旋挖樁施工工法和技術措施探析

【摘要】旋挖機又稱旋挖鉆機，是進行道路交通，高層建筑物基礎施工的工具。旋挖機是一種綜合性的鉆機，它可以用短螺旋鉆頭進行干挖作業，也可以用回轉鉆頭在泥漿護壁的情況下進行濕挖作業。旋挖機可以配合沖錘鉆碎堅硬地層后進行挖孔作業。如果配合擴大頭鉆具，可在孔底進行擴孔作業。旋挖機采用多層伸縮式鉆桿，鉆進輔助時間少，勞動強度低，不需要泥漿循環排渣，節約成本，無污染，特別適合于城市建設的基礎施工。

【關鍵詞】旋挖樁機；施工工法

引言：旋挖機成孔后，沉渣的清理是控制樁身質量的關鍵。特別是在施工有擴孔樁基時，尤其重要。傳統的清渣方法為正反循環清孔成孔工藝，而近幾年出現灌注樁氣舉反循環清孔工藝，其工藝克服了原有工藝的一些缺點，其清孔效果遠好于一般清孔工藝。不失為一種具有發展前途的施工方法。

1.工法特點

與以往鉆孔灌注樁相比，該工法具有以下特點：

（1）、旋挖鉆機適用于砂土、粘性土、粉質土等土層施工，在灌注樁、連續墻、基礎加固等多種地基基礎施工中得到廣泛應用，主要用于市政、公路橋梁、工業和民用建筑等基礎施工中。

（2）、旋挖鉆機的額定功率一般為125-450KW，動力輸出扭矩為120-400KN.m，最大成孔直徑可達1.5-3米，最大成孔深度為60-90米，可以滿足各類大型基礎施工的要求。

（3）、氣舉反循環清渣效果較好，沉渣層較薄。因而單樁承載力高，沉降量小的特點很顯著，清孔時間段，每條樁清孔約減少2個小時時間，提高了勞動生產率，加快施工設備的周轉周期，直接減低了工程施工成本。

（4）、選用的泥漿密度較小、濃度較小、對孔內的壓力較小，對孔壁四周作用力也小，孔壁四周泥皮較薄，增加了樁孔的側摩阻力，也提高了單樁承載力。

（5）清渣速度快，泥漿排放量減少，減少環境污染，降低施工清運處理成本。

2.適用范圍

旋挖鉆機適用于砂土、粘性土、粉質土等土層施工，在灌注樁、連續墻、基礎加固等多種地基基礎施工中得到廣泛應用，主要用于市政、公路橋梁、工業和民用建筑等基礎施工中。

3.施工工藝

3.1工藝流程

3.2工藝原理

（1）、旋挖鉆機將整體自重置于可自動行走的履帶式底盤上，以自帶柴油發動機輸出動力來提供施工現場所需要的大功率電源，利用筒式鉆斗底部的斗齒，在液壓油缸的加壓下鉆進，切削土體，并壓入容器內，然后由鉆桿提出筒式鉆頭，至孔口后快速回轉倒土。護壁泥漿采用優質膨潤土、燒堿、纖維素等根據地質情況按一定比例配置而成，并隨著旋挖鉆進用泥漿泵持續注入孔內，起到靜壓護壁作用，以保證水頭壓力，如此反復循環完成成孔作業。成孔達到設計深度和質量要求后，安裝鋼筋籠和導管，灌注水下混凝土。

（2）、擴孔階段使用擴大頭鉆頭：使用筒鉆鉆至設計深度，然后換擴大頭鉆頭進行擴底。擴大頭鉆頭的施工原理：通過對動力桿加壓，使擴底鉆頭在樁底進行展開，鉆頭上的牙輪向兩邊展開的同時破碎樁底周邊的巖石，從而達到擴底的目的。

（3）、氣舉反循環清孔是沉渣從導管內排出的清渣工藝。方法是利用空壓機壓縮空氣， 通過安裝在導管內的風管將高壓氣送至樁孔內。高壓氣與泥漿混合，在導管內形成一種密度小于泥漿的漿氣混合物。漿氣混合物因其比重小于泥漿而上升，在導管內混合器底端形成負壓，下面的泥漿在負壓的作用下上升，并在樁孔內液柱壓力的作用下使得導管內的混合物以較高的速度向上流動。從而形成流動。

3.3操作工藝要點

3.3.1 樁位的測量放樣

采用全站儀坐標法來進行樁的中心位置放樣，放樣后四周設護樁并復測，誤差控制在5mm以內。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）作為樁的中心點，然后在樁位周圍做上標記，既便于尋找又可防止機械移位時破壞樁點。

3.3.2埋設護筒

護筒的作用為固定樁位，引導鉆頭方向，隔離地面水流入孔內，保證孔內水位高出地下水位或施工水位，增加水頭高度，保護孔壁不坍塌，確保成孔質量。

（1）、護筒的要求：護筒選用整體式鋼制護筒，壁厚5—8mm，高度3m。為了增加護筒的剛度，防止周轉使用中的變形，在護筒的上口和中部的外側各焊一道加勁肋。在埋設護筒時，護筒的頂端均高出地下水位2米以上，以增加孔內水頭壓力。

（2）、護筒的埋設：采用旋挖鉆機靜壓法來完成。首先正確就位鉆機，使其機體垂直度、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，深度略小于護筒的埋深，然后用吊車吊起護筒并正確就位，用旋挖鉆桿將其垂直壓入土體中。護筒埋設后再將樁位中心通過四個控制護樁引回，使護筒中心與樁位中心重合。

3.3.3鉆機就位

旋挖鉆機底盤為伸縮式自動整平裝置，并在操作室內有儀表準確顯示電子讀數，當鉆頭對準樁位中心十字線時，各項數據即可鎖定，勿需再做調整。鉆機就位后鉆頭中心和樁中心應對正準確，誤差控制在2cm內。

3.3.4鉆進

旋挖鉆機鉆孔取土時，依靠鉆桿和鉆頭自重切入土層，斜向斗齒在鉆斗回轉時切下土塊向斗內推進而完成鉆取土；遇硬土時，自重力不足以使斗齒切入土層，此時可通過加壓油缸對鉆桿加壓，強行將斗齒切入土中，完成鉆孔取土。鉆斗內裝滿土后，由起重機提升鉆桿及鉆斗至地面，拉動鉆斗上的開關即打開底門，鉆斗內的土依靠自重作用自動排出。鉆桿向下放關好斗門，再回轉到孔內進行下一斗的挖掘。每一循環視孔深不同約在1～5min內完成。每鉆進一斗，入土0.5～0.8m。50m在一般地質條件下約100～200斗即告完成。軟土層最高小時進尺能達到15m。

3.3.5氣舉反循環清孔

（3）、開始送風時應先孔內送漿（補漿），停止清孔時應先關氣后斷漿。清孔過程中，特別要注意補漿量，嚴防因補漿不足（水頭損失）而造成塌孔。

（4）、送風量應從小到大，風壓應稍大于孔底水頭壓力，當孔底沉渣較厚、塊度較大，或沉淀板結時，可適當加大送風量，并搖動導管，以利排渣。

5.勞動組織

（1）、本工藝要求24小時連續作業，因此需兩班倒或三班倒，一般采用白班和夜班兩班倒作業。單根樁成孔配1班人。

（2）、單根樁成孔配1班人。每班8人，包括班長1人，起重工1人，操作工2人，鋼筋工2人，電工1人，泥漿工1人。

6.質量控制

6.1泥漿質量標準

6.2質量保證措施

（1）、在松軟土層或砂層中清孔時，并且注意觀察漿液面的變化，同時適當加大泥漿的比重和粘度，成孔和擱置時間不宜過長，減小液面荷載。

（2）、專職人員應不斷檢查孔內泥漿的高度和質量，并作好檢查記錄，及時調整泥漿指標。當發現嚴重坍塌時，應提出鉆頭，填入較好粘土重新成孔。

（3）、雨天地下水位上升，應及時加大泥漿比重和粘度，當需要降低地下水位時要定時觀察地下水位嚴防地下水向孔內滲流。

（4）、清孔前后，都要測量孔深，沉渣厚度應小于5cm

7.安全措施

現場施工人員，要嚴格遵守各項措施，牢記“安全第一、預防為主”的方針，時刻保持清醒的頭腦，增強自我保護意識，做到防患于未然。

（1）、現場施工人員必須戴安全帽，穿工作服、工作鞋，不得穿拖鞋，穿戴的工作服必須領緊、袖口緊、下擺緊。

（2）、現場操作人員必須持證上崗，杜絕違章作業。

（3）、吊車運轉導管和潛水泵時，回轉半徑內嚴禁站人，在無障礙時方可起吊，吊車的繩索剎車、抱閘要經常檢查，使其保持良好的備用狀態。

（4）、現場各種電器設備必須有良好的接零接地，對現場供電電路經常檢查，不得有漏電現象。

8.經濟效益分析

根據預算定額，廢漿排運費約占工程成本8%-10%。每根樁減少2小時排放時間，且氣舉反循環法清孔渣分離容易，以施工的30米深孔灌注樁為例，泥漿排放成本相比以前下降約5%。具有明顯的經濟效益和社會效益。

9.結論

本單位施工的的薈印花園樁基施工驗證了上述觀點。該工程設計為直徑800mm的鉆孔灌注樁，持力層為強風化巖，樁基入巖深度10米。當時對第一根樁、第二根樁有意作了對比試驗。第一根樁二次清孔時不安裝風管，清孔2小時后，再安裝風管，20分鐘內，又清理出石渣26kg；第二根樁二次清孔時，安裝風管清孔，30分鐘內清理完成，對比效果明顯。

參考文獻

[1]建筑地基基礎設計規范（BDJ15-31-2003）

[2]地基與基礎工程施工手冊

[3]建筑樁基技術規范（JGJ94-94）

[4]施工驗收規范與強制條文