翟金寶 鄭亞迪

(1.高平唐一新能源科技有限公司，山西晉城 048000;2.渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西渭南 714000)

1 旋挖鉆機(jī)施工優(yōu)勢

1.1 機(jī)械化程度高

旋挖鉆機(jī)靠履帶可以自行移動，無需其他機(jī)械配合，施工過程不需要人工進(jìn)行鉆桿的拆除和組裝。且將孔內(nèi)鉆出物通過鉆斗提升到地面，旋挖鉆機(jī)每分鐘鉆入深度約50 cm。

1.2 施工精度高

旋挖鉆機(jī)由履帶自行至樁位點進(jìn)行中心定位，由操作室的司機(jī)對鉆機(jī)進(jìn)行水平度、垂直度的自動調(diào)整。

1.3 低噪環(huán)保

旋挖鉆機(jī)屬于環(huán)保鉆機(jī)，施工時的噪聲一般在60 dB以下，滿足在市區(qū)和居民區(qū)噪聲控制要求。

1.4 自備施工動力

旋挖鉆機(jī)采用自備柴油發(fā)動機(jī)提供施工動力，免去施工場地對動力電的要求。

1.5 適用地層廣泛

旋挖鉆機(jī)在施工過程可進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)控制，配置多種鉆頭，為此可以適用各種地層。

2 旋挖鉆機(jī)施工流程

2.1 放樁位線

使用全站儀測定樁位，在樁位點打上木樁，樁上采用十字交叉法標(biāo)定樁位中心，且加以保護(hù)。

2.2 旋挖鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位后，需調(diào)整鉆桿及桅桿的角度，采用十字交叉法對中孔位。對中孔位后，鉆機(jī)不得移位，鉆臂不得隨意改變角度。

2.3 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒頂標(biāo)高應(yīng)高于施工面250 mm左右，且保證筒壁與水平面垂直，以利鉆孔工作進(jìn)行。護(hù)筒周圍用粘土分層夯實，同時用十字線校正護(hù)筒中心及樁位中心，并保證護(hù)筒中心位置與樁中心偏差小于20 mm。

2.4 旋挖機(jī)成孔

為確認(rèn)不同地層下的鉆進(jìn)參數(shù)和地層對鉆進(jìn)的影響情況，第1根樁要慢速運(yùn)轉(zhuǎn)。鉆進(jìn)過程中要保持泥漿面高于護(hù)筒頂40 cm。鉆進(jìn)過程中采用檢測尺隨時檢查，調(diào)整和控制鉆桿垂直度。

2.5 鋼筋籠的制安

1)鋼筋籠制作。施工現(xiàn)場鋼筋籠應(yīng)分節(jié)制作，兩段鋼筋籠的主筋錯開搭接的長度不少于35d，主筋與加強(qiáng)筋全部焊接，主筋與螺旋筋采用隔點焊。

2)鋼筋籠孔內(nèi)安放。超過16 m的鋼筋籠在孔口焊接，且兩段籠子同截面接頭不得超過配筋的50%，間距錯開，不少于35d。

2.6 下導(dǎo)管

選擇合適導(dǎo)管，導(dǎo)管直徑一般為250 mm。導(dǎo)管長度應(yīng)根據(jù)孔深進(jìn)行配備，水下澆筑時，導(dǎo)管底端距孔底0.5 m左右。導(dǎo)管組裝時保證接頭密合不漏水，初次使用要進(jìn)行閉水打壓試驗，試水壓力不小于0.6 MPa。

2.7 混凝土澆筑

混凝土坍落度(200±20)mm，采用摻加減水劑的普通硅酸鹽水泥，混凝土灌注時導(dǎo)管要居中放置，鋼筋骨架不得傾斜。為保證鑿去樁頭后樁頂混凝土的強(qiáng)度，混凝土灌注需超過樁頂0.5 m～1 m。

3 應(yīng)用實例

3.1 工程概況及地質(zhì)情況

山西唐一鋰離子電池裝配車間位于山西省晉城市蘭花路西側(cè)，紅星東街北側(cè)，北臨華洋汽車4S店，項目占地面積3 210 m2，建筑面積6 700 m2，框架結(jié)構(gòu)，層數(shù)為2層。

①層:雜填土(Q42)，松散狀態(tài)，成分以粉土為主，含少量炭粒、磚粒、灰粒等雜物，局部見建筑垃圾與粉煤灰。本層分布較普遍，在鋰電池裝配車間建筑場地本層厚度在3.3 m～11.1 m間，平均厚8.28 m。

②層:黃褐紅色粉質(zhì)粘土(Q41)，可見較多風(fēng)化泥巖碎屑及少量炭粒，韌性中等。在鋰電池裝配車間建筑場地本層厚度在0.8 m～5.2 m間，平均厚 3.08 m，呈西薄東厚之勢，層底埋深6.3 m ～13.9 m。

③層:黃紅色粉質(zhì)粘土(Q2)，硬塑狀態(tài)，微裂隙發(fā)育，無搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等。在鋰電池裝配車間建筑場地本層分布不普遍，僅在場地東北角及西南偏中地段揭露該層，厚度在2.9 m ～3.8 m 間，平均厚3.35 m，層底埋深6.4 m ～17.2 m。

④層:強(qiáng)風(fēng)化泥巖(C)，風(fēng)化較強(qiáng)烈，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。在鋰電池裝配車間建筑場地本層分布普遍，厚度在2.0 m ～4.3 m 間，平均厚 3.23 m，層底埋深 9.8 m ～11.3 m。

⑤層:石灰?guī)r(C)，巖體完整程度較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。本層分布普遍，勘察深度范圍內(nèi)未揭穿該層，最大揭露厚度3.4 m。

3.2 基礎(chǔ)設(shè)計資料

樁端持力層為第④層強(qiáng)風(fēng)化泥巖，樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為5 000 kPa，樁身混凝土為C30，樁長不得小于6 m，樁基直徑為d=800 mm和d=1 000 mm兩種，樁基入巖深度不小于樁基直徑d。

3.3 施工背景

本工程圖紙基礎(chǔ)設(shè)計采用人工挖孔樁，地勘報告顯示場地有1/3樁基位于雜填土區(qū)，且雜填土深度最深達(dá)11 m，綜合考慮施工安全、成本和工期等因素后決定采用旋挖樁代替人工挖孔樁進(jìn)行樁基施工。

3.4 旋挖樁與人工挖孔樁對比

本工程施工完畢后，經(jīng)建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位共同簽字確認(rèn)的樁基總深度為741.8 m，入泥巖深度為1 m(樁基800 mm)的樁基36根，深度為325.6 m，入泥巖深度為1.2 m(樁基1 000 mm)的樁基42根，深度為416.2 m。

3.4.1 成本對比

1)人工挖孔樁。目前人工挖孔工費(fèi)市場價格為300元/m，樁芯和護(hù)壁混凝土標(biāo)號為C30，護(hù)壁混凝土下壁厚100 mm，上壁厚為200 mm，平均按150 mm厚計算，樁基擴(kuò)大頭平均按1 000 mm來算，混凝土價格300元/m3，人工灌注商品混凝土工費(fèi)用為20元/m3，鋼筋材料價格按4 300元/t。

a.人工挖孔費(fèi)用:

b.混凝土費(fèi)用:

護(hù)壁混凝土費(fèi)用:(3.14×0.652－3.14×0.52)×(741.8－78)×0.15 ×300+(3.14 ×0.552 －3.14 ×0.42)×(741.8 －78)×0.15×300=98.48 m3×300元/m3=29 545.4元。

護(hù)壁混凝土人工費(fèi):98.48 m3×20元/m3=1 969.7元。

樁芯混凝土費(fèi)用:

(3.14 ×0.52 ×416.2 m+3.14 ×0.42 ×325.6 m)×300 元/m3=490.3 m3×300 元/m3=147 089.53 元。

樁芯混凝土人工費(fèi):490.3 m3×20元/m3=9 806元。

c.樁體配筋率3%，鋼筋費(fèi)用按15 kg/m估算。

材料費(fèi):15 kg/m ×741.8 m ×4.3 元/kg=47 846.1 元。

制作費(fèi):11 127/1 000×1 000=11 127元。

合計:222 540+29 545.4+1 969.7+147 089.53+9 806+47 846.1+11 127=469 923.73 元。

2)旋挖樁。目前旋挖鉆孔市場價格為250元/m，不需要混凝土護(hù)壁和護(hù)壁鋼筋。

a.機(jī)械費(fèi):

250元/m ×741.8 m=185 450元。

b.混凝土費(fèi)用:

樁芯混凝土費(fèi)用:

(3.14 ×0.52 ×416.2 m+3.14 ×0.42 ×325.6 m)×300 元/m3=490.3 m3×300 元/m3=147 089.53 元。

樁芯混凝土人工費(fèi):490.3 m3×20元/m3=9 806元。

c.鋼筋籠按14 kg/m計算:

材料費(fèi):14 kg/m ×741.8 m ×4.3 元/kg=44 656.36 元。

制作費(fèi):10 385.2/1 000×1 000=10 385.2 元。

合計:185 450+147 089.53+9 806+44 656.36+10 385.2=397 387.09 元。

3.4.2 工期對比

1)人工挖孔樁。正常施工2人一個班組(單根樁需2人配合施工)，10個班組，總施工人數(shù)為20人。泥巖以上每個班組每天挖深約2 m，655.4 m樁基施工共耗時約32 d，入泥巖后每個班組每天挖深約1.2 m，86.4 m泥巖施工共耗時7 d，采用人工挖孔樁施工耗時共39 d。

2)旋挖樁。旋挖樁機(jī)鉆入深度約50 cm/min，考慮到機(jī)械移動、校正、加油等時間耗費(fèi)后，此項目樁基施工日志記錄741.8 m樁基施工共耗時7 d。

3.4.3 樁基質(zhì)量及承載力對比

本工程共78根旋挖樁，對現(xiàn)場26根樁進(jìn)行超聲波樁身質(zhì)量檢驗結(jié)論為:21根Ⅰ類樁，5根Ⅱ類樁，沒有Ⅲ，Ⅳ類樁。單樁豎向承載力檢測試驗結(jié)論為:應(yīng)變設(shè)計值為2 543 kN的，實際荷載值為最大3 120 kN，最小2 870 kN;應(yīng)變設(shè)計值為4 197 kN的，實際荷載值為最大4 760 kN，最小4 350 kN，均能滿足設(shè)計要求。且根據(jù)工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)，此工程旋挖樁樁身質(zhì)量為Ⅰ類樁的占總檢驗樁數(shù)的比例略高于人工挖孔樁。

4 結(jié)語

此項目樁基工程采用旋挖機(jī)施工費(fèi)用為397 387.09元，采用人工挖孔費(fèi)用為469 923.73元，費(fèi)用節(jié)省72 536.64元;采用旋挖樁施工，工期為7 d，采用人工挖孔樁工期為39 d，工期節(jié)約32 d。由此可看出建筑樁基工程施工中，利用旋挖樁代替人工挖孔樁進(jìn)行樁基施工，可節(jié)省成本、縮短工期、保證樁身質(zhì)量，在雜填土、回填土較深的地質(zhì)條件下在保證施工安全方面，旋挖樁比人工挖孔樁有更大的優(yōu)勢。

［1］李 鍇.旋挖鉆機(jī)在大連地區(qū)樁基施工中的應(yīng)用研究［D］.沈陽:沈陽建筑大學(xué)碩士論文，2013:59-60.

［2］韓金亭.大口徑旋挖鉆機(jī)在樁基施工中的技術(shù)優(yōu)勢［J］.西部探礦工程，2002(3):29-32.

［3］張 川，邵本科.旋挖鉆孔灌注樁在樁基工程中的應(yīng)用和改進(jìn)［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011(5):29-32.

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