旋挖鉆機(jī)工藝在建筑樁基施工及效益分析

1、旋挖鉆機(jī)工藝在建筑樁基施工及效益分析摘要:樁基工程是現(xiàn)代建筑工程的基礎(chǔ)，保證其施工質(zhì)量具有重要意義。旋 挖鉆機(jī)是近幾年來建筑樁基施工中較先進(jìn)的一種施工方法，具有質(zhì)量好、速度快 的特點(diǎn)。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了旋挖鉆機(jī)成孔工藝、施工要點(diǎn)及常見問題及 處理措施，實(shí)踐表明，旋挖鉆機(jī)是一種理想的施工工藝。關(guān)鍵詞:建筑工程；旋挖鉆機(jī)；施工工藝；施工要點(diǎn)；問題；效益分析隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，在建筑工程中，樁基工程是建筑工程的基礎(chǔ)，其施工 質(zhì)量非常重要。旋挖鉆機(jī)由于成孔作業(yè)速度快、質(zhì)量好、效率高、泥漿污染少等 優(yōu)點(diǎn)，目前在建筑樁基礎(chǔ)施工中得到越來越廣泛的應(yīng)用。特別是在工期緊、工程 量大的工程施工中，其特點(diǎn)更為

2、明顯。木文就結(jié)合建筑工程實(shí)例，對其進(jìn)行探討。1工程概況某建筑工程，建筑總面積34242m2,地下2層、地上21層框架剪力墻結(jié)構(gòu), 基礎(chǔ)形式為混凝土灌注樁，樁徑800mm1200mm,單樁設(shè)計(jì)最大承載力91 ookn, 共設(shè)計(jì)橋110根，包括樁徑1200mm樁10根；1000mm樁71根；800mm樁29 根。樁身混凝土強(qiáng)度等級為c30,端承樁，以層中風(fēng)化泥巖為持力層，且要求 進(jìn)入持力層大于1. 5倍樁徑。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告樁底標(biāo)高約為一34. 00m 37. 00m。根據(jù)地質(zhì)工程勘察院 提供的巖土勘察報(bào)告，場地各地基土層自上而下的分布情況摘耍如下:朵填土:厚 度 2. 60m4. 10m。粘土:厚度

3、 2. 30m7. 30m；粉土:厚度 1. 00m8. 60m； 粉土:厚度0. 60m840m； h1砂:厚度1. 30m6. 80m；圓礫:厚度4. 30m 13. 30m；粉砂質(zhì)泥巖:厚度2. 00m4. 50m；粉砂質(zhì)泥巖:該層揭露最大厚度 為 5. 00mo2旋挖鉆機(jī)成孔工藝2施工設(shè)備zr-220a旋挖鉆機(jī)、泥漿泵（排污）、砂石泵（清孔） 12m3/min空壓機(jī)（二次 清孔）、混凝土輸送泵、反鏟挖掘機(jī)（裝運(yùn)泥渣及場地清理）、運(yùn)漿車（泥漿外運(yùn)）、 25t吊車（吊鋼筋籠、協(xié)助澆筑混凝土）、導(dǎo)管、護(hù)筒等。2.2施工工藝（1）樁基定位后，根據(jù)樁定位點(diǎn)拉十字線釘放四個控制樁，以四個控制樁為

4、基準(zhǔn)埋設(shè)鋼護(hù)套筒，筒高2im為保護(hù)孔壁，露出地面0. 3mo（2）成孔鉆機(jī)就位后，利用口動控制系統(tǒng)調(diào)整其垂直度，注入穩(wěn)定液后，進(jìn) 行鉆孔，該鉆機(jī)成孔時采用旋挖筒式鉆頭將地層中泥渣載入鉆斗挖出，口動顯示 筒滿后，捉升將土卸于一側(cè)，繼續(xù)開挖，邊挖邊補(bǔ)充穩(wěn)定液，保證在捉鉆后液而 始終高于護(hù)筒底面。成孔深度由鉆機(jī)自動顯示。(3) 成孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行清孔換漿工作。邊注邊抽，保證在孔底 500mm內(nèi)，穩(wěn)定液比重小于120,粘液不大于28s,砂率不大于4%時，才可 以提鉆傳到下一樁孔成孔(4) 安放鋼筋籠。為防止籠變形，將制作好的鋼筋籠綁上杉木桿，再將預(yù)制 的混凝土滾軸式定位輪綁于鋼筋籠上，控制保

5、護(hù)層，最后將壓漿管固定上，利用 吊車將其吊入孔內(nèi)。為防鋼筋上浮，將鋼筋籠與護(hù)筒焊牢。(5) 安裝導(dǎo)管。利用吊車將導(dǎo)管放入，導(dǎo)管直徑、氏度應(yīng)與孔深配套，管距 孔底0. 3m,初灌量應(yīng)保證混凝土擴(kuò)散后，導(dǎo)管埋入深度不小于ln),為防止混 凝土與穩(wěn)定液混合，在灌注混凝土前，用充氣球膽浮于管內(nèi)。待澆筑混凝土后上 提導(dǎo)管的同時，球膽浮于管外，取出重復(fù)使用。(6) 二次清孔。采用氣舉反循環(huán)法。氣舉反循環(huán)清孔是利用空壓機(jī)的壓縮空 氣，通過風(fēng)管(水管)送至孔內(nèi)氣漿混合器，高壓氣與泥漿混合，在導(dǎo)管內(nèi)形成一 種密度小于泥漿的漿氣混合物，漿氣混合物因其比重小而上升，在導(dǎo)管內(nèi)混合器 底端形成負(fù)壓，下面的泥漿在負(fù)壓的作

6、用下上升，并在壓氣動量的聯(lián)合作用下不 斷補(bǔ)漿，上升至混合器的泥漿與氣體形成氣漿混合物后繼續(xù)上升，從而形成流動, 因?yàn)閷?dǎo)管的內(nèi)斷面積大大小于導(dǎo)管外壁與樁壁間的環(huán)狀斷面積，便形成了流速、 流量極大的反循環(huán)，攜帶沉渣從導(dǎo)管內(nèi)反出，從而起到極好的清孔效果。(7) 水下澆筑混凝土。每注入一管混凝土，利用吊車向上拔管，每提0. 3m 反插一半，保證混凝土的擴(kuò)散和密實(shí)。如此循環(huán)，直至頂而。3施工要點(diǎn)(1) 護(hù)筒埋設(shè)。護(hù)筒既保護(hù)孔口壁，又是鉆孔的導(dǎo)向，所以護(hù)筒的垂直度一 定要保證。為防止后壓漿時跑漿，護(hù)筒周圍土要夯實(shí)，最好粘土封口。(2) 對穩(wěn)定液(泥漿)要求。控制泥漿的比重在1. 051. 10之間，粘度在

7、18s 25s,含砂率小于6%,本工程采用重量配合比為:膨潤土 ：火堿：水=(68)： (0. 50. 7) : 100o定期測試穩(wěn)定液的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，出現(xiàn)問題及時解決。(3) 孔底沉淤控制。旋挖鉆斗的切削、提升上屑的機(jī)理與常見冋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的正、 反循環(huán)成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通過鉆斗把孔底原狀土切削成條 狀載入鉆斗提升出土，后者是通過鉆頭把孔底原狀土打碎曲泥漿循環(huán)帶出土面。 前者底部面緩，鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高對土的擾動很小，沒有聚淤漏斗，所以耍加強(qiáng)穩(wěn)定 液的管理，控制固體含量，捉高粘度，防止快速沉淀；還要控制終孔前兩鉆斗的 旋挖量。(4) 復(fù)測孔深及穩(wěn)定液比重。為保證灌注樁質(zhì)量，澆筑混凝土而

8、，一要檢查 孔底泥漿的比重是否小于120,否則采取換漿處理；二要檢查孔的深度，判斷 是否有孔壁坍塌現(xiàn)彖，若有用旋鉆機(jī)清孔，達(dá)到設(shè)計(jì)深度后方可安裝導(dǎo)管。(5) 對導(dǎo)管的要求。導(dǎo)管在使用前必須作密封性檢查，接頭嚴(yán)密，不漏水、 不漏漿。導(dǎo)管上料斗的體積，由樁徑、樁長和導(dǎo)管埋入混凝土中的深度來確定， 料斗體積應(yīng)大些為好，首批澆筑混凝土的量不小于1. 6m3o(6) 澆筑混凝土的要求?；炷翍?yīng)連續(xù)澆筑，屮間不得停頓。由于樁內(nèi)混凝 土不能振搗，主要靠混凝土的自重壓密和混凝土的流動成型，必須控制好配合比、 澆筑速度，以確?；炷恋馁|(zhì)量。隨時檢查混凝土的坍落度，坍落度應(yīng)控制在 16cm 20cm 之j'

9、;可。(7) 由于混凝土澆筑到頂吋?xì)埩裟酀{會與混凝土混合，則實(shí)際樁頂標(biāo)高至少 應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高0. 5m(浮漿層)，最后機(jī)械破樁頭處理。4常見質(zhì)量問題處理4.1塌孔 主要原因由于旋挖鉆孔不存在泥漿循環(huán)，護(hù)壁較薄，加之泥漿比重不穩(wěn)定，添加穩(wěn)定 液的塑料管口直接對著土層沖刷。 處理措施嚴(yán)格控制穩(wěn)定液的重量配合比，確保計(jì)量準(zhǔn)確，誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。改正添 加穩(wěn)定液的方法，使其管口直對護(hù)筒壁添加。4.2鋼筋籠變形 主要原因鋼筋籠較細(xì)長，鋼筋塑性變形所致。 處理措施利用48腳手架鋼管加固。4.3樁基位移主要原因采用直角坐標(biāo)，兩個經(jīng)緯儀同時測量誤弟比較大；夜間挖土，能見度低。處理措施改進(jìn)測量方法，用全站儀的極

10、坐標(biāo)方法測量；加強(qiáng)照明度。5旋挖鉆機(jī)實(shí)際施工效益分析5.1施工效果根據(jù)旋挖鉆機(jī)實(shí)際完成的鉆孔樁，可統(tǒng)計(jì)出以卜數(shù)據(jù)：(1) 混凝土充盈系數(shù):1. 121. 25,平均充盈系數(shù)1. 18；(2) 成孔效率:孔深27. 5m325m,平均成孔時間(包括洗孔)約4. lh/樁孔, 每天可完成4根5根樁孔作業(yè)；(3) 成樁質(zhì)量:本工程抽取3根樁進(jìn)行自平衡測法檢查單樁承載力試驗(yàn)，全數(shù) 進(jìn)行低應(yīng)變動測法來檢查成樁質(zhì)量。檢測結(jié)果:樁的完整性、承載力、孔底沉渣 均滿足設(shè)計(jì)要求。從充盈系數(shù)及沉渣情況可知旋挖鉆機(jī)鉆孔的孔壁是穩(wěn)定的，本工程施工難點(diǎn) 孔壁穩(wěn)定性問題得到了有效解決，同時施工工效和質(zhì)量也得到了有效解 決。5.2成木比較用旋挖鉆機(jī)和目前最常用的gpf-200型反循環(huán)成孔鉆機(jī)來做比較。據(jù)統(tǒng)計(jì), gpf-200型鉆機(jī)平均成孔時間(包括洗孔)約40h/樁孔45h/樁孔，平均充盈系數(shù) 為 1. 23o表1是兩種成孔工藝的成孔成本情況，從表1可知，旋挖鉆機(jī)成孔成本僅比 gpf-200型鉆機(jī)高5%左右，但其成孔效率是gpf-200型鉆機(jī)的10倍以上。表1旋挖鉆機(jī)成孔gpf-200型鉆機(jī)成孔比較表6結(jié)語實(shí)踐表明，該工程應(yīng)用旋挖鉆機(jī)施工技術(shù)，確保了工程進(jìn)度和質(zhì)量，且樁基 檢測全部達(dá)到優(yōu)良，取得了很好的