旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

陳華富

摘 要：隨著我國房屋建筑基礎(chǔ)施工技術(shù)的不斷完善和提升，為能夠滿足不同基礎(chǔ)施工的需求，提升樁基工程的整體質(zhì)量與水平和安全性。在本文的論述中將針對(duì)旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行新工藝研究，探討一種可能替代人工挖孔樁的灌注樁施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：樁基;施工技術(shù);旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌樁技術(shù);應(yīng)用

我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開房屋工程建設(shè)，在房屋工程項(xiàng)目施工中旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)施工工藝的運(yùn)用十分重要，但就我國目前情況來看，旋挖鉆孔灌注樁施工仍然存在著諸多問題，尤其在需要擴(kuò)底的設(shè)計(jì)施工當(dāng)中。隨著房屋工程的不斷發(fā)展，大型房屋工程越來越多，因此對(duì)樁基施工中旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌注樁施工技術(shù)的要求也隨之提高。為保證房屋工程基礎(chǔ)施工的穩(wěn)定性，避免因施工中存在的技術(shù)問題導(dǎo)致工程項(xiàng)目整體受到影響，因此應(yīng)加強(qiáng)機(jī)械擴(kuò)底鉆孔灌注樁技術(shù)工藝的運(yùn)用，保證施工過程中的穩(wěn)定性與安全性同時(shí)提升樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。運(yùn)用旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌注樁技術(shù)，必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定及施工要求進(jìn)行，并根據(jù)房屋工程相關(guān)方案選擇最為合理的灌注樁加固技術(shù)配套方法，以此提高樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量。

1 旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌注樁技術(shù)概述

旋挖機(jī)擴(kuò)孔樁采用旋挖機(jī)施工。旋挖機(jī)是一種綜合性的鉆機(jī)，采用多層伸縮式鉆桿，配合多種鉆頭，可以挖取各種土層。采用短螺旋鉆頭干作業(yè)成孔到設(shè)計(jì)深度，然后采用擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔，最后采用泥漿護(hù)壁，清渣，以達(dá)到成孔質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。該工藝能夠在眾多房屋工程建設(shè)中發(fā)揮自身作用，且對(duì)施工位置的土質(zhì)并沒有嚴(yán)格要求，沙土、粘性土、粉質(zhì)土等均能夠使用。

在施工中將旋挖鉆機(jī)等功率設(shè)定在125-450kW，動(dòng)力輸出扭矩為120-400kNm，能夠保證施工的成孔直徑在1.5—3m左右，滿足不同工程建設(shè)的需求。

進(jìn)行施工時(shí)候需要選擇干作業(yè)成孔，這種工藝模式在建設(shè)的過程中并不需要絕對(duì)泥漿進(jìn)行實(shí)時(shí)排出，只有在清掃孔道的時(shí)候才需要進(jìn)行一定維護(hù)，能夠有效節(jié)約工程建設(shè)的成本，也能夠?yàn)槲覈h(huán)境保護(hù)做出堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 旋挖機(jī)擴(kuò)底灌注樁施工原理

2.1 成孔階段：應(yīng)當(dāng)將旋挖鉆機(jī)放置在能夠自動(dòng)行走的底盤上，利用柴油作為運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力，為施工現(xiàn)場的工程機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力來源。旋挖鉆機(jī)的底部有大量斗齒，在業(yè)態(tài)油缸的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下能夠向底部下壓掘進(jìn)，不斷將土壤分離開，下壓到容器中。反復(fù)多次進(jìn)行此項(xiàng)工作能夠完成樁基作業(yè)。

2.2 擴(kuò)孔階段：可以調(diào)整鉆頭直徑進(jìn)行空洞大小調(diào)節(jié)，擴(kuò)張樁基施工。

2.3 護(hù)孔階段：將鉆頭慢慢抬起，使用泥漿作為作業(yè)面積的保護(hù)措施，進(jìn)而能夠防止孔洞坍塌情況出現(xiàn)。根據(jù)施工地區(qū)的土質(zhì)特點(diǎn)，利用膨潤土、燒堿、纖維素作為原材料，保證孔洞周圍的穩(wěn)定性。

2.4 清孔階段：需要清除孔洞內(nèi)殘留的建設(shè)原材料。在孔樁內(nèi)部安裝導(dǎo)管，導(dǎo)管位置直接接通通風(fēng)管，繼而連接風(fēng)箱，利用空氣對(duì)流的壓力使得高壓氣與泥漿混合，在導(dǎo)管內(nèi)部形成泥漿混合物。由于泥漿混合物自身的密度較低，會(huì)在導(dǎo)管中呈現(xiàn)上升趨勢，下面密度較大的泥漿能夠在壓力的作用下流動(dòng)起來，便形成了流速、流量極大的反循環(huán)，攜帶沉渣從導(dǎo)管內(nèi)反出，連續(xù)不斷排出導(dǎo)管以外。

3 旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌注樁施工技術(shù)工藝流程

規(guī)模成樁前先進(jìn)行成樁試驗(yàn)，成樁試驗(yàn)主要為機(jī)械旋挖和機(jī)械擴(kuò)底積累相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)和檢驗(yàn)成樁的可行性。試驗(yàn)樁機(jī)械旋挖和機(jī)械擴(kuò)底完成以后（試驗(yàn)樁的選取必須有代表性），需派專業(yè)作業(yè)人員下入孔底進(jìn)行擴(kuò)底尺寸和擴(kuò)底后沉渣情況的檢查（干作業(yè)成樁情況下），從而為整個(gè)施工工藝的成樁質(zhì)量提供重要信息。

3.1 樁位的測量放樣

樁基位置測量需要使用全站儀坐標(biāo)法進(jìn)行位置確定，放樣的周圍需要設(shè)置樁基保護(hù)措施，將以上眾多設(shè)備的誤差保持在5mm之內(nèi)，進(jìn)而能夠降低測量結(jié)果的不確定性。樁位用?10mm、長度35-40cm鋼筋打入地面30cm（四周填以水泥砂漿或混凝土來保護(hù)）作為樁的中心點(diǎn)，并且在樁基四周做好標(biāo)記，不僅能夠防止樁基出現(xiàn)位移現(xiàn)象，還能夠保證機(jī)械設(shè)備均在自身的合理位置上。

3.2 埋設(shè)護(hù)筒

3.2.1 護(hù)筒的要求

護(hù)筒需要選擇鋼制材料，壁厚1cm，分節(jié)卷制，護(hù)筒的內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑100mm。并且在使用的過程中需要在護(hù)筒口位置增加一個(gè)鋼制焊接件，進(jìn)而能夠保證護(hù)筒的穩(wěn)定性和剛度，避免在使用的過程中出現(xiàn)變形情況。在護(hù)筒埋設(shè)的時(shí)候需要保證護(hù)筒的高度在地下水位2.0m以上，進(jìn)而能夠增加其中的壓力，提升其穩(wěn)定性。

3.2.2 護(hù)筒的埋設(shè)

護(hù)筒的埋設(shè)采用旋挖鉆機(jī)靜壓法來完成。首先正確就位鉆機(jī)，使其機(jī)體垂直度、鉆桿垂直度和樁位鋼筋條三線合一，然后在鉆桿頂部帶好筒式鉆頭挖孔，深度略小于護(hù)筒的埋深，然后用吊車吊起護(hù)筒并正確就位，用旋挖鉆桿將其垂直壓入土體中。

3.3 鉆孔擴(kuò)孔和成孔

鉆進(jìn)過程中，每班測量1～2次轉(zhuǎn)盤水平度、鉆架垂直度、轉(zhuǎn)盤中心偏差，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整并做好記錄。整個(gè)鉆進(jìn)過程要隨時(shí)觀察鉆桿的垂直度、平臺(tái)和轉(zhuǎn)盤水平度，如有偏差，隨時(shí)調(diào)整鉆桿的垂直度、平臺(tái)和轉(zhuǎn)盤水平度。

在鉆孔過程中，根據(jù)地質(zhì)情況控制進(jìn)尺速度，避免鉆頭及鉆桿受損，以至鉆孔失敗。在易縮徑地層中應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù)，防止縮徑;對(duì)硬塑層采用快轉(zhuǎn)，提高效率。

鉆孔前仔細(xì)核對(duì)勘察報(bào)告，對(duì)清出的巖土特征及時(shí)做好記錄，尤其對(duì)將要達(dá)到入巖時(shí)增加查看巖土的特征頻率并結(jié)合鉆機(jī)的鉆進(jìn)情況判斷入巖狀態(tài)。

鉆孔到達(dá)持力層巖土后停轉(zhuǎn)，報(bào)監(jiān)理、地勘、業(yè)主等各方進(jìn)行入巖檢驗(yàn)，保留樣渣并填寫相關(guān)記錄和標(biāo)識(shí)，樣渣封袋保存。

待各方確認(rèn)入巖情況后，旋挖機(jī)繼續(xù)鉆孔。安排專人控制測量鉆孔深度和觀察出渣情況，同時(shí)保證鉆進(jìn)持力層基巖滿足設(shè)計(jì)要求。入巖到位滿足設(shè)計(jì)要求后及時(shí)進(jìn)行機(jī)械鉆孔擴(kuò)底。

3.4 樁身灌注

正常降水到位情況下，樁身灌注同人工挖孔灌注樁灌注方法。水下樁混凝土灌注采用導(dǎo)管法，混凝土灌注應(yīng)在鋼筋籠吊放完成，各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)合格后立即開始，采用砍球法灌注混凝土，灌注方法同正常水下樁灌注施工技術(shù)。

3.5 注漿

施工過程中如發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場難以監(jiān)控，并且難以保證樁擴(kuò)底施工質(zhì)量的，如擴(kuò)底清渣沒辦法清理干凈或需用水下灌注樁工藝澆筑樁身又難以保證樁身質(zhì)量的，現(xiàn)場需跟隨鋼筋籠預(yù)埋注漿管，以備后期樁基檢驗(yàn)不合格采取后期注漿工藝以提高樁身承載力。

4 房屋施工中旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用

2018年3月，在湖南瀏陽某樁基工程項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)樁基類型為人工挖孔樁帶擴(kuò)大頭形式。樁數(shù)429根，樁徑800～1200mm，樁長15m左右，要求樁端進(jìn)入中風(fēng)化粉砂巖夾礫巖。要求工期40天。該工程工作量大，如果采用傳統(tǒng)的人工挖孔灌注樁施工，施工工期較長，對(duì)人工挖孔作業(yè)人員安全情況難以保證，又難以滿足業(yè)主的要求。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，施工區(qū)域土層粉質(zhì)粘土較厚，地下水位較低，施工單位采用旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌注樁技術(shù)施工，在合同工期內(nèi)，保質(zhì)保量完成了該工程。

5 結(jié)語

在當(dāng)前時(shí)代背景下，旋挖機(jī)擴(kuò)底鉆孔灌注樁技術(shù)可以滿足大部分樁基的實(shí)際需求，尤其大有淘汰人工挖孔樁施工技術(shù)的性質(zhì)，大大提高了樁基工程施工效率的同時(shí)，保障了施工作業(yè)人員的生命安全和工程的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊康炎.廣東某高層建筑住宅工程旋挖樁機(jī)成孔施工質(zhì)量技術(shù)保證措施.《建筑界》，2014.

[2]黃學(xué)軍.淺談某樁基工程鉆孔的施工技術(shù).《廣東科技》，2006