剖析建筑樁基施工中旋挖鉆機工藝的重要作用

趙振東

（紫金縣永強建筑工程有限公司 廣東河源 517400）

剖析建筑樁基施工中旋挖鉆機工藝的重要作用

趙振東

（紫金縣永強建筑工程有限公司 廣東河源 517400）

在本文中，首先介紹了旋挖鉆機相對于傳統鉆機的清潔，高效以及低噪音的優點；然后，介紹了其原理和工作過程，具體說明了其獨特的優勢；最后根據國家政策和國內相關的數據，分析了旋挖鉆機在我國的基礎建設中建筑樁基施工領域中的廣闊的市場前景。

旋挖鉆機；優勢；市場前景

引言

城市建設、交通建設等大型工程的快速發展，為工程領域的發展提供了巨大機遇。這些工程項目具有工期進度緊，工程量大，要求對環境環保等特點，對工程施工技術也提出了更高的標準。而在建設基礎樁基的過程中，需要大量灌注樁型施工機械來進行施工、作業。目前，在灌注樁的施工中，鉆孔工藝已經成為制約大型工程的施工的關鍵因素。在我國的灌注樁鉆孔工藝方面先后采用了沖擊式鉆進，沖抓式鉆進，正循環式鉆進，反循環式鉆進等技術，而這些傳統方式的鉆孔技術不僅效率低下、噪聲大[1]，而且也會對環境造成嚴重污染。而旋挖鉆進工藝以清潔、高效及低噪音已經成為當前世界上灌注樁鉆孔的施工領域中最先進的技術。當前，旋挖鉆機是旋挖鉆孔技術應用中的典型設備，其具有較大的輸出扭矩，較大的裝機功率，較大的軸向壓力，機動靈活，較高的施工效率和較多功能等有點，是一款高效的灌注樁鉆孔工程設備。旋挖鉆機能夠適應我國多數地區的土壤地質狀況，具有廣泛使用范圍，能夠較好地滿足在高層建筑、橋梁建設等設施的施工中建筑樁基施工的需求。目前，旋挖鉆機被廣泛地應用在各種類型的建筑樁基工程中，比如像北京奧運場館的建設和青藏鐵路的建設等大型工程。如圖1所示為國外旋挖鉆機外觀圖。

圖1 旋挖鉆機外觀圖

1 旋挖鉆機工藝的優勢

旋挖鉆機以清潔，高效以及低噪音已經成為當前世界建筑樁基施工領域中最先進的技術，如圖2所示為旋挖鉆機的施工圖，其相對于傳統方式的灌注樁鉆工藝具有如下的優勢：

（1）成孔的速度快：這一點為旋挖鉆機相對于傳統方式最突出的一個優勢。旋挖鉆機目前的工效大約是傳統循環鉆機工效的10倍，也就是如果旋挖鉆機在1d中能夠完成3根建筑樁，而傳統循環鉆機則是完成1根同樣的建筑樁則要3d時間。因此，旋挖鉆機尤其適用工期較緊迫的建筑工程項目。

圖2 旋挖鉆機施工圖

（2）占用的臨時用地較少：旋挖鉆機所具有的另一優勢為占用的臨時用地較少，因為，它的鉆孔工藝并不需要將泥漿大量的排出，所以也就不再需要租用臨時的用地來進行泥漿沉淀。此外，旋挖鉆機所挖出的泥土還能夠實現再利用，當前土地不斷地升值，并且臨時用地也很緊缺，這一點的優勢在此種情況下就顯得更為重要。

（3）對環境的污染小：旋挖鉆機采用干式或者無循環的泥漿鉆進方式，所使用的泥漿量一般僅為傳統正反循環方式鉆進工藝的1/10～1/20。因此，它的施工現場較整潔，對環境的污染也較小。同時旋挖鉆機的振動較小，對周圍環境的噪聲污染同樣較小。

（4）靈活性強：旋挖鉆機采用履帶式車輪，從一個孔位到另一個孔位行動方便，從一個標段中的一個橋到另一個橋也較方便。

（5）提高建筑樁的承載力：因為旋挖鉆機獨特的鉆孔工藝，其僅需要把靜壓泥漿作為護壁，使用的泥漿通常用膨潤的泥土來配制，成孔的孔壁不會形成較厚的泥皮；此外，由于旋挖鉆機的鉆頭多次的上下往復，從而孔壁較粗糙，不容易形成縮徑。和傳統成孔灌注樁比較，旋挖鉆機灌注樁具有較高的承載能力。

2 旋挖鉆機鉆孔的施工

旋挖鉆機在樁基施工中，需要按照一定的流程來進行，從而避免施工事故的出現，一般包括兩部分，一部分是旋挖鉆機施工時前期的準備，另一部分是旋挖鉆機的施工，如圖3所示為旋挖鉆機在樁基施工中的施工流程框圖。

2.1 旋挖鉆機施工時前期的準備

施工之前，要有工程的水文、地質資料，工程的施工設計圖，編制施工方案；檢查施工的機械和設備，要熟悉施工的機械和配套設備技術性能相關資料，旋挖鉆機要進行保養和維護以及試鉆；做好樁基位的測量放樣和復測。

圖3 樁基施工中的施工流程框圖

（1）樁基位放樣：把設計圖紙中的坐標等相關的數據認真地進行復核，如果確認沒有錯誤，然后使用全站儀來進行樁基位的放樣，當樁基中心放樣后，要沿樁基中心使用十字線拉至1.5m，并做好標記。

（2）護筒埋設：護筒進場之后，先檢查驗收；旋挖鉆機中自帶有短螺旋開孔器可以用來破除道路上的瀝青面層和路基層；旋挖鉆機上的桶型鉆頭可以進行開孔，當開孔完畢之后，利用桅桿上副卷揚機來吊起護筒，來進行護筒的埋設，而護筒的頂口要高出地面大約30cm。沿著護樁再次拉十字線來復核護筒的中心，如果符合要求，就把護筒的外壁空隙進行填壓緊密；埋設完后，使用全站儀來復測護筒的中心是否偏位，并在護筒口處用紅油漆進行標記，同時檢查護筒的垂直度。

（3）泥漿制做：依照地面下的淤泥質土和黏土質土層相對較厚的特征來確定鉆孔泥漿的性能指標：比重為1.06～1.10，粘度為18～22S，所含的砂率要小于2%，pH要小于8，膠體率要求大于等于96%。漿液的材料要求以優質的膨潤土和純堿為主要材料，泥漿制做所用的水要利用施工場地的附近河流水。泥漿制做完成以后，要開始對每項性能指標進行檢測，對不滿足要求的泥漿進行重新調配。

（4）旋挖鉆機定位：現有的瀝青道路上不需要對樁位的鉆機站進行3行處理，于道路的兩側邊坡中的樁位需穩固鉆機平臺、平整填筑，以此確保有足夠的承載能力。鉆機在就位后，要沿護筒口進行復測定位，用紅油漆進行標記并拉十字線，對鉆筒的鉆頭位置進行調整，以確保與護筒的十字線中心對準，并記錄鉆機對中的位置。

（5）鋼筋籠制作：11.5m的樁基礎鋼筋籠的主筋是16/32根，直徑為25mm的HRB335鋼筋；1.2ITI樁基礎鋼筋籠的主筋是12/ 24根，直徑為25mm的HRB335鋼筋；螺旋筋是直徑為18mm，型號為HRB235的圓盤條，螺距為15cm。每隔2ITI時布設一道型號為HRB235的圓鋼做為加強箍筋，還要對稱式分布4道箍筋來定位保護鋼筋。由于旋挖鉆機的成孔速度非常快，一般情況下，8～10h就能成孔，所以要強制要求鋼筋籠的制作和驗收必須在樁孔開鉆前完成，以避免成孔時靜置的時間過長而出現鉆孔坍塌等各種可能發生的意外狀況。

2.2 旋挖鉆機的施工

（1）安裝鉆機鉆機要依照放樣時的樁位，安裝要平穩，在鉆土時或進行其他操作時，使之不會產生偏移及晃動。旋挖鉆機的鉆頭在施工時可以配備短螺旋型的鉆頭、回轉型的鉆頭、巖心型鉆頭、巖心型回轉式鉆頭等等各種規格樣式的鉆頭。進行施工時，要按照不同土壤的地質條件根據以下規則來挑選不同的鉆頭樣式，例如短螺旋型鉆頭，被廣泛用于位于地下水位及以上的粉土、風化的巖層、中等以上密實度的砂性土、粘性土、回填土；巖心回旋型鉆頭，應用在中等及以上硬度的巖石中、碎石土以及風化的巖層中。巖心型回轉斗。主要用在風化的巖層以及含有裂紋的巖石中。鉆頭的規格及樣式要依照實際的工程狀況來配備與更換。

（2）旋挖鉆孔作業旋挖鉆機成孔時大部分是清水施工，不用泥漿來護壁；如果地下有水分布，而且孔壁的穩定較差，可通過制作護壁的泥漿或者穩定液來進行護壁。對鉆桿的定位設置要在鉆孔作業之前。旋挖鉆機一般是直孔式的作業，因此要對鉆機的鉆桿來進行垂直調整。調垂直調整有兩種形式：手動式調垂和自動調垂式。在旋挖鉆機的鉆桿相對零位為±5之內的范圍時才能由顯示器中的自動垂直調整的按鈕來開展自動垂直調整作業；然而當鉆機的鉆稈超過相對零位為±5的范圍時，僅能由顯示器中的左操作箱或點動按鈕上的電氣手柄來實施手動式垂直調整作業。在旋挖鉆機工作時，偶爾也需斜孔式的作業。進行操作的工作人員要經過顯示器中的自動式定位按鈕來開展設定零位的操作，此后再來開展同樣的垂直調整作業。

3 市場預測

近些年，國內的旋挖鉆機的生產廠家增長迅速，當前全國的旋挖鉆機的生產廠家達到了30多家[2]。同時國內旋挖鉆機的數量也在快速增加，2003年僅600臺左右，而截至2007年全國的旋挖鉆機的擁有量已經到達1001臺左右。但是，在樁基施工的鉆機中，旋挖鉆機所占有的比例還不足10%，而在歐美國家該比例已達到了2/3以上，因此，隨著我國新一輪的大規模基礎設施的建設的開始，特別是高鐵的建設，以清潔，高效以及低噪音為突出優勢的旋挖鉆機必定會迎來巨大機遇，得到更大范圍的使用，今后，旋挖鉆機在我國的需求量會不斷地增長，旋挖鉆機擁有非常廣闊的市場前景。

4 總結

目前，旋挖鉆機因為其獨特的優勢，在我國巨大的市場中必定會得到更廣泛地使用，而我國在該領域也存在著一些問題：旋挖鉆機工藝的規范還不健全，這給旋挖鉆機的施工質量的控制，工程的驗收帶來不便，對旋挖鉆機工藝的發展也不利。因此，要盡快出臺旋挖鉆機的行業規范，使旋挖鉆機工藝得到快速、健康的發展。

[1]周紅軍.我國旋挖鉆進技術及設備的應用與發展[J].探礦工程，2003（2）.

[2]黃志明，姜國平，劉慶東.國內旋挖鉆機市場調查與分析[J].建筑機械，2006（3）.

TU753.3

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：1673-0038（2015）05-0037-02

2015-1-13