旋挖鉆孔灌注樁在秦皇島站區(qū)改造工程中的應(yīng)用及效果分析

周強(qiáng)

摘要：旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)被譽(yù)為“綠色施工工藝”，其特點(diǎn)是工作效率高、施工質(zhì)量好、塵土泥漿污染少。與傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)鉆成孔相比，由于傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)鉆成孔本身及鉆孔工藝的原因，其鉆進(jìn)效率、施工質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)及施工安全都存在明顯的劣勢(shì)。因此是近幾年國(guó)內(nèi)得到大力推廣使用的一種較先進(jìn)的樁基施工工藝，廣泛應(yīng)用于我國(guó)的公路、鐵路、橋梁和大型建筑的基礎(chǔ)樁施工。本文合工程實(shí)例分析了與傳統(tǒng)的鉆孔工藝在設(shè)備性能、成孔工藝方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

Abstract： The rotary drilling technology is known as the "green construction technology"， which is characterized by high efficiency， good quality of construction， less pollution of dust and mud. Compared with the traditional rotary drilling， the drilling efficiency， construction quality， environmental protection and construction safety of the drilling efficiency， environmental protection and construction safety are obviously disadvantage compared with the traditional drilling technology. Therefore， in recent years， the country has been vigorously promoting the use of a more advanced pile foundation construction technology， widely used in our country's highway， railway， bridge and large construction of the foundation pile construction. In this paper， an engineering example is analyzed and the technical and economic advantages of traditional drilling technology in equipment performance and hole forming process are analyzed.

關(guān)鍵詞：旋挖鉆孔灌注樁；成孔工藝；效果

Key words： rotary drilling cast-in-place pile；hole forming process；effect

中圖分類號(hào)：U443.15+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）08-0136-03

0 引言

由于傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)鉆成孔成孔速度慢，效率低，用水量大，泥漿排放量大，污染環(huán)境，擴(kuò)孔率較難控制等弊端在當(dāng)前工程樁基施工中逐漸被旋挖鉆孔灌注樁代替。旋挖鉆機(jī)是一種多功能灌注樁成孔機(jī)械，能夠自動(dòng)調(diào)整桅桿垂直度和自動(dòng)計(jì)量鉆孔深度。旋挖鉆孔施工是依靠鉆桿和鉆斗的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)鉆斗自重和液壓設(shè)備的輔助使土屑裝滿鉆斗并提升鉆斗出土。通過(guò)鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置換護(hù)壁，反復(fù)循環(huán)而成孔。吊裝鋼筋籠、灌注混凝土、后壓漿等同其他水下鉆孔灌注樁工藝。其高效的特點(diǎn)可以解決一些工程工期短、場(chǎng)地狹窄、施工用電不足、可容納的施工設(shè)備數(shù)量有限的矛盾，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備數(shù)量，降低了施工管理難度、提高了施工效率，而且工程質(zhì)量和工期更有保證。這套工法鉆孔自動(dòng)化水平高，鉆孔質(zhì)量好，作業(yè)進(jìn)度快，能適應(yīng)各類地層的鉆孔作業(yè)要求，特別是對(duì)城市樁基的施工效果顯著。

1 旋挖樁機(jī)施工的優(yōu)點(diǎn)

1.1 鉆進(jìn)效率高

傳統(tǒng)鉆機(jī)根據(jù)不同的移動(dòng)方式可分為平臺(tái)式、液壓步履式、滑撬式、牽引式等幾類，大多在外部設(shè)備的輔助下實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，工效非常低。與傳統(tǒng)鉆機(jī)相比，施挖鉆機(jī)從工效上就頗具優(yōu)勢(shì)。旋挖鉆機(jī)可裝配在自動(dòng)行走的履帶式底盤上，通過(guò)履帶行走實(shí)現(xiàn)在樁位之間的快速移動(dòng)，利用鉆機(jī)的動(dòng)力下井口護(hù)筒，鉆進(jìn)時(shí)鉆桿可自動(dòng)伸縮，無(wú)需重復(fù)拆裝。所以說(shuō)，旋挖鉆機(jī)自動(dòng)化作業(yè)水平高，而且不用其他機(jī)械輔助作業(yè)，作業(yè)效率高。

1.2 鉆進(jìn)精度高

在液壓控制和電器系統(tǒng)，采用的是“總功率變量+恒功變量+負(fù)荷傳感系統(tǒng)+電液伺服控制”，鉆機(jī)可根據(jù)地層軟硬程度自動(dòng)調(diào)整扭矩和鉆速比例，以保持較高的鉆進(jìn)效率。鉆機(jī)底盤裝有自動(dòng)整平裝置，可“微動(dòng)”和伸縮。鉆孔深度和鉆塔垂直度由安裝在駕駛室中的桅桿垂直度儀進(jìn)行自動(dòng)控制，以確保鉆機(jī)準(zhǔn)確就位并自動(dòng)調(diào)整好垂直度。操作員可在鉆進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)查看鉆機(jī)的作業(yè)情況，以確保成孔狀態(tài)達(dá)到施工要求。

1.3 場(chǎng)地適應(yīng)性好

首先，施工所需動(dòng)力由本身所帶的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供，無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)提供大容量的變配電設(shè)施，在小型發(fā)電機(jī)組的配合下就可施工。其次，對(duì)地層的適應(yīng)性較廣，既適用于粘性土，也適用于砂性土，還適用于強(qiáng)度不高的風(fēng)化巖。第三，從施工場(chǎng)地來(lái)講，不需要提供較大的工作面就可工作，這一特性非常適合城市狹窄場(chǎng)地施工。

2 旋挖鉆孔灌注樁在秦皇島站區(qū)改造工程中的應(yīng)用

2.1 工程概況

秦皇島站區(qū)改造1號(hào)樓工程，設(shè)計(jì)為鉆孔樁基礎(chǔ)，樁數(shù)為225根，樁長(zhǎng)12.55m，樁徑Φ600mm。混凝土強(qiáng)度為C35，單樁承載力設(shè)計(jì)值1200kN。鋼筋布置8Φ14，Φ6@100/200螺旋箍筋。

2.2 地質(zhì)情況

本工程地基分層為：（一）雜填土（4.3-7.9m厚）；（二）粗沙礫（0.6-4.3m）強(qiáng)風(fēng)化泥巖；（三）沙質(zhì)粘性土（1.9-2.1m）；（四）混合花崗巖全風(fēng)化（0.9-1.4m）；（五）混合花崗巖強(qiáng)風(fēng)化（10m）；樁持力層為強(qiáng)風(fēng)化內(nèi)1.0m以上。（詳見(jiàn)《巖土工程勘察報(bào)告》。

2.3 工期及施工進(jìn)度計(jì)劃

每機(jī)每?jī)商焱瓿?根，施工準(zhǔn)備十五天，共30天。

2.4 施工工藝

本工程樁基采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑有？準(zhǔn)600mm，主要采用旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)/泥漿護(hù)壁成孔、導(dǎo)管法澆筑砼成樁工藝。

2.4.1 施工準(zhǔn)備

施工前應(yīng)作場(chǎng)地查勘工作，對(duì)防礙施工或?qū)Π踩僮饔杏绊懙脑O(shè)施，應(yīng)先作清除、移位或妥善處理后方能開(kāi)工。

施工前應(yīng)做好場(chǎng)地平整工作，對(duì)不利于施工機(jī)械運(yùn)行的松軟場(chǎng)地，必須采取有效的措施進(jìn)行處理。場(chǎng)地要采取有效的排水措施。施工用的臨時(shí)設(shè)施準(zhǔn)備就緒，設(shè)置泥漿池和沉淀池。

測(cè)量放線，定出樁位基準(zhǔn)線、水準(zhǔn)基點(diǎn)，并妥加保護(hù)，施工前已復(fù)核樁位。

選擇和確定樁機(jī)的進(jìn)出路線和成孔順序，做好技術(shù)交底。

施工機(jī)械性能必須滿足成樁的設(shè)計(jì)要求。

2.4.2 操作工藝

①工藝流程：

其工藝流程如圖1所示。

②樁位放線：

場(chǎng)地平整后放線定樁位，定位后要在每個(gè)樁位中心點(diǎn)打入一根？準(zhǔn)16×500mm的鋼筋或竹簽做樁位標(biāo)記。樁位放線后會(huì)同有關(guān)人員對(duì)軸線和樁位進(jìn)行復(fù)核。軸線和樁位經(jīng)復(fù)核無(wú)誤后才可施工。

③設(shè)置泥漿池及泥漿制備：

根據(jù)平面布置挖設(shè)泥漿池，用鐵桿把泥漿池四周圍護(hù)好，做好安全防護(hù)。

泥漿有保護(hù)孔壁和排渣的作用，泥漿質(zhì)量應(yīng)以不塌孔并達(dá)到有效排渣為目的為原則。

在施工中應(yīng)做好泥漿的日常維護(hù)管理，經(jīng)常測(cè)定泥漿的比重、粘度、及含砂率。清孔后及灌注砼前泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)要達(dá)到有關(guān)的設(shè)計(jì)、規(guī)范要求。達(dá)不到要求的泥漿作廢漿，用車?yán)龉さ亍?/p>

④成孔：

根據(jù)護(hù)筒的大小及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況挖埋護(hù)筒，護(hù)筒應(yīng)高出地面≥30cm，護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑100mm，埋入土中深度在粘性土中不少于1m，在砂土中不少于1.5m，并應(yīng)保證孔內(nèi)漿面不低于護(hù)簡(jiǎn)頂0.3m。

3 旋挖鉆孔灌注樁的經(jīng)濟(jì)性分析

經(jīng)技術(shù)人員對(duì)旋挖鉆成孔與傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)鉆成孔兩種成孔工藝在其純工作時(shí)間內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)測(cè)定，進(jìn)行對(duì)比，得出表1所示結(jié)論。

4 旋挖鉆孔工藝的成本分析

跟蹤統(tǒng)計(jì)大量成孔過(guò)程，采用現(xiàn)場(chǎng)計(jì)時(shí)觀測(cè)與寫實(shí)記錄法，并考慮人工幅度差系數(shù)1.2和機(jī)械幅度差系數(shù)1.33（移位、就位、下護(hù)筒等輔助作業(yè)臺(tái)班），得出Φ1.2m內(nèi)、樁長(zhǎng)30m內(nèi)、粘性土地層的旋挖鉆孔成孔工藝的成本情況如表2。

以上折合每立方米成孔單價(jià)為66.8元/立方米。經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查，目前傳統(tǒng)鉆孔樁每立方米成孔單價(jià)市場(chǎng)價(jià)普遍在200元/立方米左右（含設(shè)備調(diào)遣、利潤(rùn)、及灌注費(fèi)用）。因此采用本工程采用旋挖鉆孔灌注樁工藝為工程項(xiàng)目節(jié)省了約30多萬(wàn)元的成本，取得非常好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

總結(jié)以上分析，旋挖鉆孔灌注樁工藝在設(shè)備性能、場(chǎng)地和地質(zhì)適應(yīng)性、環(huán)境效益、工程進(jìn)度和施工成本上與傳統(tǒng)鉆孔樁工藝相比均有較多的優(yōu)勢(shì)，尤其對(duì)于我們商業(yè)綜合體項(xiàng)目，工程進(jìn)度取得的經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)巨大的，從整個(gè)項(xiàng)目綜合考慮，采用旋挖鉆機(jī)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值顯然是顯而可見(jiàn)的。

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