旋挖鉆干挖孔法施工卵石含量較大土層的施工方法

舒兆亞 　韓碩

【摘要】旋挖鉆干挖孔技術是在已定孔位上反復旋挖鉆進，把渣掏出運走，直至鉆到設計孔深的一種施工方法，與傳統的沖擊或回轉鉆進、泥漿循環護壁成孔技術相比，無論從技術上還是設備上都表現出很大的優越性。本文結合旋挖鉆干挖孔技術在工程中的應用展開論述.

【關鍵詞】旋挖鉆干挖孔法；干挖法

一、操作法產生背景

中標揚州國際會展中心（三期）樁基工程設計采用鋼筋混凝土灌注樁基礎。樁基部分大致分為三個區域，一、三區為會展大廳部分，二區為塔樓部分。

鉆孔灌注樁共計1099 根，其中一、三區設計工程樁共947根，直徑700mm，樁長11米，樁尖持力層為⑤強風化含礫砂巖。

在認真研究設計圖紙、技術規范、地質勘探資料以及周邊環境后，進場一臺GPS300型回旋鉆機以及一臺旋挖鉆機進行施工試樁。試樁的結果顯示，GPS300型回旋鉆機在進入⑤強風化含礫砂巖時由于遇巖土層內所含堅硬礫石而鉆進困難，首根樁通過鉆頭磨碎礫石而施工至設計標高用時150個小時。旋挖鉆機鉆進順利，通過鉆頭斗齒切割土體，大小礫石也順利入斗，首根樁施工至設計標高用時4個小時。

根據地質資料、設計圖紙以及試樁的結果等，決定調整方案，采用鋼護筒護壁、旋挖鉆干挖孔作業施工該項目灌注樁。

二、技術原理及性能指標

因現場地下水豐富，地下水水位較淺，基本接近工地附近的明月湖常水位，現場表層的雜填土層及砂土層含水率豐富，砂土層埋深6～8米不等，針對該情況，擬準備30根10米左右的鋼護筒，采用450型振動機械手將鋼護筒穿透含水率豐富的砂土層，打入不透水層（粘土層），以達到隔絕地下水的目的。然后采用旋挖鉆機掏挖鋼護筒內土，直至挖至設計標高。

旋挖鉆干挖孔灌注樁工藝流程如下：測放樁位→打設鋼護筒→檢查樁中心軸線→機械就位→鉆孔→安放鋼筋籠和導管→灌注混凝土→成樁→拔出護筒。

三、技術的創造性與先進性

通過旋挖鉆干挖孔的實施，大大的提高了施工效率和施工質量，減少了環境污染，主要體現在以下幾個方面。

1、提高設備利用率、縮短工期；便于施工工序流水化。

2、改變鉆進土體方式，提高效率，減少能耗。

3、節約材料，降低成本；本方案的實施由于是干作業，孔內無泥漿，無需按水下混凝土配制，從而節約了混凝土的成本。

4、減少灌注樁施工通病，保證質量。本方案上部軟弱土層通過鋼護筒護壁，安全可靠。

5、樁身強度高；由于是干作業，孔內無泥漿，無需按水下混凝土配制，無需提高混凝土等級，所以強度將大幅度提高。

6、樁身承載力高；本方案中的樁身混凝土直接和孔壁接觸，使樁身混凝土與孔壁的接觸更加密實，可大幅提高樁身摩擦力。通過旋挖鉆的擴底鉆頭，可更大程度的提高樁端承載力，或在保證承載力的前提下減小樁身直徑，降低工程成本。

7、減少環境污染源，文明施工；本方案的實施可避免夜間施工，減小噪音和光線等污染，也實現“零”泥漿排放，安全環保。

四、技術的成熟程度，適用范圍和安全性

旋挖鉆干挖孔技術是在已定孔位上反復旋挖鉆進，把渣掏出運走，直至鉆到設計孔深的一種施工方法，與傳統的沖擊或回轉鉆進、泥漿循環護壁成孔技術相比，無論從技術上還是設備上都具有很多優點。

1）適用不同地質工程。只要配備不同鉆頭，即可用于對付沙層、土層、卵礫石、巖層等不同地質，不受地域限制；

2）適用各種樁基工程。除用于旋挖鉆進外，經簡單改裝后，還可用于長螺旋、地下連續墻等施工，適用范圍極其廣泛；

3）效率高。在一般土層，鉆進進度可達20-30米/小時。速度是傳統沖擊鉆機的幾十倍；而操作人員只需配備每臺班二至三人即可。

4）成孔質量高。由于采用內伸縮全導桿鉆進，能保證樁的垂直度，且樁徑誤差小，孔底殘渣量小。

5）機動性強，能獨立作業。鉆機的安裝、拆卸無需輔助設施來完成，且能適應復雜地形的工地。占用空間小，能靠墻操作。

6）安全、環保。由于設備自動化程度高，人員配備簡單，大大減少了工地意外事故的發生。同時，鉆機噪音低、污染小，已成為越來越多業主的指定施工設備。

7）使用方便、維修簡單。主要部件均為較為普遍的原產地部件廠家提供（如泵、發動機、馬達、減速機等），可直接得到原產地廠家的售后服務支持。同時，設備結構簡單，故障率極低。

五、應用情況、存在的問題及解決方案

1、應用情況

由于本方案在揚州國際會展中心（三期）樁基工程中的實施，在工期、效益、工程質量、環境保護等方面取得了很大的成功。

1）原合同工期150天，由于本方案的實施，實際工期57天完成1099根灌注樁的施工任務，為揚州地區類似工程的施工積累了寶貴的經驗。

2）由原合同工期150天減少為實際施工的57天，節約了項目管理成本約12萬。由于本方案的實施，實現無泥漿排放，減少泥漿池的砌筑、泥漿外運及處理約8800m3，節約成本約90萬元。

3）本工程經過樁基的靜載荷試驗、低應變檢測、混凝土取芯檢測等，全部滿足設計及規范要求，贏得甲方、監理、質量監督部門等高度評價。

4）旋挖鉆機挖出的渣土隨挖隨清，無泥漿運輸及排放，整個施工現場整潔有序無揚塵。

2、存在的問題

1）在旋挖鉆鉆進過程中，由于無泥漿護壁，極少部分樁孔在施工至孔底時出現塌孔現象。

處理：在干挖孔過程中，隨時觀測孔壁穩定情況，如出現塌孔跡象，暫停挖孔，向孔內回填黏土，用旋挖鉆頭分層擠實，回填至塌孔部位，然后向孔內注水（或注入泥漿）重新開挖。

2）少部分樁孔施工完成后，孔底出現積水現象。

處理：加快澆筑進度，安裝導管插至孔底采用排水法澆筑水下混凝土。

3）在施工至第⑤層巖土時遇大塊漂石。

處理：更換旋挖機鉆頭，使用抓斗鉆頭抓取大塊漂石，如漂石過大，采用短螺旋鉆頭鉆進取出。

結語：

旋挖鉆干挖孔法適用不同地質工程，各種樁基工程；具有效率高，成孔質量高，機動性強，安全環保等優點，但是在實際應用中還是會存在一些問題需要應變處理的，期待科技的進步帶來更先進的工程施工技術。

參考文獻：

[1]岳志才 . 旋挖機成孔特點及效益分析 [J]. 建筑工程技術與設計， 2015，（14） .

[2] 呂志強 . 旋挖鉆機在鐵路橋梁樁基施工中的應用 [J]. 山西建筑， 2013，（26） .