方便的进行孔位定位。
4.伸缩钻杆不仅将旋转扭矩和轴向压力传递给钻头，而且利用自身的柔性实现钻头的快速提升和卸载，从而缩短辅助钻井作业时间，提高钻井速度。
5、自动化程度高，成孔质量好，效率高；该钻机采用全液压驱动，电脑控制，能准确定位钻孔，自动校正钻孔垂直度，自动测量钻孔深度，最大程度保证钻孔质量。该钻机可在各种地层条件下高效钻进，施工φ 800 ~ 1200深20m的桩孔仅需1小时，是一般反循环机效率的8 ~ 10倍。
6.采用旋挖钻干孔或无泥浆循环静护壁成孔新工艺，减少泥浆污染，实现文明施工。
7.旋挖钻机采用钻斗不循环技术钻进。钻斗挖出的岩屑与正、反循环钻进工艺相比，可以直接了解施工地层的变化。此外，其计算机控制的精确定位系统能够将挤扩支盘桩准确定位在设计位置，并对其进行有效验证，从而确保挤扩支盘桩位于设计持力层内，有效保证挤扩支盘桩的施工质量。
8.利用砂勺清理孔底沉渣，比普通正、反循环钻进工艺能使孔底更干净，充分有效利用持力层，减少基础沉降，节约工程造价。
9、自带柴油电源，缓解施工现场用电紧张的矛盾，并且可以排除电力电缆带来的安全隐患。
5.适用范围
1)适用于粘土、淤泥、砂、砾石、卵石、强风化基岩、回填土、杂填土等地层。
2)成孔直径范围为600mm-3000mm，成孔深度可达80m甚至更深。
3)多用于各种结构的基桩，基坑支护的抗浮桩和护坡桩。
4)旋挖钻机也可用于大直径降水井的施工。
6、质量检验要求
(1)混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准(mm)
(2)混凝土灌注桩的质量检验标准应符合规定。
几个关键环节
一、承载力和桩身完整性检测——桩基检测的相关规定
1.工程桩应抽检单桩承载力和桩身完整性(国标-强筋)。
2、单桩承载力和桩身完整性验收抽检的所选桩应符合下列要求:
1)施工质量有问题的桩；
2)设计者认为重要的桩；
3)局部地质条件异常的桩；
4)不同施工工艺的桩；
5)完整性测试确定的三级桩；
6)除上述规定外，同类型桩应均匀随机分布。
3、承载力检测要求
1)建筑安全等级为一级、直径不大于600mm的钻孔灌注桩，现场应采用静载试验方法。其他情况的钻孔灌注桩和各种情况的人工挖孔灌注桩，可根据孔底持力层检查和桩身质量检查进行验证。(地标)
*2)灌注桩的承载力应在下列情况下通过静载试验进行检测:(地标)
A.施工质量有问题的桩；
B.厚填土、淤泥等复杂地层中的机械成孔灌注桩；
C.用其他方法检测，检测结论为ⅲ级的桩；
D.采用新技术、新方法和新材料建造的桩
*3)对于端承大直径灌注桩，当因设备或场地条件无法检测单桩竖向抗压承载力时，可采用钻芯法确定桩底沉渣厚度，并钻取桩端持力层的岩土芯样检测持力层。抽样数量不应少于总桩数的10%，且不应少于10。(国家标准)
(钻芯法——用钻机钻取芯样，检测桩的长度、桩身缺陷、桩底沉渣厚度和桩身混凝土的强度、密实度和连续性，判断桩端岩土性质的一种方法。)
4、完整性测试要求
*1)基桩混凝土完整性可采用低应变物探、声波透射法或钻孔抽芯法检测。对于截面尺寸大于800mm * 800 mm或直径大于800mm的柱内单桩和灌注桩，应采用声波透射法或钻孔抽芯法进行检测。
(桩底应变法——利用低能瞬态或稳态激发桩顶，测得桩顶速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析判断桩的完整性的一种检测方法。优点:方便灵活，检测速度快，适用于预制桩和小直径灌注桩的检测。
声波透射法——一种在埋设的声波管之间发射和接收声波，通过测量声波在混凝土介质中传播的声时、频率、振幅衰减等声学参数的相对变化来检测桩身完整性的方法。)
*2)当采用低应变物探方法检测桩身质量时，单位工程中相同条件下的基桩数量不应少于该类型总数的30%，且不应少于20根。当采用声波透射或钻孔抽芯法检测桩身质量时，一个单位工程中相同条件下的基桩数量不应少于该类桩总数的10%且不少于10，且应检测该柱中的所有单桩。(柱下三根及以下桩的承台数量不应少于1)
*3)我市文件的相关规定
a)采用旋挖成孔工艺施工的桩基，均应采用声波透射法或钻孔抽芯法进行桩身质量检测。
b)对于深度超过15m的桩，应采用透射波法或抽芯法检测成桩质量。
二、孔深检查
目的:
一是防止桩端支撑在设计持力层上。
二是保证嵌岩深度必须满足设计要求。
1.对于小孔深的人工挖孔桩和干成孔旋挖桩，可直接用直尺降孔和肉眼观察检查嵌岩深度。
*2.孔下无法检查的旋挖桩应按下列程序进行控制和检查。
原因:阶层分布不均。如果岩层分布倾斜或起伏变化剧烈，就会导致误判。
1)首先根据工程地质勘察报告和设计文件，认真分析钻孔资料，绘制岩层分布等高线图，根据等高线确定成孔深度，即初步确定每个桩孔嵌岩段的初始标高和最终标高。
2)开钻前，根据需要选择试桩进行钻探试验。根据试验孔，确定进入嵌岩段(一般设计为中等风化岩层)的钻孔相关参数，并观察岩屑状态。
3)在钻进过程中，当旋挖钻机操作人员根据模拟试验孔的钻进参数和岩屑情况以及地质勘察报告的初步判断，综合确定所钻嵌岩段的初始标高位置时(即刚钻遇中风化岩层时)，施工单位应立即通知地勘、监理等相关单位进行现场核实，并填写相关记录。
4)经* * *确认钻孔已进入嵌岩段岩层后，方可继续施工，直至嵌岩段钻孔深度达到设计要求。
5)芯部强度抽检的钻孔，嵌岩深度不小于1倍桩径的嵌岩桩应位于桩孔内嵌岩段中部；对于其他类型的桩，应位于桩孔底部。并按要求做岩心测试。
三、岩心取样数量的规定
旋挖桩:不少于总桩数的35%。
一般桩:不少于总桩数的10%。
四、清孔和沉渣厚度检查
重点:放下钢筋笼后，再次检查泥沙含量。如果含泥量超过规范要求，应进行第二次清孔。泵吸反循环和气举反循环多用于大直径桩的清孔。应使用可靠的方法检查沉积物的厚度。
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