1 前言
旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，由于旋挖钻机如钻筒底部的钻头齿块高度为18cm，成孔的桩底沉渣厚度约为18cm。慧谷科技大厦钻孔桩桩底沉渣厚度不大于10cm，如果不对旋挖钻成孔的桩底沉渣进一步清理，势必导致桩底沉渣厚度远远超过设计要求。我们根据旋挖机的工作原理，设计出与之配套的旋挖钻掏渣筒，有效地解决了钻孔桩旋挖钻沉渣厚度远远超过设计要求的难题，保证了钻孔桩孔底沉渣厚度满足设计要求，确保了桩基施工的质量。
2 工艺特点
（1）旋挖钻机钻孔具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔效率高、适应性强、环保等优点。
（2）掏渣筒结构简单，制作成本低。
（3）掏渣过程操作简便。
（4）掏渣效率高。
（5）掏渣效果好。
3 试验工点及适用范围
钻孔桩旋挖钻掏渣筒适用于粘性土、砂类土及碎石类土及软弱岩层中的旋转钻成孔后的沉渣处理，钻孔桩孔底有水、无水掏渣后沉渣厚度均能满足设计要求。
4 施工原理
旋挖钻机成孔原理：旋挖机钻杆带动钻头正旋转旋挖，把桩基的土卷入钻筒中，逆旋转把钻筒底部的封板盖住，逐步提升钻杆，把钻筒中的土带出孔外以成孔。掏渣筒根据旋挖钻机钻筒装土原理进行设计，考虑到旋挖机钻头齿块高度过高，无法满足沉渣要求，故设计掏渣筒时底部进渣刀口与掏渣筒底面齐平，很好地解决了旋挖钻机成孔后沉渣厚度过大的难题。
5 制作掏渣筒、掏渣筒清孔
一、制作掏渣筒
掏渣筒（见图2），以钢筒为主体，采用壁厚10mm钢板加工制作。外直径750mm（适用于直径800mm的桩基，其他直径的桩基相应增减钢管外直径即可），高度1m。采用厚度为20mm、10mm的钢板做钢护筒上部连接、加强及钢管下部底板。进渣口为1/8圆周的扇形进渣口，刀口高度40mm（即掏渣筒底板距离钢管底为40mm），刀口方向设置为正旋转进料，扇形进渣刀口的另一侧焊接一块高20cm的钢板挡块。在掏渣筒底板上钻φ40mm的眼孔，以利于捞渣筒提升过程中快速排水，上铺设一层眼孔为φ3mm铁丝网。
图2 旋挖钻机配备掏渣筒照片
二、掏渣筒清孔
清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量等符合桩孔质量要求。采用掏渣筒的清孔方法为：桩孔终孔后，将旋挖钻机的筒式钻头移至孔外并卸下，在旋挖钻机钻杆上安装上自制的掏渣筒，将掏渣筒放至孔底后正旋转，钻杆一边旋转一边向下施压移动，旋转20～30圈后停止旋转，提升钻杆将掏渣筒提出桩孔后卸渣。如发现掏渣筒内钻渣较多，须进行下一次清孔直至将桩孔底部钻渣清理彻底，以确保钻孔桩孔底沉渣厚度符合要求。
5.1.8 拆除导管、护筒
当混凝土灌注完成后，用一台吊车吊装拆卸导管和护筒。
6 机械设备
旋挖钻机配备掏渣筒钻孔施工机械配备见表1。
7 质量控制措施
（1）每道工序必须请监理验收合格后再进行下道工序施工。
（2）确保钻孔垂直，钻头带导向，孔底减压钻进。
（3）采用掏渣筒清渣，确保孔底沉渣厚度不大于10cm。
（4）混凝土严格控制坍落度及发料时间，确保混凝土连续下料。
（5）防止断桩、夹泥，备足第一斗封底混凝土。
（6）现场施工记录确保正确，每根桩均报现场监理工程师予以验收签字。
（7）为防止塌孔发生，钻孔采用间隔法（对角线）施工。
（8）若下雨浇注混凝土，桩周围设置挡水坎，防止雨水进入桩孔内。
（9）钻孔成孔的质量标准见表3。
表1 机械设备配置表
表3 钻孔成孔的质量标准
8 安全管理及环境保护
（1）施工人员进入施工现场必须佩戴安全帽。
（2）非工作人员不得进入施工区域，以防发生人身安全事故。
（3）注意机电安全，非专业人员不得随意接触、使用机电设备。
（4）混凝土灌注过程中排出的泥浆及灌注完毕后清洗管道、机械的废水要通过引流到沉淀池集中沉淀处理，不得随地排放或引入河流，以免造成环境污染。
（5）废弃的钻渣、混凝土等要集中处理，不得随地丢弃。
9 效益分析
旋挖钻机钻孔，配备自制掏渣筒清孔后具有施工质量可靠、进度快、适应性强、掏渣速度快、掏渣效率高、掏渣彻底、环保等优点。
得到了业主、监理公司的认可和好评，取得了良好的社会效益。
10 掏渣试验及工程实例
10.1 掏渣试验
为了检验掏渣筒掏渣效果，在施工现场选一块地质较硬场地进行掏渣试验。
一、干钻试验
先做干掏试验，用旋挖机挖一个1.5米深孔，再把旋挖机主杆套上掏渣筒进行掏渣，掏渣筒进渣如图3。
图3 掏渣筒进渣照片
三、试验结论
通过做无水和有水掏渣试验后结果可以看到，在无水情况下，沉渣厚度为3cm左右；在有水情况下，沉渣厚度为4cm左右，根据试验结果可以看到，无论在有水还是无水的情况下，沉渣厚度均小于10cm，满足设计要求。
论文作者:李立军,顾诚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
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