旋挖機在樁基施工中的應用

1、1、 前言 隨著我國公路橋梁建設(shè)的迅猛發(fā)展，鉆孔灌注樁施工在公路橋梁基礎(chǔ)中應用的越來越廣泛。旋挖鉆機在最近幾年的樁基施工中涌現(xiàn)出來的一種較為先進的施工方法，相比于回旋鉆、沖擊鉆，該法無論在時間、質(zhì)量及經(jīng)濟上都勝出一籌，且該法中的機頭可以更換，適合各種土質(zhì)情況。2、 工法特點 2.1運動性：傳統(tǒng)的鉆機在進行樁位間的移動時，需要牽引平臺、滑撬、液壓步履等甚至于挖掘機等，移動速度極為緩慢。旋挖機在這方面有明顯優(yōu)勢，因為旋挖機本身自帶履帶式底盤，它在行走時速度更快，到位率更高。 2.2準確性：旋挖鉆采用全電腦控制，自身調(diào)整各項技術(shù)指標,保證鉆機的孔位、垂直度、孔徑、孔深等各項技術(shù)指標全部達到規(guī)范和設(shè)計

2、要求。旋挖鉆機可根據(jù)地層的軟硬自動調(diào)整扭矩及鉆進比例，不必依賴操作手的經(jīng)驗。 2.3適應性：旋挖機除了弱風化巖層中不能進行施工，其余土質(zhì)均可以進行施工。 2.4效率性：旋挖鉆利用鉆機動力頭下埋井口護筒，鉆桿自動伸縮，鉆進過程中不用拆裝,節(jié)省了人力和加接鉆桿的時間，輔助時間少，自動化程度高，工效明顯提高。同直徑、長度、土質(zhì)的樁基，旋挖鉆施工所需的時間只是同回旋鉆的1/5左右。 2.5低碳性：旋挖鉆采取的是非水介質(zhì)取土，只需少量的泥漿護壁及清孔，且泥漿可以重復適用。取出的土體積僅為樁體積的1.1倍。3、 適用范圍 3.1本法適用于市政建設(shè)、公路橋梁及高層建筑 3.2本法適用于除弱風化以外的各種土質(zhì)

3、4、 工藝原理 4.1旋挖鉆機采用動力頭形式，利用強大的扭矩直接將土或砂礫等鉆渣旋轉(zhuǎn)挖掘，然后利用旋挖斗快速提出孔外，在不需要泥漿支護的情況下，可實現(xiàn)干法施工，即使在特殊地層需要泥漿護壁的情況下，泥漿只起支護作用，鉆削中的泥漿含量相當?shù)停@使污染源大大減少，進而降低了施工成本，也改善了施工環(huán)境，成孔效率高。5、 施工工藝流程及操作要點5.1施工準備工作 5.1.1鉆孔場地在旱地時，應清除雜物、換除軟土、平整壓實，場地位于陡坡時，也可用枕木、型鋼等搭設(shè)工作平臺。在淺水中，宜用筑島圍堰法施工，筑島面積應按鉆孔方法、設(shè)備大小等決定。鉆孔場地在深水中或淤泥較厚時，可搭設(shè)工作平臺進行施工，平臺須堅固穩(wěn)定

4、，能承受施工作業(yè)時所有靜、活荷載，同時應考慮施工設(shè)備能安全進、退場。如水流平穩(wěn)時，鉆機可設(shè)在船舶或浮箱上進行鉆孔作業(yè)，但須錨錠穩(wěn)固保證樁位準確。 5.1.2準備好足夠的混凝土原料、拌和及運輸設(shè)備，如果需要泵車，應提前沖洗好，以防灌注時發(fā)生堵管 5.1.3根據(jù)孔深，備足混凝土導管，事先預拼并做試壓試驗，按自下而上順序編號并標示尺度。5.2確定樁位 5.2.1根據(jù)設(shè)置的三角網(wǎng)及樁位坐標圖，用全站儀放出每個樁孔的中心位置，然后用鋼尺復核各樁孔之間的平面距離。定出樁位的中心位置，并用在周圍做上護樁，并報監(jiān)理工程師檢驗，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗樁位符合精度要求后可進行護筒的埋設(shè)。5.3泥漿制備按照兩個墩位布設(shè)制

5、漿池，及沉淀池，并用循環(huán)膠管連接，泥漿選用優(yōu)質(zhì)鈉基膨潤土制成。入孔泥漿性能指標，應按鉆孔方法和地質(zhì)情況確定并應符合下列規(guī)定：黏 度一般地層1622，松散易坍底層1928含砂率新制泥漿不大于4%膠體率不小于95%pH 值大于6.5為提高泥漿粘度和膠體率，可在泥漿中摻入適量的碳酸鈉、燒堿等，其摻量應經(jīng)試驗決定。造漿后應試驗全部性能指標，鉆孔過程中應隨時檢驗泥漿比重和含砂率，并填寫泥漿試驗記錄表，每個臺班不少于一次。5.4埋置護筒 5.4.1護筒制作：鉆孔前應設(shè)置堅固、不漏水的孔口護筒。護筒采用68厚鋼板制作，應考慮鋼護筒不變形和起吊方便的加強設(shè)備，鋼護筒長度1.5米3.0米，護筒直徑比樁徑大0.2

6、米。 5.4.2護筒埋置方法:可利用旋挖鉆機鉆頭壓力，直接將護筒埋入設(shè)計深度。也可采用人工開挖，用吊車吊運護筒就位后回填的方法埋設(shè)護筒。 5.4.3護筒埋置應符合下列規(guī)定：1、護筒頂面宜高出施工水位或地下水位2m，還應滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求，在旱地或筑島時還應高出施工地面0.5m。2、護筒埋置深度：岸灘上，粘性土應不小于1m，砂類土應不小于2m。當表層土松軟時，宜將護筒埋置到較堅硬密實的土層中至少0.5m。岸灘上埋設(shè)護筒，應在護筒四周回填黏土并分層夯實。3、水中筑島上，護筒宜埋入河床面以下1m；水中平臺上可按最高施工水位、流速、沖刷及地質(zhì)條件等因素確定埋深，必要時打入不透水層。在水中平臺上下

7、沉護筒，應有導向設(shè)備控制護筒位置。4、護筒頂面中心與設(shè)計樁位偏差不得大于5cm，傾斜度不得大于1%。5.5鉆進工藝 5.5.1護筒頂面、原地面標高已測定，鉆機的性能狀態(tài)檢查良好的基礎(chǔ)上，鉆機才能就位。鉆機就位前，底架應墊平，保持穩(wěn)定，不得產(chǎn)生位移和沉陷。鉆桿中心與護筒中心偏差不得大于5cm。 5.5.2鉆機定位要準確、水平、垂直、穩(wěn)固，鉆機導桿中心線、回旋盤中心線、護筒中心線應保持在同一直線。用測量儀器將護樁點引到孔口的護筒壁外，形成十字交叉來進行鉆機的定位，鉆頭中心位置的偏差不大于2cm。 5.5.3開孔時，要保證鉆頭對準樁位，預防孔斜和樁位偏差，應使初成孔壁豎直、圓順、堅實。起初，鉆機要輕

8、壓慢轉(zhuǎn)漸漸進入，待鉆頭全部進入地層后方可加速鉆進。開孔及整個鉆進過程中，始終保持孔內(nèi)水位高于地下水位1.52.0m，高于護筒底腳0.5m以上并低于護筒頂0.20.3m，以保持足夠的泥漿壓力以維護孔壁穩(wěn)定，不致泥漿外溢，同時保證文明施工，在鉆進過程中取渣和停鉆后，應及時向孔內(nèi)補充水或泥漿，保持孔內(nèi)水位高度、泥漿比重及黏度。 5.5.4套管跟隨鉆進時，套管底口應與鉆頭旋挖深度相適應，確保不超挖。 5.5.5因鉆頭在孔內(nèi)提升過程中泥漿在孔壁和鉆頭之間流動，若升降速度過大，則泥漿流動將加大對孔壁的沖刷，容易造成孔壁坍塌，因此需要控制鉆頭的提升速度。同時鉆孔過程中還要考慮地質(zhì)情況，當由硬地層鉆到軟地層時

9、，可適當加快鉆進速度；當軟地層變?yōu)橛驳貙訒r，要減速慢進；在易縮徑的地層中，應適當增加掃孔次數(shù)，防止縮徑；對硬塑層采用快轉(zhuǎn)速鉆進，以提高鉆進效率；到砂層后，鉆機操作要輕提，輕放，不要強行加壓，并適當增加泥漿比重和粘度。 5.5.6旋挖鉆機配備電子控制系統(tǒng)顯示并調(diào)整鉆桿的垂直度，同時在鉆桿的兩個側(cè)面均設(shè)有垂直度儀，在鉆進過程中有專人觀察兩個垂直度儀，隨時指揮機手調(diào)整鉆桿垂直度。通過電子控制和人工觀察兩個方面來保證鉆桿的垂直度，從而保證了成孔的垂直度。 5.5.7鉆孔過程中，按試施工確定的參數(shù)進行施工，設(shè)專職記錄員記錄成孔過程的各種參數(shù)，如鉆進深度、地質(zhì)特征、機械設(shè)備損壞、障礙物等情況，記錄必須認真

10、、及時、準確、清晰。施工過程對鉆頭磨損超標的要及時更換，以確保鉆孔孔徑。 5.5.8鉆孔作業(yè)應連續(xù)進行，因故停鉆時，應將鉆頭提離孔底5m以上，最好提出孔外以防埋鉆，孔口應加護蓋。 5.5.9鉆孔過程中當?shù)刭|(zhì)發(fā)生變化時要及時撈取渣樣，檢查并記錄土層變化情況，并與地質(zhì)剖面圖核對，分析地質(zhì)吻合情況，以便控制鉆進速度和泥漿的指標，密切觀察有無異常情況，有異常情況應立即停鉆，分析原因，及時處理。 5.5.10成孔達到設(shè)計深度時，技術(shù)人員及時對孔位、孔徑、孔深、孔形及豎直度進行檢驗，孔深控制以測繩測出的周邊四點平均值為準，垂直度用驗孔器檢測為準，并及時報監(jiān)理工程師驗收，合格后方可進行下道工序。 成孔檢驗項

11、目序號項目允許偏差1孔徑不小于設(shè)計孔深2孔深不小于設(shè)計孔深3孔位中心偏心50mm4傾斜度1%孔深5樁底沉渣厚度200mm 5.5.11為減少旋挖鉆孔對相鄰樁孔孔壁和已澆筑混凝土的擾動影響，應待鄰孔混凝土抗壓強度達到2.5MPa后方可開鉆或采取隔樁鉆孔的方式進行作業(yè)。5.6清孔 5.6.1鉆孔至設(shè)計高程，經(jīng)對孔徑、孔深、孔位、孔型、豎直度等進行檢查確認鉆孔合格后，應即進行清孔。將鉆斗留在原處機械旋轉(zhuǎn)數(shù)圈，將孔底沉淀物盡量裝入旋挖斗內(nèi)，提鉆甩渣，清孔必須徹底,避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。 5.6.2清孔應達到以下標準：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無2-3mm顆粒，泥漿比重不大于1.1，含砂

12、率小于2%，黏度17-20s；澆筑水下混凝土前孔底沉渣厚度：柱樁不大于5cm，摩擦樁不大于20cm。嚴禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。 5.6.3清孔是鉆孔灌注樁保證成樁質(zhì)量的重要一環(huán)，通過清孔確保樁孔的各項質(zhì)量指標、孔底沉渣厚度、泥漿指標和孔壁泥垢等符合樁孔質(zhì)量要求。若沉淀時間較長，則應在孔內(nèi)下入鋼筋籠，安裝好灌漿導管后用水泵施行二次清孔作業(yè)。二次清孔方法：在導管頂部安裝一個彎頭和皮籠，用泵將泥漿壓入導管內(nèi)，再從孔底沿著導管置換沉碴，過程中要測量泥漿的各項指標，同時用測錘測量沉淀厚度，確保沉渣厚度不大于20cm，完成后立即進行砼澆筑。6、 材料和設(shè)備序號名稱型號單位數(shù)量1旋挖鉆機三一重工臺2

13、2吊車50t輛23泥漿攪拌機0.2m3臺24潛水泵臺25農(nóng)用泥漿泵臺26挖掘機卡特臺27發(fā)電機WJ40-1臺28鋼筋切割機GTJ-8/14臺29鋼筋彎曲機UN1-100臺210鋼筋調(diào)直機臺211電焊機臺212全站儀賓得臺27、 質(zhì)量控制除應遵照公路橋梁施工規(guī)范、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范外，施工中還應在以下幾點上注意： 7.1縮孔、擴孔：在施工前，應組織工程技術(shù)人員查看地質(zhì)勘測報告，視土質(zhì)情況選擇合理的鉆頭。 7.2孔深未達到設(shè)計標準：應查看旋挖鉆機的電腦設(shè)備，對孔深不夠的按設(shè)計要求達到。 7.3沉渣過厚：現(xiàn)場查看沉渣樣本，如果沉渣過厚，應繼續(xù)清孔。 7.4鋼筋籠上?。罕ＷC合適的泥漿密度，灌注

14、混凝土導管不要插的太深。 7.5塌孔：選用優(yōu)質(zhì)泥漿，注意泥漿比例，注意旋挖鉆機在施工中的速度。8、 安全措施 8.1樁基施工首先做好河道內(nèi)的防洪搶險工作。河道的主要用途是排澇防洪，特別是季節(jié)性河流，必須從計劃安排上避開汛期施工，項目部要經(jīng)常與水利部門保持聯(lián)系，遇有險情，施工設(shè)備和人員可及時撤離到安全地帶。 8.2橋梁兩端設(shè)警告標志和警戒線，防止非施工車輛和人員進入。 8.3旋挖鉆機施工安全：旋挖鉆機安裝必須平穩(wěn)牢固，必要時安裝防風纜繩。鉆機工作時，樁孔四周設(shè)圍欄防護，停機后，孔口設(shè)置蓋板防護。鉆機械的傳動部位要有可靠的防護裝置，制動裝置必須齊全有效；否則，不準使用。打樁機兼作吊運鋼筋籠使用時，

15、有專人指揮作業(yè)，防止作業(yè)人員墜入樁孔中，造成人員傷害。打樁機的電氣部分，單獨設(shè)漏電開關(guān)和可靠的接零或接地保護。 8.4必須堅持一機一閘用電和下班斷電加鎖的原則。 8.5手持電動工具和單相回路的照明開關(guān)箱內(nèi)必須裝設(shè)漏電保護器，照明燈具的金屬殼必須做接零保護。 8.6施工現(xiàn)場臨時用電要定期進行檢查，防雷保護、接地保護、變壓器吸絕緣強度，每季測定一次；固定用電場所每月檢查一次；移動式電動設(shè)備、潮濕環(huán)境和水下電氣設(shè)備每天檢查一次。對檢查不合格的線路設(shè)備要及時維修或更換，嚴禁帶故障運行。9、 環(huán)保措施 9.避免破壞農(nóng)田排灌系統(tǒng)，在施工過程中，一旦與農(nóng)田排灌和城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)產(chǎn)生矛盾時，首先征得當?shù)卣庖姡瑓f(xié)商解決辦法，待工程結(jié)束后清理恢復。 9.工地生活污水和垃圾處理妥當，使其符合當?shù)丨h(huán)保要求。 9.在集鎮(zhèn)和村莊附近盡量降低噪音，必要時將噪聲較大的施工機械避開夜間作業(yè)。 9.4鉆孔灌注樁施工時的泥漿采用泥漿池循環(huán)凈化使用，對不能利用或利用完后的泥漿，待沉淀固結(jié)后，用車拉運到指定棄土場。 9.5施工期間不隨意擠占、堵塞河道。10、 效益分析10.1經(jīng)濟效益分析機械名稱相同土質(zhì)樁長為28m情況下不同鉆機使用時間相同土質(zhì)樁長為28m情況下不同人工使用情況每個臺班租賃費用旋挖鉆機4小時4個工人3200元回旋鉆機16小時6個工人3600元沖擊鉆機96小時4個工人4500元由上表可知，在