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(yè)，也可以用回轉(zhuǎn)鉆頭在泥漿護壁的情況下進行濕挖作業(yè)。旋挖機可以配合沖錘鉆碎堅硬地層后進行挖孔作業(yè)。如果配合擴大頭鉆具，可在孔底進行擴孔作業(yè)。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(huán)排渣，節(jié)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(zhì)量的關鍵。特別是在施工有擴孔樁基時，尤其重要。傳統(tǒng)的清渣方法為正反循環(huán)清孔成孔工藝，而近幾年出現(xiàn)灌注樁氣舉反循環(huán)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(fā)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(zhì)土等土層施工，在灌注樁、連續(xù)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(yè)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(huán)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(chǎn)率，加快施工設備的周轉(zhuǎn)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(nèi)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(cè)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(huán)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(zhì)土等土層施工，在灌注樁、連續(xù)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(yè)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(fā)動機輸出動力來提供施工現(xiàn)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(nèi)，然后由鉆桿提出筒式鉆頭，至孔口后快速回轉(zhuǎn)倒土。護壁泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土、燒堿、纖維素等根據(jù)地質(zhì)情況按一定比例配置而成，并隨著旋挖鉆進用泥漿泵持續(xù)注入孔內(nèi)，起到靜壓護壁作用，以保證水頭壓力，如此反復循環(huán)完成成孔作業(yè)。成孔達到設計深度和質(zhì)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(huán)清孔是沉渣從導管內(nèi)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(nèi)的風管將高壓氣送至樁孔內(nèi)。高壓氣與泥漿混合，在導管內(nèi)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(nèi)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(nèi)液柱壓力的作用下使得導管內(nèi)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(nèi)。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(nèi)，保證孔內(nèi)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(zhì)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(zhuǎn)使用中的變形，在護筒的上口和中部的外側(cè)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(nèi)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(nèi)有儀表準確顯示電子讀數(shù)，當鉆頭對準樁位中心十字線時，各項數(shù)據(jù)即可鎖定，勿需再做調(diào)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(nèi)。

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(zhuǎn)時切下土塊向斗內(nèi)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(nèi)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(nèi)的土依靠自重作用自動排出。鉆桿向下放關好斗門，再回轉(zhuǎn)到孔內(nèi)進行下一斗的挖掘。每一循環(huán)視孔深不同約在1～5min內(nèi)完成。每鉆進一斗，入土0.5～0.8m。50m在一般地質(zhì)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(huán)清孔

（3）、開始送風時應先孔內(nèi)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(xù)作業(yè)，因此需兩班倒或三班倒，一般采用白班和夜班兩班倒作業(yè)。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(zhì)量控制

6.1泥漿質(zhì)量標準

6.2質(zhì)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(nèi)泥漿的高度和質(zhì)量，并作好檢查記錄，及時調(diào)整泥漿指標。當發(fā)現(xiàn)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(nèi)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)場操作人員必須持證上崗，杜絕違章作業(yè)。

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

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

8.經(jīng)濟效益分析

根據(jù)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(huán)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(jīng)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(nèi)，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(nèi)清理完成，對比效果明顯。

參考文獻

[1]建筑地基基礎設計規(guī)范（BDJ15-31-2003）

[2]地基與基礎工程施工手冊

[3]建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-94）

[4]施工驗收規(guī)范與強制條文