旋挖鉆干挖孔法施工卵石含量較大土層的施工方法

舒兆亞 　韓碩

【摘要】旋挖鉆干挖孔技術(shù)是在已定孔位上反復(fù)旋挖鉆進(jìn)，把渣掏出運(yùn)走，直至鉆到設(shè)計(jì)孔深的一種施工方法，與傳統(tǒng)的沖擊或回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、泥漿循環(huán)護(hù)壁成孔技術(shù)相比，無論從技術(shù)上還是設(shè)備上都表現(xiàn)出很大的優(yōu)越性。本文結(jié)合旋挖鉆干挖孔技術(shù)在工程中的應(yīng)用展開論述.

【關(guān)鍵詞】旋挖鉆干挖孔法；干挖法

一、操作法產(chǎn)生背景

中標(biāo)揚(yáng)州國(guó)際會(huì)展中心（三期）樁基工程設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)。樁基部分大致分為三個(gè)區(qū)域，一、三區(qū)為會(huì)展大廳部分，二區(qū)為塔樓部分。

鉆孔灌注樁共計(jì)1099 根，其中一、三區(qū)設(shè)計(jì)工程樁共947根，直徑700mm，樁長(zhǎng)11米，樁尖持力層為⑤強(qiáng)風(fēng)化含礫砂巖。

在認(rèn)真研究設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)規(guī)范、地質(zhì)勘探資料以及周邊環(huán)境后，進(jìn)場(chǎng)一臺(tái)GPS300型回旋鉆機(jī)以及一臺(tái)旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工試樁。試樁的結(jié)果顯示，GPS300型回旋鉆機(jī)在進(jìn)入⑤強(qiáng)風(fēng)化含礫砂巖時(shí)由于遇巖土層內(nèi)所含堅(jiān)硬礫石而鉆進(jìn)困難，首根樁通過鉆頭磨碎礫石而施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高用時(shí)150個(gè)小時(shí)。旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)順利，通過鉆頭斗齒切割土體，大小礫石也順利入斗，首根樁施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高用時(shí)4個(gè)小時(shí)。

根據(jù)地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)圖紙以及試樁的結(jié)果等，決定調(diào)整方案，采用鋼護(hù)筒護(hù)壁、旋挖鉆干挖孔作業(yè)施工該項(xiàng)目灌注樁。

二、技術(shù)原理及性能指標(biāo)

因現(xiàn)場(chǎng)地下水豐富，地下水水位較淺，基本接近工地附近的明月湖常水位，現(xiàn)場(chǎng)表層的雜填土層及砂土層含水率豐富，砂土層埋深6～8米不等，針對(duì)該情況，擬準(zhǔn)備30根10米左右的鋼護(hù)筒，采用450型振動(dòng)機(jī)械手將鋼護(hù)筒穿透含水率豐富的砂土層，打入不透水層（粘土層），以達(dá)到隔絕地下水的目的。然后采用旋挖鉆機(jī)掏挖鋼護(hù)筒內(nèi)土，直至挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

旋挖鉆干挖孔灌注樁工藝流程如下：測(cè)放樁位→打設(shè)鋼護(hù)筒→檢查樁中心軸線→機(jī)械就位→鉆孔→安放鋼筋籠和導(dǎo)管→灌注混凝土→成樁→拔出護(hù)筒。

三、技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性

通過旋挖鉆干挖孔的實(shí)施，大大的提高了施工效率和施工質(zhì)量，減少了環(huán)境污染，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1、提高設(shè)備利用率、縮短工期；便于施工工序流水化。

2、改變鉆進(jìn)土體方式，提高效率，減少能耗。

3、節(jié)約材料，降低成本；本方案的實(shí)施由于是干作業(yè)，孔內(nèi)無泥漿，無需按水下混凝土配制，從而節(jié)約了混凝土的成本。

4、減少灌注樁施工通病，保證質(zhì)量。本方案上部軟弱土層通過鋼護(hù)筒護(hù)壁，安全可靠。

5、樁身強(qiáng)度高；由于是干作業(yè)，孔內(nèi)無泥漿，無需按水下混凝土配制，無需提高混凝土等級(jí)，所以強(qiáng)度將大幅度提高。

6、樁身承載力高；本方案中的樁身混凝土直接和孔壁接觸，使樁身混凝土與孔壁的接觸更加密實(shí)，可大幅提高樁身摩擦力。通過旋挖鉆的擴(kuò)底鉆頭，可更大程度的提高樁端承載力，或在保證承載力的前提下減小樁身直徑，降低工程成本。

7、減少環(huán)境污染源，文明施工；本方案的實(shí)施可避免夜間施工，減小噪音和光線等污染，也實(shí)現(xiàn)“零”泥漿排放，安全環(huán)保。

四、技術(shù)的成熟程度，適用范圍和安全性

旋挖鉆干挖孔技術(shù)是在已定孔位上反復(fù)旋挖鉆進(jìn)，把渣掏出運(yùn)走，直至鉆到設(shè)計(jì)孔深的一種施工方法，與傳統(tǒng)的沖擊或回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、泥漿循環(huán)護(hù)壁成孔技術(shù)相比，無論從技術(shù)上還是設(shè)備上都具有很多優(yōu)點(diǎn)。

1）適用不同地質(zhì)工程。只要配備不同鉆頭，即可用于對(duì)付沙層、土層、卵礫石、巖層等不同地質(zhì)，不受地域限制；

2）適用各種樁基工程。除用于旋挖鉆進(jìn)外，經(jīng)簡(jiǎn)單改裝后，還可用于長(zhǎng)螺旋、地下連續(xù)墻等施工，適用范圍極其廣泛；

3）效率高。在一般土層，鉆進(jìn)進(jìn)度可達(dá)20-30米/小時(shí)。速度是傳統(tǒng)沖擊鉆機(jī)的幾十倍；而操作人員只需配備每臺(tái)班二至三人即可。

4）成孔質(zhì)量高。由于采用內(nèi)伸縮全導(dǎo)桿鉆進(jìn)，能保證樁的垂直度，且樁徑誤差小，孔底殘?jiān)啃　?/p>

5）機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，能獨(dú)立作業(yè)。鉆機(jī)的安裝、拆卸無需輔助設(shè)施來完成，且能適應(yīng)復(fù)雜地形的工地。占用空間小，能靠墻操作。

6）安全、環(huán)保。由于設(shè)備自動(dòng)化程度高，人員配備簡(jiǎn)單，大大減少了工地意外事故的發(fā)生。同時(shí)，鉆機(jī)噪音低、污染小，已成為越來越多業(yè)主的指定施工設(shè)備。

7）使用方便、維修簡(jiǎn)單。主要部件均為較為普遍的原產(chǎn)地部件廠家提供（如泵、發(fā)動(dòng)機(jī)、馬達(dá)、減速機(jī)等），可直接得到原產(chǎn)地廠家的售后服務(wù)支持。同時(shí)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率極低。

五、應(yīng)用情況、存在的問題及解決方案

1、應(yīng)用情況

由于本方案在揚(yáng)州國(guó)際會(huì)展中心（三期）樁基工程中的實(shí)施，在工期、效益、工程質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)等方面取得了很大的成功。

1）原合同工期150天，由于本方案的實(shí)施，實(shí)際工期57天完成1099根灌注樁的施工任務(wù)，為揚(yáng)州地區(qū)類似工程的施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

2）由原合同工期150天減少為實(shí)際施工的57天，節(jié)約了項(xiàng)目管理成本約12萬。由于本方案的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)無泥漿排放，減少泥漿池的砌筑、泥漿外運(yùn)及處理約8800m3，節(jié)約成本約90萬元。

3）本工程經(jīng)過樁基的靜載荷試驗(yàn)、低應(yīng)變檢測(cè)、混凝土取芯檢測(cè)等，全部滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，贏得甲方、監(jiān)理、質(zhì)量監(jiān)督部門等高度評(píng)價(jià)。

4）旋挖鉆機(jī)挖出的渣土隨挖隨清，無泥漿運(yùn)輸及排放，整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)整潔有序無揚(yáng)塵。

2、存在的問題

1）在旋挖鉆鉆進(jìn)過程中，由于無泥漿護(hù)壁，極少部分樁孔在施工至孔底時(shí)出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

處理：在干挖孔過程中，隨時(shí)觀測(cè)孔壁穩(wěn)定情況，如出現(xiàn)塌孔跡象，暫停挖孔，向孔內(nèi)回填黏土，用旋挖鉆頭分層擠實(shí)，回填至塌孔部位，然后向孔內(nèi)注水（或注入泥漿）重新開挖。

2）少部分樁孔施工完成后，孔底出現(xiàn)積水現(xiàn)象。

處理：加快澆筑進(jìn)度，安裝導(dǎo)管插至孔底采用排水法澆筑水下混凝土。

3）在施工至第⑤層巖土?xí)r遇大塊漂石。

處理：更換旋挖機(jī)鉆頭，使用抓斗鉆頭抓取大塊漂石，如漂石過大，采用短螺旋鉆頭鉆進(jìn)取出。

結(jié)語：

旋挖鉆干挖孔法適用不同地質(zhì)工程，各種樁基工程；具有效率高，成孔質(zhì)量高，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中還是會(huì)存在一些問題需要應(yīng)變處理的，期待科技的進(jìn)步帶來更先進(jìn)的工程施工技術(shù)。

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