旋挖鉆機(jī)在樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用與分析

王明江

[摘要]當(dāng)前在樁基礎(chǔ)施工中廣泛地應(yīng)用到了旋挖鉆機(jī)，與傳統(tǒng)的沖擊鉆機(jī)和旋挖鉆機(jī)相比，旋挖鉆機(jī)具有施工質(zhì)量高、費(fèi)用低、施工周期短的特點(diǎn)。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)旋挖鉆機(jī)在樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，提出了常見的旋挖鉆機(jī)問(wèn)題及解決辦法，希望能夠推動(dòng)樁基礎(chǔ)施工中旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用，提高樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量和效率。

[關(guān)鍵詞]旋挖鉆機(jī) 基礎(chǔ)施工 解決辦法

[中圖分類號(hào)] TU991.05 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-412-1

0引言

旋挖鉆機(jī)與傳統(tǒng)的鉆進(jìn)技術(shù)相比，其在環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)、工藝等方面都具有優(yōu)勢(shì)，因此在樁基礎(chǔ)施工中普遍的應(yīng)用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工。本文根據(jù)工程實(shí)際，簡(jiǎn)要分析了旋挖鉆機(jī)在樁基礎(chǔ)施工中的，常見問(wèn)題，及解決辦法，希望能夠?qū)⑿阢@機(jī)的優(yōu)勢(shì)更好的發(fā)揮出來(lái)，提高樁基礎(chǔ)施工的施工質(zhì)量。

1旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用實(shí)例

1.1工程概況

以巴基斯坦克什米爾地區(qū)米爾普大橋基礎(chǔ)施工為依據(jù)，該工程主要鉆孔灌注樁。該工程的樁基礎(chǔ)施工為1000毫米，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為35米，實(shí)際樁長(zhǎng)變更為45米；共有659根樁基。

以地勘及鉆孔揭露的結(jié)果為依據(jù)，該施工場(chǎng)地的地質(zhì)情況為：主要有粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、淤泥質(zhì)土、淤泥、礫砂、粉細(xì)砂、局部強(qiáng)風(fēng)化等，具有不穩(wěn)定的層位。

1.2工程機(jī)械概況

本次施工使用的旋挖鉆機(jī)型號(hào)為德國(guó)寶峨BG -15型，此外還配備回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，型號(hào)為國(guó)產(chǎn)JPQ -15型。旋挖鉆機(jī)到整機(jī)質(zhì)量為，56噸，最大高度超過(guò)20米，功率為169 kW，起重力120 kN，扭矩145 kN m，最大孔深能夠達(dá)到48米，最大孔徑能夠達(dá)到1.8米。

1.3旋挖鉆機(jī)的性能

①具有較高的成功效率。傳統(tǒng)鉆機(jī)受到自重的限制，其鉆頭的給進(jìn)壓力有限。由于旋挖鉆機(jī)配備了專門的動(dòng)力頭裝置，鉆桿的重力加上動(dòng)力頭的給進(jìn)力，使旋挖鉆機(jī)具有強(qiáng)大的鉆進(jìn)能力[1]。與轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)相比，在相同地層中旋挖鉆機(jī)的成孔速度能夠超過(guò)轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)的五倍以上，甚至達(dá)到轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)的十倍。在本次工程中同時(shí)應(yīng)用了旋挖鉆機(jī)和回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，旋挖鉆機(jī)在粘土地層中的成孔效率是回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的6倍，在強(qiáng)風(fēng)化地層中的成孔效率是回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的15倍，在中風(fēng)化地層中的成孔效率是回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的15倍，在微風(fēng)化地層中的成孔效率是回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的6倍。

②具有較高的工作效率。傳統(tǒng)鉆機(jī)主要有滑橇式、平臺(tái)式、牽引式等幾種移動(dòng)方式，往往需要其他輔助機(jī)械的幫助，而且具有較慢的移動(dòng)速度。旋挖鉆機(jī)到履帶式底盤可以自動(dòng)行走，能夠在樁位之間迅速的移動(dòng)，對(duì)位準(zhǔn)確、移動(dòng)迅速[2]。在下井口護(hù)筒的過(guò)程中，無(wú)需裝拆鉆桿，傳感可以自動(dòng)伸縮。這是由于旋挖鉆機(jī)具有較高的自動(dòng)化成，提高了旋挖鉆機(jī)的工作效率。

③優(yōu)越的環(huán)保性能。本次工程位于克什米爾曼格拉大壩的庫(kù)區(qū)，環(huán)保要求較高。傳動(dòng)鉆機(jī)的掏渣大多使用掏渣桶，利用泥漿循環(huán)方式進(jìn)行鉆進(jìn)，將鉆渣帶到地面。在沉淀一段時(shí)間之后仍然存在泥漿，不利于棄渣的清理、存放和運(yùn)輸。這是由于旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)可以使用旋挖斗或短螺旋鉆頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)挖掘，并快速將鉆渣和沙礫提出孔外。

使用旋挖鉆機(jī)可以很好的解決這一問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)干式施工，無(wú)需泥漿支護(hù)，鉆屑中僅存很少部分的泥漿，對(duì)環(huán)境的影響很小。

2常見的旋挖鉆機(jī)問(wèn)題及解決辦法

2.1在淤泥地層中出現(xiàn)孔壁坍塌

2.1.1造成孔壁坍塌的原因

①不合適的護(hù)筒埋深，在粗砂層和粉細(xì)砂中埋設(shè)護(hù)筒?；蛘呤艿酵獠康臎_擊和振動(dòng)，造成了護(hù)筒底部和周圍的地基土出現(xiàn)坍塌[3]。

②當(dāng)承壓水的壓力超過(guò)了孔內(nèi)壓力時(shí)，會(huì)造成坍塌。

③由于鉆斗的上下移動(dòng)過(guò)快，造成鉆孔空隙和鉆斗外側(cè)有流速較快的水流流過(guò)，對(duì)孔壁造成沖刷。孔壁坍塌還可能是由于上提鉆斗時(shí)有負(fù)壓力在下方產(chǎn)生。

④沒有做好泥漿施工管理工作，泥漿的性能存在不足。

2.1.2孔壁坍塌的解決辦法

①在施工前要對(duì)地面以下10米左右的土質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，確定是否存在易塌土層，并將護(hù)筒底部貫入土層至少0.5米。在施工中要盡量避免施工作業(yè)的振動(dòng)。

②要確?？變?nèi)的水位高于地下水位，高差至少2米。

③以土質(zhì)條件和孔徑大小為根據(jù)對(duì)鉆斗的升降速度進(jìn)行調(diào)整，平穩(wěn)的進(jìn)行升降鉆工作，在掘削巖土后不要直接提起鉆具，以免孔壁壓實(shí)了鉆具上的土，造成柱塞，從而引起孔壁坍塌事故，可是使用回轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行提鉆。

④為了避免鉆孔灌注樁施工中的塌孔事故，可以用膨潤(rùn)土制備泥漿，對(duì)孔壁進(jìn)行維護(hù)。這樣可以更好的發(fā)揮泥漿的作用。在具體施工中要對(duì)不同土層中的泥漿指標(biāo)進(jìn)行合理的把握。

2.2在硬巖中出現(xiàn)鉆進(jìn)問(wèn)題

在粒徑較小的卵礫石層、松散的卵礫石層和砂層、土層中，旋挖鉆機(jī)有著良好的應(yīng)用性能，然而在硬巖層中，使用旋挖鉆機(jī)會(huì)遇到一定的施工困難，發(fā)生機(jī)械事故和孔內(nèi)事故的幾率比較大。在微風(fēng)化和中風(fēng)化等硬巖層中容易出現(xiàn)鉆進(jìn)問(wèn)題，影響旋挖鉆機(jī)的施工質(zhì)量。

①鉆頭難以鉆進(jìn)硬巖地層。

②由于操作失誤，鉆進(jìn)的過(guò)程中扭矩和鉆壓難以滿足具體的施工要求，影響了鉆進(jìn)的效果。

2.3局部解決硬巖中鉆進(jìn)問(wèn)題的措施

針對(duì)旋挖鉆機(jī)在硬巖層的鉆進(jìn)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，可以采用入巖鉆斗的方式進(jìn)行入巖鉆進(jìn)，并且在鉆進(jìn)時(shí)要保持鉆齒的切削性能，根據(jù)施工需要及時(shí)更換鉆齒。如在進(jìn)行1200毫米樁孔入巖的施工過(guò)程中，由于鉆機(jī)具有較大的負(fù)荷和扭矩，特別是伸縮式鉆桿的使用能夠提高其對(duì)扭矩的承受力度，在施工時(shí)可以使用螺旋鉆頭。在施工時(shí)可以先對(duì)其進(jìn)行破碎，再進(jìn)行撈取。先進(jìn)性分級(jí)成孔，之后再采取加壓鉆進(jìn)的方式來(lái)進(jìn)行鉆進(jìn)，要根據(jù)巖性和鉆機(jī)的負(fù)荷能力來(lái)控制所加的壓力。

3結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)樁基礎(chǔ)施工中使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的情況進(jìn)行了分析，通過(guò)實(shí)例分析可知，在樁基礎(chǔ)施工中根據(jù)具體的情況使用旋挖鉆機(jī)，能夠有效的保障工程質(zhì)量，提高施工的效率，并有著良好的環(huán)保功能，是一種行之有效的樁基礎(chǔ)施工方式。在施工的過(guò)程中要采取合適施工方法，保障施工的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[3]秦瑞祥. 樁基礎(chǔ)水下混凝土灌注施工工藝與質(zhì)量控制[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2010（16）.