【摘 要】通過旋挖鉆機(jī)在新鐵北小區(qū)樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用情況，介紹了旋挖鉆機(jī)在住宅樁基礎(chǔ)施工中的施工特點、施工工藝及質(zhì)量控制要點。

【關(guān)鍵詞】旋挖鉆機(jī)；施工工藝；質(zhì)量控制

1．前言

旋挖鉆機(jī)施工工藝在我國是近幾年推廣使用的一種較先進(jìn)的樁基施工工藝,被譽(yù)為“綠色施工工藝”，具有如下特點:一是設(shè)備性能先進(jìn)，自動化程度高，勞動強(qiáng)度低。旋挖鉆機(jī)主要為履帶式全液壓自行式鉆機(jī)，采用全套液壓系統(tǒng)，配備了先進(jìn)的電腦操作系統(tǒng)，施工現(xiàn)場內(nèi)可自行移動，自立桅桿，移動、對孔方便、快捷。二是對地層具有廣泛的適應(yīng)性，對樁徑為0.6m～2.5m深度在70米以內(nèi)的樁均可施工，鉆進(jìn)效率高，鉆頭可快速穿過各種地層快速成孔；一般情況下，在砂層的鉆進(jìn)速度可達(dá)10m/h,在粘土層可達(dá)4.6 m/h，是普通回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的3～5倍。三是具有良好的環(huán)保性，旋挖鉆掘工法采用動力頭裝置及加壓機(jī)構(gòu)，其工作原理是短螺旋鉆頭或旋挖斗利用強(qiáng)大的扭矩直接將土或砂礫等鉆渣旋轉(zhuǎn)挖掘，然后快速提出孔外，在不需要泥漿支護(hù)的情況下，可實現(xiàn)干法施工；即使在特殊地層需要泥漿護(hù)壁的情況下，泥漿也只起孔壁支護(hù)作用，鉆削中的泥漿含量低，改善了施工環(huán)境，同時降低了施工成本；四是提高了灌注樁的承載力，由于旋挖鉆機(jī)的特殊成孔工藝，它僅需要靜壓泥漿做護(hù)壁，在孔壁不會形成很厚的泥皮，此外，由于鉆頭的多次上下往復(fù)，使孔壁粗糙度較高，且不易產(chǎn)生縮徑，成孔更規(guī)則，比傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁要高20%。旋挖鉆機(jī)施工工藝以前在公路和鐵路施工中應(yīng)用較多，近幾年來也逐步應(yīng)用在住宅樁基礎(chǔ)中。

2．工程設(shè)計概況

2.1工程規(guī)模

新鐵北小區(qū)項目建筑面積25589m2，位于懷化市懷北路，西南面臨玉皇宮，東北面為菩提樹地塊，其中5、6號樓采用旋挖樁基礎(chǔ)。樁基工程設(shè)計樁徑為800mm、900mm 、1000mm三種，樁長12～21m，樁數(shù)173根，樁基豎向承載力分別為3000 KN、3800 KN、4700 KN。

2.2地質(zhì)水文條件

土層情況從上至下依次為：軟塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)松散的人工填土，厚3.5～5m；軟塑性的粘土，厚0.8～2.0m；可塑性的粉土，厚3.6～4.3m;可塑性的粘土，厚2.7～4.5m ；可塑性的粉質(zhì)粘土，夾雜粉土及粘土,厚3.6～6.0m；中風(fēng)化砂巖厚3.5～5.0 m,變異系數(shù)小于0.30；變異性小。無地下水。

3．旋挖樁施工工藝

3.1旋挖鉆機(jī)機(jī)型、鉆桿、鉆具的選擇

3.1.1 機(jī)型的選擇

機(jī)型選擇應(yīng)對地層情況、樁身長度、樁徑大小及數(shù)量進(jìn)行全面分析，表1列舉了三一重工生產(chǎn)的幾種旋挖鉆機(jī)機(jī)型具體參數(shù)。機(jī)型選擇時根據(jù)工程具體情況，對照各參數(shù)指標(biāo)，在多款機(jī)型都能滿足工程使用要求時，盡量選擇輸出扭矩低的機(jī)型?？紤]本項目的土層為人工填土、粉土、粉質(zhì)粘土、粘土、無地下水；樁長最長21米；孔徑（800mm—1000mm）；對照了各種鉆機(jī)性能指標(biāo)，確定選用了三一重工生產(chǎn)的SR130U型鉆機(jī)1臺。

旋挖鉆機(jī)機(jī)型參數(shù) 表1

3.1.2 鉆桿鉆具的選擇

施工中應(yīng)根據(jù)地層情況選用不同的鉆頭，既可以提高工作效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，又能在環(huán)保、降低能源消耗和減少孔內(nèi)事故方面收到良好效果。鉆桿按傳壓方式可分為機(jī)鎖鉆桿、摩擦鉆桿和機(jī)鎖摩擦混合鉆桿。選擇的依據(jù)如下:

一是根據(jù)鉆孔深度選擇鉆桿；二是根據(jù)鉆孔直徑、土質(zhì)情況調(diào)節(jié)鉆機(jī)轉(zhuǎn)速并配置鉆桿；三是根據(jù)土質(zhì)硬度和鉆進(jìn)所需的加壓大小選擇鉆桿；

鉆頭的類型很多，常用的有兩大類:回轉(zhuǎn)鉆頭（含單底土斗和雙底撈砂斗）；嵌巖鉆頭（含短螺旋鉆頭、嵌巖筒鉆和牙輪鉆頭）?；剞D(zhuǎn)鉆頭適用于地下水位以上的粘土、粉土、填土、中等密實以上的砂土、風(fēng)化巖層。嵌巖鉆頭適用于碎石土、中等硬度的巖石及風(fēng)化巖層。

根據(jù)本工程地質(zhì)條件、鉆孔深度、鉆孔直徑情況，選用了摩擦鉆桿和回轉(zhuǎn)鉆頭。

3.2施工工藝

旋挖鉆機(jī)施工有靜漿護(hù)壁施工工藝、全套管施工工藝、預(yù)注漿施工工藝、干成孔法施工工藝和鉆斜孔施工工藝。施工工藝的選擇需根據(jù)地質(zhì)條件、孔深來確定。本工程地質(zhì)情況較好，無地下水，因此選擇了干成孔法施工工藝。具體工藝流程見圖2。

3.3施工過程中關(guān)鍵工序控制

3.3.1施工場地布置

施工場地根據(jù)現(xiàn)場地形情況進(jìn)行合理安排，對土質(zhì)不好的重點施工區(qū)域進(jìn)行砂土和碎石土夯填，并預(yù)備鋼板鋪設(shè)在鉆機(jī)行走和打樁區(qū)域，以確保樁機(jī)施工時的穩(wěn)定性。修筑施工便道，確保機(jī)械設(shè)備、材料及時到位，鉆渣外運也進(jìn)行要合理布置安排，全面滿足施工要求。

3.3.2護(hù)筒埋設(shè)

孔口護(hù)筒埋設(shè)主要由人工、機(jī)械配合完成，利用旋挖鉆機(jī)的動力頭把護(hù)筒壓入地面，護(hù)筒由厚度16mm鋼板制成，護(hù)筒頂至少高出地面30cm，防止雜物、泥水流入孔內(nèi)。

3.3.3鉆孔施工

安設(shè)鉆機(jī)，鉆頭中心與樁位中心對正后，調(diào)整鉆桿垂直度，將鉆桿走行臂位置鎖定，然后進(jìn)行鉆孔。當(dāng)鉆頭下降到預(yù)定深度后，旋轉(zhuǎn)鉆頭并施加壓力，將土擠入鉆頭內(nèi)，儀表自動顯示筒滿時，鉆頭底部關(guān)閉，提升鉆頭將土卸于堆放地點。通過鉆頭的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土，反復(fù)循環(huán)直至成孔。

在鉆進(jìn)過程中觀察機(jī)座支撐是否發(fā)生塌陷，如發(fā)生變化要及時調(diào)整水平儀，以保證鉆孔不傾斜。保證鉆桿中心、護(hù)筒中心在樁心上，否則會造成擴(kuò)孔與亂碰塌孔。由于鉆孔速度快，為確?？妆诜€(wěn)定不出現(xiàn)坍塌，由專人對地質(zhì)情況進(jìn)行復(fù)查。

在松散地層鉆進(jìn)時應(yīng)防止塌孔，適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度，提鉆速度要均勻；在開始鉆進(jìn)或穿過軟硬層交界處時采用低速鉆進(jìn)，以保證孔位不產(chǎn)生偏差。鉆進(jìn)過程中嚴(yán)禁孔內(nèi)掉進(jìn)鉆頭、鉆桿及其他異物，經(jīng)常檢查鉆頭的磨損情況。

根據(jù)不同的地層選配不同的鉆頭鉆進(jìn)，在粘性土層選用長鉆頭。鉆頭被粘土糊滿打滑時調(diào)整斗齒的角度為60°，可往孔內(nèi)投入石塊、換螺旋鉆頭或截齒鉆頭等辦法來處理，鉆進(jìn)過程中遇到漂石、堅硬的卵石層、基巖等更換或改造鉆頭、重新安排刀具角度、形狀、排列方向或改用全截齒旋挖鉆頭進(jìn)行處理，松動后換鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)。

3.3.4清孔

當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計高程時，終止鉆進(jìn)，鉆頭空轉(zhuǎn)無進(jìn)尺掏渣，直至孔底沉渣符合設(shè)計及規(guī)范的要求為止，嚴(yán)禁采用加深孔底深度的方法來代替清孔。為防止沉渣過厚使樁底存在軟弱隔層導(dǎo)致端承力喪失，成孔后盡量縮短下鋼筋籠的時間以及增加清孔時間。

3.3.5安放鋼筋籠、灌注混凝土

由于旋挖鉆機(jī)成孔速度非?？?，鋼筋籠的制作、安裝、混凝土的灌注能力等必須與之相適應(yīng)，灌注前對樁孔質(zhì)量、沉渣厚度、樁底高程全面檢查，混凝土應(yīng)連續(xù)一次澆灌完成。

4．取得的效果

本工程經(jīng)過短短20天時間就完成了173根樁的施工，工作效率高，成樁質(zhì)量經(jīng)檢測效果很好。按照規(guī)范以及設(shè)計要求對樁身質(zhì)量進(jìn)行低應(yīng)變?nèi)珨?shù)檢測和鉆芯法抽樣檢測，結(jié)論為162根為Ⅰ類樁，11根為Ⅱ類樁，沒有Ⅲ、Ⅳ類樁；經(jīng)靜載試驗抽樣檢測，單樁豎向承載力滿足設(shè)計要求。

5．結(jié)束語

旋挖鉆機(jī)以其特殊的旋挖鉆掘工法實現(xiàn)了在不需要泥漿護(hù)壁的情況下的干法施工，有利于施工的環(huán)保，以其快速的鉆進(jìn)速度有效地提高了工作效率，達(dá)到了工期的最短化，以及其移機(jī)方便、成孔事故率低、噪音小等優(yōu)點有效地解決了。

城市住宅建設(shè)中場地狹窄、可容納的設(shè)備數(shù)量有限、工期要求短、噪音要求小、塵土泥漿污染要求少等矛盾，實現(xiàn)了社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。在鉆進(jìn)過程中觀察機(jī)座支撐是否發(fā)生塌陷，如發(fā)生變化要及時調(diào)整水平儀，以保證鉆孔不傾斜。保證鉆桿中心、護(hù)筒中心在樁心上，否則會造成擴(kuò)孔與亂碰塌孔。由于鉆孔速度快，為確?？妆诜€(wěn)定不出現(xiàn)坍塌，由專人對地質(zhì)情況進(jìn)行復(fù)查。

在松散地層鉆進(jìn)時應(yīng)防止塌孔，適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度，提鉆速度要均勻；在開始鉆進(jìn)或穿過軟硬層交界處時采用低速鉆進(jìn)，以保證孔位不產(chǎn)生偏差。鉆進(jìn)過程中嚴(yán)禁孔內(nèi)掉進(jìn)鉆頭、鉆桿及其他異物，經(jīng)常檢查鉆頭的磨損情況。

根據(jù)不同的地層選配不同的鉆頭鉆進(jìn)，在粘性土層選用長鉆頭。鉆頭被粘土糊滿打滑時調(diào)整斗齒的角度為60°，可往孔內(nèi)投入石塊、換螺旋鉆頭或截齒鉆頭等辦法來處理，鉆進(jìn)過程中遇到漂石、堅硬的卵石層、基巖等更換或改造鉆頭、重新安排刀具角度、形狀、排列方向或改用全截齒旋挖鉆頭進(jìn)行處理，松動后換鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)。

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文章名稱：《旋挖鉆機(jī)在住宅樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用》

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