旋挖鉆機施工方法及設備的具體應用

摘要：隨著北京市經濟的快速發展，建筑越建越高和交通立體化程度越來越高，這就對建筑、橋梁的基礎提出了更高的要求。為了改善地層的承載能力，增強建筑、橋梁的穩定性，鉆孔灌注樁在建筑、橋梁基礎中使用日益增多。

旋挖鉆孔灌注樁技術被譽為“綠色施工工藝”，其特點是工作效率高、施工質量好、塵土泥漿污染少。其方法是利用國際先進設備——旋挖鉆機施工，自動定位，垂直旋孔，成孔質量好。此方法自動化程度和鉆進效率高，鉆頭可快速穿過各種復雜地層，在樁基施工特別是城市樁基施工中具有非常廣闊的前景。

關鍵詞：旋挖鉆機;鉆孔灌注樁;泥漿

1.工程概況

1.1概況

擬建中央電視臺新臺址建設工程A標段樁基、土方工程（以下簡稱本工程）位于北京市朝陽區東三環中路32號，光華路與東三環路交界處的CBD中央商務區。該工程包括CCTV主樓、服務樓及室外工程。

樁基參數如下：

樁徑：0.8m、1.2m

樁長：26～35m

樁數：直徑1200樁共計658根;直徑800樁共計79根。

1.2工程地質條件

擬建場地位于北京市區東部，場地地勢比較平坦，地面標高37.83m～39.42m。地貌條件為：場地位于永定河沖洪積扇中下部，第四紀地層厚度約160m，沉積土層為粘性土、砂土和碎石土交互沉積。前期的基坑土方開挖已實施完成，目前基坑內各區段場地標高為16.20～18.90m。

2.旋挖鉆機及其施工工藝

2.1鉆孔設備簡介

BG-18型鉆機是德國寶峨天律公司組裝的旋挖鉆機，采用90%進口件，上車部分為常州現代挖掘機上車。具有功率大，鉆孔速度快，自動化程度高，移動靈活方便，定位準確，節約勞動力，生產安全，工作方便，環保性能好，噪聲小，工作效率高，節約時間，降低施工成本的特點，是目前同等設備中較好的一種新型旋挖設備。

鉆機主要性能參數：

鉆桅高度：20.811m

鉆孔最大直徑：1800mm

鉆孔深度：51m

工作重量：70噸

動力頭最大轉速：36rpm

扭矩：176KNM（30MPa系統壓力時）

主卷揚單繩拉力：160KN（30mpa系統壓力時）

主卷揚最大提升速度：80m/min

油缸加壓/起拔力：200/250KN

kelly鉆桿：φ359mm，長48m（磨擦鉆桿）

2.2施工工藝

采用旋挖鉆機取土成孔，成樁工藝：定樁位→埋護筒→注泥漿→鉆進取土→一次清孔→放鋼筋籠→插入導管→二次清孔→砼灌注→后壓漿。

3.施工中質量控制

本文結合本工程在對鉆進質量有影響的幾個方面進行了總結，以便于能在以后的施工工程中進行參考和指導。

3.1護筒的埋護

本工程現場基坑在前期已經進行了上部土方的施工，施工作業面地層為沙層，對旋挖鉆機成孔有很大影響，孔口容易坍塌，所以專門定制高4m、厚10mm、直徑φ1.4m的護筒。

3.2泥漿的制備使用

在鉆孔灌注樁的施工過程中，為了防止坍孔，穩定孔內水位及便于懸浮鉆碴，采用澎潤土制備成泥漿進行護壁。泥漿的重要的參考參數主要有兩個：粘度和比重。

泥漿作為成孔過程的穩定液，在孔壁處形成一薄層泥皮，使水無法從內向外或從外向內跟泥漿進行置換，保證孔壁的穩定，在這方面泥漿的粘度是決定因素。同時泥漿粘度增大可以增強泥漿的懸浮能力，增長卵礫石、砂在泥漿中的懸浮時間，避免沉渣的過快產生。所以應該根據工程的地質情況，強調整泥漿配比，控制泥漿粘度，增加粘性及潤滑感，適當添加處理劑增強絮凝能力是重要的，能夠確保護壁泥皮的厚度及強度和泥漿的懸浮能力。

因此要充分發揮泥漿的作用，其指標的選取是非常重要的。這就要求在實際工程的施工中，根據工程的具體情況，合理地控制泥漿指標。

3.3鉆進：

成孔前必須檢查鉆頭保徑裝置，鉆頭直徑、鉆頭磨損情況，施工過程對鉆頭磨損超標的及時更換。

成孔中，按試施工確定的參數進行施工，設專職記錄員記錄成孔過程的各種參數，如鉆進深度、地質特征、機械設備損壞、障礙物等情況。記錄必須認真、及時、準確、清晰。

鉆孔過程中根據地質情況控制進尺速度：由硬地層鉆到軟地層時，可適當加快鉆進速度;當軟地層變為硬地層時，要減速慢進;在易縮徑的地層中，應適當增加掃孔次數，防止縮徑;對硬塑層采用快轉速鉆進，以提高鉆進效率;砂層和卵石層則采用慢轉速慢鉆進并適當增加泥漿比重和粘度。

在提鉆過程中，鉆頭的底盤斗門必須保證處于關閉狀態，以防止鉆頭內砂土或粘土落入護壁泥漿中，造成沉渣和破壞泥漿的配比。每個工作循環嚴格控制鉆進尺度，避免埋鉆事故;同時應適當控制回轉斗的提升速度。施工實踐表明，φ1200mm的樁徑，升降速度宜保持在0.75～0.85m/s，提升速度過快，泥漿在回轉斗與孔壁之間高速流過，沖刷孔壁，破壞泥皮，對孔壁的穩定不利，容易引起坍塌。

當護筒埋設好后，灌入配好的泥漿液，開始加壓旋轉鉆桿及鉆頭，鉆進取土。當鉆頭內裝滿土后，將之提升上來。旋轉鉆機，將土棄于自卸車上運走，關閉鉆頭活門，轉回鉆頭至鉆進點，繼續鉆進。鉆孔過程中注意對孔內補充泥漿。鉆孔完成后，用清底鉆頭進行孔底沉渣的第一次處理，完成第一次清孔，并用測繩測定成孔深度。

4.結束語

鉆孔灌注樁的整個施工過程都是隱蔽工作，每道工序都必須從嚴要求，保證施工質量， 任何一道工序出現問題都將帶來嚴重的后果。因此，要保證鉆孔灌注樁的施工質量，必須選擇先進的設備，合格的施工人員，嚴格把握每道工序質量，現場指揮人員具有周密的組織協調能力，有高度的責任心，各部門全面配合，做到精益求精，才能保證結構工程質量。

綜上所述，在當前施工質量要求、環境要求和工期要求都越來越高的情況下，旋挖鉆機在樁基施工中發揮的作用會越來越大，將是北京市場上樁基施工中的主力軍。

作者簡介：紀東偉，男，1983.10，漢族，天津市薊縣，大專，助理工程師，研究方向：水工環地質

（北京市地質工程勘察院 ?北京 ?100048）