旋挖鉆孔灌注樁在土巖結合地區施工方法分析

崔 寶 峰

(山西機械化建設集團有限公司，山西 太原　030009)

目前階段，旋挖樁逐漸發展成現代樁基施工工藝，在公路、鐵路以及橋梁等基礎樁的施工中被廣泛應用。對于旋挖鉆孔灌注樁成孔作業而言，要綜合考慮土層和巖層本身的強度特性，選擇使用鉆機、鉆進方式與鉆頭完成鉆孔施工作業，使得成孔的時間得以縮短，施工人員與機械設備工作效率明顯提高，在多個方面獲得了可觀經濟效益。

1　工程項目概況研究

某市2017年A區項目位于城市A區的某村莊，沿著主要道路方向，與城市東三環相距2 km左右，與東繞城高速的距離約為800 m。項目中包含了高層住宅、幼兒園、集中商業與配套服務設施，同時建設了地下車庫。

2　旋挖鉆機與配件選擇使用

2.1　合理選擇旋挖鉆機

在該工程項目中，土層部分主要是黏土，將旋挖機應用其中具有一定的可行性，而且成孔的時間并不存在明顯的差異。巖層部分主要涵蓋了泥質灰巖、礫石與礫巖。型號不同的旋挖機性能特征也不同，以三一Sr250r旋挖機為例，實際應用已經達到三年，保養效果理想，且設備外觀良好[1]。該旋挖機的鉆進相對容易，而且在時間方面的差距不大。每鉆進1 m大概是35 min～45 min，進尺的難度較大。而每鉆進50 cm，大概需要45 min～50 min，進尺困難。通常來講，進尺時間超過1 h，實際的進尺只有幾公分，甚至不進尺。以三一Sr280r旋挖機為例，應用的時間超過三年，保養效果不理想，且機械設備的外觀破舊。鉆進較為簡單，且時間方面的差距不大。進尺1 m需要的時間在10 min～20 min，相對容易。如果進尺50 cm，大概需要23 min～28 min，并不存在不進尺亦或是進尺較少的情況。

通過對以上兩種不同型號旋挖機的性能與現場施工狀況對比和比較可以發現，三一Sr250r旋挖機在此工程項目土巖結合地質條件下應用會相對吃力。將三一Sr250r旋挖機作為標準，當多方條件都允許的情況下，盡可能選擇使用三一Sr280r旋挖機或者是以上的旋挖機。圖1為Sr250r旋挖機，圖2為Sr280r旋挖機。

2.2　合理選擇配件鉆桿

通常來講，旋挖鉆機鉆桿主要包括兩種類型，即摩阻式與機鎖式。前者借助鉆桿鍵條間摩擦力而形成鉆壓，并在鉆進的過程中不斷加壓，并不需要確定加壓點，在提鉆桿的時候也無需解鎖，實際操作相對便捷，最常應用在軟底層，鉆進的過程中，實際的效率偏高。而后者則借助鉆桿各層間加壓點。在對接的基礎上，向孔底鉆具傳送動力頭加壓力，進而產生鉆壓[2]。這種類型的旋挖鉆機鉆桿在實際鉆進的過程中，必須要保證各層加壓點對接才可以形成最大鉆壓，而在提鉆桿的時候要事先解鎖，速度相對緩慢，最常應用在硬地層當中。對不同類型鉆桿技術的鉆桿性參數進行總結和歸納，詳見表1。

根據表1中的參數，與地勘報告結果相互結合，最終決定選擇使用機鎖式鉆桿。

2.3　合理選擇鉆斗齒類

表1　不同類型鉆桿技術特性參數

第一，斗齒。通常被應用在土層中鉆進，其齒刃相對鋒利，而且切削的速度較快，但不適用在硬地層的條件下。

第二，截齒。屬于入巖鉆齒，其耐磨合金點能夠為巖石提供必要的加壓力，確保巖石有效破碎。

第三，牙輪齒。在超硬巖鉆進中具有一定的適用性，將巖石碾壓破碎。在牙輪自轉的作用下，使入巖振動得以減小，而多耐磨合金刀能夠有效地延長實際的使用壽命。

第四，寶峨齒。較之于斗齒而言，寶峨齒相對粗壯，不容易掰斷，一般適用在直徑較大的土斗當中，在中小顆粒礫石鉆進當中具有一定的可行性。

綜合考慮該項目施工現場的地質狀況以及地勘報告，因地質條件屬于土巖結合，使用斗齒雖然在鉆進土層中效果理想，但在較硬巖層中應用效果卻差強人意。若多次轉變鉆齒，會直接影響成孔的施工進度，而選擇使用多備鉆斗，則會對鉆斗使用率產生負面作用。如果使用寶峨齒，在鉆進小顆粒礫石或者是軟巖的時候能夠取得可觀成果，但在硬巖層中的使用效果并不理想。剩余齒類應用于相同旋挖機中，在鉆桿、鉆斗相同的情況下，實際的進尺時間相差并不明顯。然而，鉆齒的價格差異明顯，所以最終決定使用經濟性較明顯的截齒[3]。

在現場鉆孔施工的過程中發現，截齒和鉆斗相互配合，能夠有效地穿透土層，同樣能夠鉆進巖層，與土巖結合地質條件的施工作業需求相適應。

2.4　合理選擇鉆斗

2.4.1鉆斗

第一，雙底雙開撈砂鉆斗。這種類型的鉆斗在大部分土層中都具有適用性，在切削與擠壓的作用下進入到土層當中，并向鉆斗內部壓入土體。隨后，將進土口的斗門關閉，鉆斗被提出以完成卸土。

第二，分體式鉆斗。這種類型的鉆斗，因其兩側的進土口尚未設置出斗門，所以在提升鉆斗的時候，細砂、淤泥以及粉土類的土體很容易進入到孔內部，所以一般情況下可以應用在可塑性較強且較硬的粉質粘土土層當中。

第三，單底撈砂斗。這種鉆斗，其鉆斗和雙底撈砂鉆斗的功能大致相同，而最獨特的優點就是設置了側進土口，并不需要反鉆關斗門，所以在鉆進土層的時候，實際的效率相對較高。

2.4.2礫石不同鉆斗的選擇

第一，如果礫石層的粒徑不大，可以選擇使用雙底雙開撈砂鉆斗，以緩慢的速度鉆入。如果礫石層的粒徑較大，則要選用分體式鉆斗鉆進。

第二，如果泥巖與砂巖等強度處于500 kPa～1 000 kPa，應選擇使用雙底雙開撈砂鉆斗。

第三，針對風化嚴重的硬巖層，盡量使用入巖桶鉆，結合研磨式的鉆進方式完成作業。

在實際鉆孔作業的過程中，應綜合考慮項目地質狀況，對進尺的速度進行控制。針對硬向軟地層的鉆進，可以適當地增加鉆進的速度。而在軟向硬地層鉆進的過程中，則需要適當地減慢鉆進的速度。如果是砂層，應選擇使用緩慢的轉速，合理地鉆進，同時要適度提高泥漿粘度以及比重。

3　土巖結合地區中旋挖鉆孔灌注樁的施工效果分析

結合土層和巖層強度的性質，選擇使用多種不同鉆機、鉆頭、鉆進方式與鉆斗展開鉆孔施工作業，有效地縮減了成孔的施工時間，而且工作質量與效率明顯提高。另外，在成樁施工作業的過程中，同樣可以實時地把握并控制工程樁的質量，規避質量問題的發生，保證工程樁優良率得以增強，而且成本、施工質量與進度的經濟效益顯著提升。

4　結語

在該工程項目施工建設的過程中，旋挖鉆孔灌注樁的應用具有一定的適用性，且針對性較強，特別是土巖結合的地質條件。而對于成孔的方式，選擇適用了旋挖機的干濕作業成孔灌注樁施工方式。對于成孔施工作業，綜合考慮土層和巖層強度特點，選用適應的方式完成鉆孔施工，減少成孔施工時間，經濟效益明顯。最重要的是，能夠實時控制工程樁的質量，規避了后期的質量問題，工程樁的施工質量得以提升，具有一定的推廣價值。

參考文獻：

[1]王家華,譚渡彬,陳益民.高回填區域機械旋挖鉆孔灌注樁施工技術[J].混凝土與水泥制品,2013(2):35-38.

[2]丁陳陽.旋挖鉆孔灌注樁樁底沉渣超標施工工藝[J].建筑工程技術與設計,2017(8):1192.

[3]徐金祥.建筑工程旋挖鉆孔灌注樁施工實例應用探討[J].城市建筑,2017(2):102.

[4]楊聯鋒,劉成博.跨江特大橋旋挖鉆孔灌注樁入海口水上施工實踐[J].探礦工程——巖土鉆掘工程,2017(9):89-92.