旋挖成孔灌注樁施工工效分析

旋挖成孔灌注樁施工工效分析摘要：旋挖成孔工藝在鉆孔灌注樁的施工工藝中工效優(yōu)勢(shì)比較明顯，為此在本文中，基于實(shí)際的工程項(xiàng)目案例來對(duì)旋挖成孔工藝施工工效進(jìn)行了分析，并著重探索了旋挖成孔單工序工效分析和提高工效的方法，以供類似工程參考。

關(guān)鍵詞：旋挖成孔；工效分析；提高工效

旋挖成孔灌注樁屬于鉆孔灌注樁當(dāng)中的一類，在成孔工藝上與鉆孔灌注樁有明顯區(qū)別，而且旋挖成孔自動(dòng)化程度高，成孔效果好，施工效率理想，環(huán)保效能較高，因此被稱為綠色施工工藝，在各類樁基礎(chǔ)施工當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛。如何保障施工工藝的施工工效值得探究。

一、工程概況

（一）項(xiàng)目簡(jiǎn)述

新昌大明市新區(qū)公寓房安置項(xiàng)目位于新昌縣大明市黃澤江北側(cè)，總建設(shè)用地面積1.9萬㎡，總建筑面積7.5萬㎡，為高層住宅小區(qū)，包含底層建筑、商業(yè)及地下室，2層地下室，第一層區(qū)域開挖深度4.6~5.4m，兩層地下室區(qū)域開挖深度8.2~9.0m。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)樁數(shù)2029根，其中高壓旋噴樁1807根，混凝土灌注工程樁982根?；訃o(hù)設(shè)計(jì)中，南北側(cè)使用Ф600雙排高壓旋噴樁，東側(cè)利用一期已完成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為止水帷幕，并與新打止水帷幕連接。西側(cè)使用雙排樁+高壓旋噴樁止水帷幕。工程樁基礎(chǔ)采用Ф800鉆孔灌注樁，樁端嵌入持力層為中風(fēng)化粉沙巖，樁長(zhǎng)8m/12m/14m，總樁長(zhǎng)10620m，混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C30。

工程樁設(shè)計(jì)要求鋼筋籠通長(zhǎng)配置，主筋保護(hù)層50mm，樁位偏差不大于50mm。樁身混凝土超灌1.20m，充盈系數(shù)1.15~1.25，采用C30水下混凝土。樁徑允許偏差±50mm，垂直度允許偏差為0.8%，充盈系數(shù)大于1.10，孔底沉渣厚度為小于50mm，鋼筋籠安裝深度允許偏差為±100mm，樁中心偏差50mm。成孔施工要求一次不間斷完成，成孔完畢至混凝土灌注，時(shí)間間隔小于24小時(shí)。

（二）地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，本項(xiàng)目土層共有四層，其中兩個(gè)亞層，從上到下土層分別是素填土、圓礫、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖以及中風(fēng)化粉砂巖。樁端要求以中風(fēng)化粉砂巖為持力層，應(yīng)嵌入該巖層。

第一層素填土主要成分是粗砂和粘性土，局部有少量礫石，部分地段為耕植土，土質(zhì)均勻性交叉。層厚0.20~1.80m，層面高程42.75m~45.11m。

第二層圓礫稍密—中密，局部中密，密實(shí)度高，主要成分為中等風(fēng)化石英砂巖，凝灰?guī)r等，下部相變?yōu)槁咽?，均勻性一般，屬于地壓縮性土，圓錐動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)修正擊數(shù)平均值26.6擊/10cm。層厚5.30~8.20m，層面高程41.98~45.02m。

第三層強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，原巖層組織結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)強(qiáng)烈破壞，巖心多為塊狀，少量粘土狀，易斷，巖體較破碎，圓錐動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)58.6擊/10cm。層厚3.50~4.50m，高程35.16~37.70m。

第四層，中等風(fēng)化粉砂巖，具有粉砂結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，原巖層組織結(jié)構(gòu)部分破壞，巖心多為柱狀，少量碎塊狀，風(fēng)干后容易開裂且呈現(xiàn)碎塊狀，沁水會(huì)軟化。上部巖石局部較破碎，強(qiáng)度交底，錘擊時(shí)聲音沉悶，易擊碎，逐步向下，巖石強(qiáng)度逐級(jí)增大，敲擊聲清脆，巖心采取率60~90%，天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值5.265MPa，基本質(zhì)量等級(jí)Ⅳ級(jí)，地質(zhì)勘查中未揭穿，勘查范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)洞穴、臨空層。本層揭露層層厚12.90~15.80m，高程31.46~34.11m。

二、施工工效分析

（一）資源配置

工程樁施工資源配置根據(jù)施工圖、工期（61天完成樁基礎(chǔ)）、場(chǎng)地條件以及地質(zhì)勘查等情況，項(xiàng)目工程樁施工主要投入兩臺(tái)三一重工SR150C旋挖鉆機(jī)、1臺(tái)日立反鏟1臺(tái)、電焊機(jī)5臺(tái)、鋼筋切斷機(jī)1臺(tái)、鋼筋彎曲機(jī)1臺(tái)。工程樁施工人員共投入11人，鋼筋工4人，機(jī)械司機(jī)3人，技工4人?；炷劣僧?dāng)?shù)厣唐坊炷涟韬险竟?yīng)。

（二）旋挖成孔工藝流程

本工程中采取旋挖成孔工藝，工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→下護(hù)筒→旋挖鉆機(jī)就位鉆孔→鉆孔完成后進(jìn)行清孔→成孔檢測(cè)→吊放鋼筋籠與導(dǎo)管→澆筑混凝土。

本項(xiàng)目的旋挖成孔施工，因?yàn)榈讓颖容^復(fù)雜，而且樁進(jìn)入中風(fēng)化巖層比較深，對(duì)鉆機(jī)的動(dòng)力輸出以及鉆桿、鉆具的穩(wěn)定性要求比較高，鉆機(jī)使用兩臺(tái)三一重工SR150C，鉆桿使用Ф445-3×14m機(jī)鎖式鉆桿，鉆頭使用雙開門截齒撈砂斗、螺旋鉆頭、截齒筒鉆和取芯鉆各兩個(gè)。鉆進(jìn)過程鉆機(jī)鉆頭順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，斗齒切入土體并使其進(jìn)入鉆斗，裝滿一斗后，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆頭提升鉆斗，至地面卸土，如此循環(huán)直至鉆至要求的深度。

（三）理論工效統(tǒng)計(jì)

旋挖成孔灌注樁的施工工藝?yán)碚撋系墓ば蛑饕ㄊ┕?zhǔn)備（含測(cè)量放樣、護(hù)筒埋設(shè)、鉆機(jī)就位），鉆孔、清孔、鋼筋籠安裝、混凝土灌注等。單根工程樁使用GPS測(cè)量?jī)x器進(jìn)行樁位放樣需要時(shí)間約為5分鐘，大約需要3天左右的時(shí)間來完成全部樁位測(cè)量放樣工作；護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)采用的是液壓機(jī)械壓入土層的方法，單根樁護(hù)筒埋設(shè)約30分鐘，約20天可以完成全部工程樁護(hù)筒的埋設(shè)；鉆機(jī)就位方面，因?yàn)槭褂玫氖菐膸У你@機(jī)，轉(zhuǎn)場(chǎng)很方便，在一個(gè)點(diǎn)位上大約5分鐘可完成鉆機(jī)就位，鉆機(jī)位置調(diào)整方面約需要3天；鉆孔單根樁取1小時(shí)，約需要40天完成全部鉆孔工作；清孔方面為保證效果，時(shí)間取30分鐘，完成全部清孔工作需要約20天；鋼筋籠安裝、導(dǎo)管安裝、混凝土灌注取30分鐘，完成全部混凝土澆筑工作需要20天。綜上單工序理論計(jì)算分析，理論上單臺(tái)SR150C旋挖鉆機(jī)設(shè)備24小時(shí)不間斷作業(yè)，完成全部工程樁的旋挖成孔約需要106天。施工投入兩臺(tái)設(shè)備能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度。

（三）施工工效分析

按照理論上的施工工效來看，61天的總工期要求可以滿足，但實(shí)際工效易受地質(zhì)條件、現(xiàn)場(chǎng)條件、施工安排等影響，具體工效待進(jìn)一步分析。實(shí)際施工采取多種方式已消除或避免相關(guān)影響，以加快施工進(jìn)度。

對(duì)于本工程的地質(zhì)條件來說，可能會(huì)出現(xiàn)打滑不進(jìn)尺的問題，鉆進(jìn)效率會(huì)比較慢，主要原因可能是鉆齒尋找原生土切入點(diǎn)困難。為了保證效率，在尋找切入點(diǎn)的過程當(dāng)中，鉆機(jī)加壓力和轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)富有變化，注意加壓力完成后要盡力保持住，盡量減少在鉆進(jìn)過程中解壓。如果鉆進(jìn)中出現(xiàn)突然鉆速加快但不進(jìn)尺，現(xiàn)場(chǎng)人員要迅速反應(yīng)降低動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速，再次建立加壓力，如果鉆頭在孔內(nèi)空鉆5分鐘不進(jìn)尺就需要提鉆尋找原因?？紤]地層中富集砂卵石，會(huì)導(dǎo)致鋼護(hù)筒下沉受阻，現(xiàn)場(chǎng)采取清除障礙物的方法來處理，處理的方法是在樁中心用反鏟對(duì)砂礫層進(jìn)行挖掘和深翻。

鉆機(jī)旋挖成孔采取的循環(huán)往復(fù)的方式，先期將鉆頭放在作業(yè)面，旋轉(zhuǎn)鉆頭并加壓，鉆頭筒內(nèi)裝滿土后反轉(zhuǎn)提鉆，在孔外1m處就近堆放渣土。按照地質(zhì)條件來說，上層進(jìn)尺效率相對(duì)較高，但到第三層的強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖時(shí)很可能會(huì)出現(xiàn)塌孔，此時(shí)需要合理控制提鉆速度維持在0.3~0.5m/s，并采用全護(hù)筒跟進(jìn)鉆孔。

結(jié)束語：

綜合本文的分析來看，旋挖成孔灌注樁的施工工效相對(duì)來說還是比較理想的，只要將施工當(dāng)中出現(xiàn)的異常問題快速處理好，基本可以滿足施工工期要求以及質(zhì)量要求。特別是對(duì)于樁徑不大，成孔深度較大，地質(zhì)條件巖層比較復(fù)雜的情況下，使用旋挖成孔工藝工效要好得多，當(dāng)然關(guān)鍵在于施工當(dāng)中的操作問題，操作好，一般工效都很理想。

參考文獻(xiàn)：

[1]張學(xué)進(jìn).鉆孔灌注樁旋挖和回轉(zhuǎn)成孔施