舒兆亞 韓碩
【摘要】旋挖鉆干挖孔技術是在已定孔位上反復旋挖鉆進,把渣掏出運走,直至鉆到設計孔深的一種施工方法,與傳統(tǒng)的沖擊或回轉鉆進、泥漿循環(huán)護壁成孔技術相比,無論從技術上還是設備上都表現(xiàn)出很大的優(yōu)越性。本文結合旋挖鉆干挖孔技術在工程中的應用展開論述.
【關鍵詞】旋挖鉆干挖孔法;干挖法
一、操作法產生背景
中標揚州國際會展中心(三期)樁基工程設計采用鋼筋混凝土灌注樁基礎。樁基部分大致分為三個區(qū)域,一、三區(qū)為會展大廳部分,二區(qū)為塔樓部分。
鉆孔灌注樁共計1099 根,其中一、三區(qū)設計工程樁共947根,直徑700mm,樁長11米,樁尖持力層為⑤強風化含礫砂巖。
在認真研究設計圖紙、技術規(guī)范、地質勘探資料以及周邊環(huán)境后,進場一臺GPS300型回旋鉆機以及一臺旋挖鉆機進行施工試樁。試樁的結果顯示,GPS300型回旋鉆機在進入⑤強風化含礫砂巖時由于遇巖土層內所含堅硬礫石而鉆進困難,首根樁通過鉆頭磨碎礫石而施工至設計標高用時150個小時。旋挖鉆機鉆進順利,通過鉆頭斗齒切割土體,大小礫石也順利入斗,首根樁施工至設計標高用時4個小時。
根據(jù)地質資料、設計圖紙以及試樁的結果等,決定調整方案,采用鋼護筒護壁、旋挖鉆干挖孔作業(yè)施工該項目灌注樁。
二、技術原理及性能指標
因現(xiàn)場地下水豐富,地下水水位較淺,基本接近工地附近的明月湖常水位,現(xiàn)場表層的雜填土層及砂土層含水率豐富,砂土層埋深6~8米不等,針對該情況,擬準備30根10米左右的鋼護筒,采用450型振動機械手將鋼護筒穿透含水率豐富的砂土層,打入不透水層(粘土層),以達到隔絕地下水的目的。然后采用旋挖鉆機掏挖鋼護筒內土,直至挖至設計標高。
旋挖鉆干挖孔灌注樁工藝流程如下:測放樁位→打設鋼護筒→檢查樁中心軸線→機械就位→鉆孔→安放鋼筋籠和導管→灌注混凝土→成樁→拔出護筒。
三、技術的創(chuàng)造性與先進性
通過旋挖鉆干挖孔的實施,大大的提高了施工效率和施工質量,減少了環(huán)境污染,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
1、提高設備利用率、縮短工期;便于施工工序流水化。
2、改變鉆進土體方式,提高效率,減少能耗。
3、節(jié)約材料,降低成本;本方案的實施由于是干作業(yè),孔內無泥漿,無需按水下混凝土配制,從而節(jié)約了混凝土的成本。
4、減少灌注樁施工通病,保證質量。本方案上部軟弱土層通過鋼護筒護壁,安全可靠。
5、樁身強度高;由于是干作業(yè),孔內無泥漿,無需按水下混凝土配制,無需提高混凝土等級,所以強度將大幅度提高。
6、樁身承載力高;本方案中的樁身混凝土直接和孔壁接觸,使樁身混凝土與孔壁的接觸更加密實,可大幅提高樁身摩擦力。通過旋挖鉆的擴底鉆頭,可更大程度的提高樁端承載力,或在保證承載力的前提下減小樁身直徑,降低工程成本。
7、減少環(huán)境污染源,文明施工;本方案的實施可避免夜間施工,減小噪音和光線等污染,也實現(xiàn)“零”泥漿排放,安全環(huán)保。
四、技術的成熟程度,適用范圍和安全性
旋挖鉆干挖孔技術是在已定孔位上反復旋挖鉆進,把渣掏出運走,直至鉆到設計孔深的一種施工方法,與傳統(tǒng)的沖擊或回轉鉆進、泥漿循環(huán)護壁成孔技術相比,無論從技術上還是設備上都具有很多優(yōu)點。
1)適用不同地質工程。只要配備不同鉆頭,即可用于對付沙層、土層、卵礫石、巖層等不同地質,不受地域限制;
2)適用各種樁基工程。除用于旋挖鉆進外,經簡單改裝后,還可用于長螺旋、地下連續(xù)墻等施工,適用范圍極其廣泛;
3)效率高。在一般土層,鉆進進度可達20-30米/小時。速度是傳統(tǒng)沖擊鉆機的幾十倍;而操作人員只需配備每臺班二至三人即可。
4)成孔質量高。由于采用內伸縮全導桿鉆進,能保證樁的垂直度,且樁徑誤差小,孔底殘渣量小。
5)機動性強,能獨立作業(yè)。鉆機的安裝、拆卸無需輔助設施來完成,且能適應復雜地形的工地。占用空間小,能靠墻操作。
6)安全、環(huán)保。由于設備自動化程度高,人員配備簡單,大大減少了工地意外事故的發(fā)生。同時,鉆機噪音低、污染小,已成為越來越多業(yè)主的指定施工設備。
7)使用方便、維修簡單。主要部件均為較為普遍的原產地部件廠家提供(如泵、發(fā)動機、馬達、減速機等),可直接得到原產地廠家的售后服務支持。同時,設備結構簡單,故障率極低。
五、應用情況、存在的問題及解決方案
1、應用情況
由于本方案在揚州國際會展中心(三期)樁基工程中的實施,在工期、效益、工程質量、環(huán)境保護等方面取得了很大的成功。
1)原合同工期150天,由于本方案的實施,實際工期57天完成1099根灌注樁的施工任務,為揚州地區(qū)類似工程的施工積累了寶貴的經驗。
2)由原合同工期150天減少為實際施工的57天,節(jié)約了項目管理成本約12萬。由于本方案的實施,實現(xiàn)無泥漿排放,減少泥漿池的砌筑、泥漿外運及處理約8800m3,節(jié)約成本約90萬元。
3)本工程經過樁基的靜載荷試驗、低應變檢測、混凝土取芯檢測等,全部滿足設計及規(guī)范要求,贏得甲方、監(jiān)理、質量監(jiān)督部門等高度評價。
4)旋挖鉆機挖出的渣土隨挖隨清,無泥漿運輸及排放,整個施工現(xiàn)場整潔有序無揚塵。
2、存在的問題
1)在旋挖鉆鉆進過程中,由于無泥漿護壁,極少部分樁孔在施工至孔底時出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。
處理:在干挖孔過程中,隨時觀測孔壁穩(wěn)定情況,如出現(xiàn)塌孔跡象,暫停挖孔,向孔內回填黏土,用旋挖鉆頭分層擠實,回填至塌孔部位,然后向孔內注水(或注入泥漿)重新開挖。
2)少部分樁孔施工完成后,孔底出現(xiàn)積水現(xiàn)象。
處理:加快澆筑進度,安裝導管插至孔底采用排水法澆筑水下混凝土。
3)在施工至第⑤層巖土時遇大塊漂石。
處理:更換旋挖機鉆頭,使用抓斗鉆頭抓取大塊漂石,如漂石過大,采用短螺旋鉆頭鉆進取出。
結語:
旋挖鉆干挖孔法適用不同地質工程,各種樁基工程;具有效率高,成孔質量高,機動性強,安全環(huán)保等優(yōu)點,但是在實際應用中還是會存在一些問題需要應變處理的,期待科技的進步帶來更先進的工程施工技術。
參考文獻:
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