旋挖樁在某工程基坑支護(hù)中的應(yīng)用

鐘添明

(廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，廣州510635)

1 旋挖樁的發(fā)展?fàn)顩r

近年來，隨著在青藏鐵路、北京奧運(yùn)場館、武廣高鐵等工程中的成功運(yùn)用，旋挖樁作為一種較先進(jìn)的樁基施工工藝得到了迅速的推廣。廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、橋梁和大型公共建筑的樁基礎(chǔ)工程。然而，相對于傳統(tǒng)的鉆孔和沖孔樁而言，旋挖樁在基坑支護(hù)中使用的實(shí)例卻不是很多，下面結(jié)合旋挖樁施工工藝的特點(diǎn)，介紹旋挖樁在作者參與的某實(shí)際工程基坑支護(hù)中的應(yīng)用。

2 工程概況

2.1 基本情況

該工程為水質(zhì)凈化工程，建成后擁有日處理13 萬t水的凈化能力，場地位于廣州市東風(fēng)中路。擬建的泵房濾池為地下結(jié)構(gòu)，呈長方形，長約89 m，寬約25 m，基坑開挖深度約13 m，泵房上面局部建設(shè)4 層共約900 m2的輔助生產(chǎn)車間及管理用房。

2.2 工程地質(zhì)條件

場地所在地貌單元屬珠江三角洲平原，地形起伏小，河網(wǎng)較發(fā)育，原為閑置地，經(jīng)人工平整后地勢平坦，鉆孔高程為8.30 ～9.55 m?；颖眰?cè)為約5m寬的過道，及一些植被，東側(cè)為一排舊老民居，基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)差;南側(cè)為6 層的小學(xué)教學(xué)樓，西側(cè)為高架路，高架路下為河涌。

根據(jù)本工程的巖土工程勘察報(bào)告，場地內(nèi)巖土自上而下劃分為第四系人工填土層、海陸交互相沉積土層、殘積土層及白堊系沉積巖等四大類。其中人工填土的厚度3 ～4.5 m，基巖的頂面埋深6． 8～9.0 m。

3 旋挖樁在本工程中的運(yùn)用

3.1 該工程中使用旋挖樁的優(yōu)點(diǎn)

工程所在位置周邊環(huán)境復(fù)雜，基坑開挖的深度達(dá)13 m，對基坑開挖過程中的沉降和水平變形的要求非常嚴(yán)格，因此基坑支護(hù)方案采用排樁+鋼筋混凝土內(nèi)支撐+外圍止水帷幕的支護(hù)形式。排樁采用直徑1 000 mm，間距1 100 mm布置的鋼筋混凝土灌注樁，支護(hù)樁長度約為18 m。鋼筋混凝土支護(hù)樁的施工工藝采用旋挖成孔，主要是因?yàn)樾跇对诒竟こ讨杏幸韵聝?yōu)點(diǎn):

3.1.1 施工速度快，有利于節(jié)約工期

本工程為河涌整治的配套工程，建成啟用后將向臨近的河涌實(shí)施凈化水補(bǔ)水，為河涌帶來清澈、透明的水景，提升周邊的環(huán)境景觀，增加廣大群眾的公共活動空間，具有良好的社會效益，是重要的民生工程之一，各有關(guān)部門都非常重視，希望能按期建成投入使用。

如果工程不能按期完工，整個(gè)下游河涌整治的成果都將大打折扣，對相關(guān)政府部門和企業(yè)的信譽(yù)也都將帶來不良的社會影響［1］。但由于前期征地拆遷等工作的拖延，建設(shè)工期嚴(yán)重滯后，待到完成拆遷并全面施工，地下泵房和附屬管理房的工期僅剩不到1 a，中間還有傳統(tǒng)的春節(jié)假期和南方每年春季多雨天氣的影響，要在這么短的時(shí)間內(nèi)完成土建、地面綠化、設(shè)備安裝調(diào)試以及試運(yùn)行是個(gè)十分巨大的挑戰(zhàn)，施工工期相當(dāng)緊張［2］。為了減小拆遷對進(jìn)度的影響，只能對土建的設(shè)計(jì)方案和施工組織進(jìn)行優(yōu)化，在確保安全及質(zhì)量的前提下壓縮工期，采用有利于加快工程進(jìn)度的工藝。

不同于鉆孔或沖孔施工將巖土攪碎后通過排出泥漿返上地面，旋挖樁機(jī)施工時(shí)是靠底部帶有活門的筒式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土，并直接將其裝入鉆斗內(nèi)提升運(yùn)至地面，無需將巖土攪碎后靠泥漿返出孔外，取土及棄土都比較容易，因此旋挖成孔的一個(gè)很重要的優(yōu)勢就是成孔速度快。

本工程基坑支護(hù)所采用的支護(hù)樁直徑為1 000 mm，樁長約18 m，總樁數(shù)為210 根，由于場地比較狹窄，不適宜采用多臺鉆機(jī)同時(shí)進(jìn)場施工，因此從施工工期的角度考慮，采用成孔速度快的旋挖樁是非常有利的。

3.1.2 噪音和震動小，環(huán)境污染小

本工程位于鬧市居民區(qū)，南側(cè)為6 層的小學(xué)教學(xué)樓，東側(cè)為一排舊老民居，如果采用鉆孔或沖孔成孔，會對周圍的民居和學(xué)校造成較大的噪音，影響居民和學(xué)校師生的生活;更為重要的是，這兩種成孔方式會產(chǎn)生較大的震動，東側(cè)的部分民房已經(jīng)非常破舊，稍大的震動都極容易造成這些民房外墻批蕩和室內(nèi)天花的脫落［3］。旋挖樁機(jī)施工的噪聲主要來自機(jī)身發(fā)動機(jī)的聲音，噪聲及震動都很小，特別適合在市區(qū)或居民區(qū)使用。同時(shí)由于旋挖樁成孔時(shí)不用靠泥漿帶出渣土，因此泥漿的用量小，可以減小對周邊環(huán)境的污染。因此，從減小噪音和震動以及環(huán)境污染的角度考慮，在本工程中使用旋挖樁也是非常有利的。

3.2 應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的一些問題

雖然旋挖樁在本工程基坑支護(hù)的應(yīng)用中取得了良好的效果，但是，在應(yīng)用過程中，尚應(yīng)根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行綜合的比較分析，首先是應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)性的比較。

眾所周知，旋挖樁在推廣過程中最大的障礙就是設(shè)備價(jià)格昂貴，造成施工成本與其他成孔方式相比較高，市場競爭力較差。雖然經(jīng)過近年來的快速發(fā)展，中國自主品牌的旋挖鉆不斷發(fā)展壯大，在國內(nèi)旋挖鉆機(jī)市場中占的份額也越來越大，到目前國內(nèi)工程中使用的旋挖鉆機(jī)大多已是國產(chǎn)的，但由于核心部件和很多關(guān)鍵元器件對進(jìn)口的依賴性依然很大，這也使旋挖鉆機(jī)設(shè)備相對于其它成孔設(shè)備的價(jià)格依然較高［4］。

但是在另一方面，由于旋挖樁施工的速度快、效率高，可以節(jié)約機(jī)械臺班和工人人工，同時(shí)由于泥漿的用量較少，可以減少余泥的清運(yùn)。

因此，使用過程中應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目自身的資金情況，項(xiàng)目工期和合同約定的獎(jiǎng)罰情況等進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合工程的特點(diǎn)充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，才能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

其次，本工程的施工過程中，由于上部雜填土較厚，加上地下水位較高，在旋挖樁的成孔過程中雖然已采用泥漿護(hù)壁，但基坑開挖時(shí)發(fā)現(xiàn)部分樁在這一土層有塌孔的現(xiàn)象，部分樁在雜填土段的樁成形較差，有外擴(kuò)現(xiàn)象，既造成了混凝土用量的增加，外擴(kuò)出來的混凝土塊又影響后來的基坑開挖和主體施工［5］。

因此，旋挖樁在填土層中施工要適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度，盡量多轉(zhuǎn)少鉆，增強(qiáng)護(hù)壁的效果，減少塌孔和縮孔的現(xiàn)象。

4 結(jié) 論

旋挖鉆機(jī)性能好、效率高，且污染小，在公路、鐵路、橋梁的樁基礎(chǔ)工程中具有明顯的優(yōu)勢。但由于設(shè)備價(jià)格昂貴，限制了其在民用建設(shè)等領(lǐng)域的推廣，隨著國內(nèi)旋挖鉆機(jī)設(shè)備研發(fā)的發(fā)展，旋挖樁的優(yōu)勢不斷被挖掘，只要我們能夠結(jié)合旋挖樁的特點(diǎn)和工程的實(shí)際情況，揚(yáng)長避短，旋挖樁在基坑支護(hù)等領(lǐng)域應(yīng)用也能取得良好的效果。

［1］張啟君. 國內(nèi)旋挖鉆機(jī)的現(xiàn)狀與施工技術(shù)點(diǎn)［J］. 交通世界，2005(07):37－40.

［2］趙金詳. 淺析旋挖樁機(jī)施工的優(yōu)缺點(diǎn)［J］. 西部探礦工程，2010(04):108－109.

［3］馬建輝. 淺談旋挖樁工藝在廣州地區(qū)的應(yīng)用和發(fā)展前景［J］. 建材與裝飾:下旬刊，2008(05):297－298.

［4］黎永祺. 旋挖樁施工中常見技術(shù)問題及對策分析［J］. 現(xiàn)代裝飾:理論，2011(07):126.

［5］張洋. 旋挖樁施工當(dāng)中常遇的技術(shù)問題與解決對策［J］.中華建設(shè)，2012(04):199－200.