盾安DTR全套管全回轉鉆機喀斯特地層大直徑灌注樁施工工法（下）

（接上期）

機具設備

DTR系列全套管全回轉鉆機

DTR全套管全回轉鉆機是集全液壓動力和傳動，機電液聯合控制于一體的新型鉆機，該鉆機已獲得國家發明專利1項，實用新型專利26項。DTR系列全套管全回轉鉆機的規格型號和技術性能見表1。

DTR系列全套管全回轉鉆機施工的優勢①無噪聲、無振動，安全性能高。②不使用泥漿，作業面干凈，環保性能好，可避免泥漿進入混凝土中的可能性，成樁質量高，有利于提高混凝土對鋼筋的握裹力。③施工鉆進時可以很直觀地判別地層及巖石特性。④鉆進速度快，對于一般土層，可以達到14m/h左右。⑤鉆進深度大，根據圖層情況，最深可達到80m左右。⑥成孔垂直度便于掌握，垂直度可以精確到1/1000。⑦不易產生塌孔現象，成孔質量高。⑧成孔直徑標準，充盈系數小，與其他成孔方法相比，可節約大量的混凝土用量。⑨清孔徹底，速度快，孔底鉆渣可清至30mm左右。

DTR系列全套管全回轉鉆機主要結構楔形夾緊裝置，與傳統夾緊機構相比無論在什么位置都能夾緊套管，并使套管保持高的垂直精度，而且套管的拉拔阻力越大，夾緊力也就越大；4套馬達減速機，可以提供足夠的扭矩，傳遞給套管強大的回轉力，可適應復雜的地層及切削障礙物；液壓垂直裝置，保證施工中鉆孔的垂直度，隨時糾正施工中套管角度；孔徑變更裝置，使得鉆機適用于多種直徑的變更要求；輔助夾緊裝置，能更好地保證套管的垂直度，同時在大深度挖掘時彌補配套起重機起吊能力不足的問題；履帶式行走裝置，可使鉆機在場地上方便自行移動及樁心定位；強大功率的發動機，能夠給設備提供大的扭矩，能夠適應任何復雜困難的地層；微電腦的操控平臺，可根據工況調節轉速、扭矩、壓入力，使鉆機處于最佳工作狀態，提高工作效率；刀頭載荷自動控制系統，在切削硬巖時能夠很好地保護刀頭及有效地提高切削效率；瞬間增強系統，保證在碰到障礙物時，可瞬間加大起拔力和扭矩，有效排除障礙物；應急系統，在動力站上設置的控制系統，當出現故障時，可使用該系統完成施工作業；動力站行走裝置，使動力站在施工現場能夠自如行走，很好地完成鉆機的對位工作；其支撐機構在工作時能夠保證設備的平穩及安全。配合DTR系列全套管全回轉鉆機的液壓動力站的規格、型號和技術性能見表2。

主要附屬機具設備

主要附屬機具設備包括履帶式起重機（15t以上）、鋼套管（與不同鉆孔直徑匹配）、沖抓斗（與不同鉆孔直徑的鋼套管匹配）、沖擊錘（與不同鉆孔直徑的鋼套管匹配）。電力配套設備包括10000V高壓開閉站、1000kVA箱式變電站和300kW發電機，這3種電力配套設備的數量視鉆孔直徑、鉆孔深度及樁數匹配。其他深度附屬機具設備（電焊機及裝載機等）根據不同的施工情況而匹配。

效益分析

鑒于喀斯特地層場地素填土、卵石土厚度較大、中風化基巖持力層埋深較大、地下水較豐富、成樁條件較差及易坍塌等地質狀況的特殊性，若采用普通的泥漿護壁鉆沖空灌注樁工法，將會發生漏漿、樁孔傾斜、卡鉆、埋鉆、崩塌、清孔困難、混凝土漏失及樁身缺陷、斷樁等問題；若采用DTR傘套管全回轉鉆機成孔灌注樁將會取得顯著的技術、經濟、社會和環境效益。

技術效益

鋼套管起到了護壁作用，避免施工過程中出現塌孔等安全隱患，可在各種土層和巖層中施工，成孔時可直觀地判別土層和巖層特征，便于確定樁長。成孔直徑和深度大，速度快；成孔質量高，垂直度偏差小。樁周存在泥皮降低樁側阻力是泥漿護壁灌注樁的一大癥結，而本工法采用全套管護壁，幾乎不產生泥皮，成孔成樁質量高，另外，孔底虛土少，在相同的地層土質條件下，與同樁徑同樁長的泥漿護壁灌注樁相比，其承載能力可提高15%以上。

社會效益

應用全套管護壁，不使用泥漿護壁，無泥漿配制及儲運作業，無泥漿污染環境的公害；施工時噪聲低，振動小，更適合于市區內的施工，環境保護效果好。

經濟效益

成孔直徑可控，充盈系數小，與其他成孔方法相比，可節約大量的混凝土用量，節約施工成本；與泥漿護壁灌注樁相比，承載力可較大提高，每元預算價格的單樁承載力特征值高，性價比高。

綜上所述：本工法具有顯著的技術經濟效益和社會效益。

工程實例

廣西河池市俊蒙金地王一期工程位于廣西河池市金城江區河池高中南側。所建工程地上29層，地下2層，占地面積7000m²，采用盾安DTR1505H全套管全回轉鉆機施工的基樁總數57根，樁徑為1200mm和1500mm，樁長12.67～33.00m。金地王二期工程繼續采用盾安D TRI 505H全套管全回轉鉆機施工工法，于2012年10月開始開工，該二期工程仍在順利進行中。

根據鉆探提示，該場地復蓋層主要是由第四系沖積（Qel）成因的粉質黏土組成，下伏基巖為二疊系中統茅口組（P2m）灰巖地層。各層巖土的分布及工程特征自上而下分述如下：粉質黏土層；黃褐色至棕褐色，土體顆粒較細，局部含粉砂透鏡體及20%以內的粗粒成分，黏性及韌性中等，無搖震反應，切面稍粗糙，局部較軟、濕，層厚8.00～11.60m；微風化灰巖；青灰色，細晶至微晶結構，巖體完整性較好，節理裂隙較發育，充填方解石脈，溶蝕輕微，巖心柱狀，清水鉆進平穩，巖體基本質量等級Ⅲ級，揭示厚度5.85～52_30m。在粉質黏土層和微風化灰巖之間為溶洞與溶蝕破碎帶，層厚為1.30～18，40m。

該工程場地平坦，上覆第四系粉質黏土分布厚度不均，局部基巖面起伏較大，不良地質作用主要為巖溶。勘察結果表明：在該場地揭露的溶洞、槽及溶蝕破碎帶數量大，顯示該場地巖溶非常發育；據132個鉆孔統計，遇洞（槽）率高達97.0%；從巖溶發育規模上看，溶洞（槽）或破碎帶高0.2m～20.4m不等，一般溶洞（槽）高度在1～2m左右，溶槽、溶洞規模不等，分布無規律，溶洞（槽）以充填可塑至軟塑狀黏性土為主，個別無充填，故場地巖溶發育較強。

根據地下水賦存條件及水動力特征，場地內地下水類型可分為上層滯水和灰巖巖溶裂隙水。上層滯水賦存與土層中，主要接受大氣降水及附件生產生活排水滲漏的補給，其水位及水量主要受大氣降水影響，水量少，水位埋深淺，分布不均勻。巖溶裂隙水主要賦存于基巖溶洞、溶隙中。由于場地內巖溶普遍發育較強，單樁孔涌水量可達15～30m³/h或以上。據本次勘察，初見水位一般在3—5m（麗度-13～-15m），而終孔穩定水位普遍在0.5m左右（高程約10.3m）。

該高層住宅樓以微風化灰巖作樁端持力層，按嵌巖樁考慮，依據《建筑地基基礎設計規范》

（GB50007—2002）單樁豎向承載力特征值估算結果如下：Ra=11310kN（樁徑d=1200mm）和Ra=176701dN（樁徑d=1500mm）。

該場地素填土，溶蝕破碎帶及卵石土厚度大，微風化灰巖持力層埋深較大，地下水較豐富，成樁質量條件差，若采用鉆（沖）孔灌注樁，容易產生樁孔垮塌的后果，此后設計方推薦采用全套管全回轉鉆機施工工法。一期工程從2011年12月開工，2012年10月順利完工。DTR全套管全回轉鉆機施工工藝流程及施工要點按前文第5部分的要求進行。采用低應變法對57根樁檢測結果表明全部為Ⅰ類樁。 （本講完）