旋挖鉆機(jī)成孔在基礎(chǔ)工程中安全高效的應(yīng)用

李慧軍

(晉城煤業(yè)集團(tuán)勘察設(shè)計(jì)院勤豐基礎(chǔ)工程有限公司，山西晉城 048006)

近幾年來(lái)，旋挖鉆機(jī)的引進(jìn)與應(yīng)用，在工程中被廣泛使用。它具有成孔速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，相鄰干擾少，自動(dòng)化程度和安全保障高，同時(shí)具有移動(dòng)方便，樁身承載力高等特點(diǎn)，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工中污染源大大減少，有效改善施工環(huán)境，同時(shí)降低施工成本，是一種先進(jìn)、優(yōu)質(zhì)、高效的施工工藝，尤其在工程工期較緊，場(chǎng)地狹小，環(huán)保要求高的工程項(xiàng)目，應(yīng)用前景十分看好。

下面以晉城市某大醫(yī)院工程實(shí)例說(shuō)明。利因素。因此，采用先進(jìn)的旋挖鉆機(jī)成孔來(lái)保證工程按期完成。

1 工程概況

擬建場(chǎng)地位于太行山西緣南端，沁水盆地東南緣;以構(gòu)造剝蝕中低山為主，屬于低山丘陵地貌單元。場(chǎng)地已經(jīng)人工改造，較平坦，地面標(biāo)高范圍766.4 m ～769.27 m，最大高差2.8 m。樁采用旋挖灌注樁，樁基混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。樁徑為1 m。樁長(zhǎng)不小于24 m，共計(jì)473根，單樁承載力特征值3 000 kN。勘察資料表明，該場(chǎng)地地基土主要由雜填土、素填土、粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化泥巖、砂巖、石灰?guī)r等組成。據(jù)土性及力學(xué)性質(zhì)差異自上而下可劃分①～⑦個(gè)土層。水位埋深1.5 m～8.8 m，水位標(biāo)高757.59 m～766.83 m之間，最高水位766.83 m。根據(jù)業(yè)主要求，本工程要在100 d內(nèi)完工，而且又面臨冬期施工，存在施工難度大，工期短等不

2 施工準(zhǔn)備

1)組織技術(shù)人員熟悉圖紙、地層和前期遺留下的地下隱蔽障礙物的位置以及有關(guān)資料，通過(guò)圖紙會(huì)審掌握設(shè)計(jì)及施工要求，認(rèn)真研究工程各軸線及樁位位置關(guān)系，掌握基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)資料，制定放線定位方案和措施，報(bào)監(jiān)理審查批準(zhǔn)。2)根據(jù)工期和現(xiàn)場(chǎng)需要，同時(shí)進(jìn)場(chǎng)中國(guó)三一重機(jī)SR250型履帶式旋挖鉆機(jī)1臺(tái)、德國(guó)BG25C型旋挖鉆機(jī)1臺(tái)、泥漿攪拌器3臺(tái)、鋼筋加工機(jī)械2套、電焊機(jī)10臺(tái)、挖掘機(jī)2臺(tái)、裝載機(jī)3臺(tái)、25 t吊車(chē)1臺(tái)及相關(guān)設(shè)備等。3)組織材料進(jìn)場(chǎng)，進(jìn)場(chǎng)后按照施工平面布置圖進(jìn)行堆放，并按照要求對(duì)原材料進(jìn)行取樣復(fù)試。混凝土貨比三家選擇質(zhì)量可靠、信譽(yù)好、供貨及時(shí)的混凝土公司，及時(shí)聯(lián)系確定。4)臨時(shí)水管的鋪設(shè)采用明鋪的方法，通過(guò)道路的位置采用暗鋪，埋深700 mm。現(xiàn)場(chǎng)水源根據(jù)給定的位置，采用DN50鍍鋅鋼管進(jìn)行敷設(shè)，分別接至施工現(xiàn)場(chǎng)，辦公區(qū)等臨時(shí)用水位置。5)本工程樁基使用2臺(tái)鉆機(jī)，成孔和清孔作業(yè)工人也相應(yīng)分成2個(gè)班組，混凝土灌注分2個(gè)班組，鋼筋班為2個(gè)組，電工、機(jī)械維修和其他專(zhuān)業(yè)工人為1個(gè)班組，共需要?jiǎng)趧?dòng)力工50人。

3 施工工藝及方法

3.1 施工工藝流程

旋挖鉆機(jī)施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 旋挖鉆機(jī)施工工藝流程圖

3.2 測(cè)量控制

依據(jù)《樁位平面布置圖》和規(guī)劃給定的控制點(diǎn)，根據(jù)測(cè)量技術(shù)人員計(jì)算的控制點(diǎn)和樁位的坐標(biāo)關(guān)系采用全站儀測(cè)放樁位。樁位點(diǎn)復(fù)核無(wú)誤后，定好十字線控制樁，拉上十字線，其交點(diǎn)與定位鋼筋中心正對(duì)。鉆機(jī)就位要準(zhǔn)確、穩(wěn)固，鉆頭中心與孔位中心即十字線重合，其水平位置偏差小于1 cm。

3.3 成孔

1)成孔方法:采用旋挖鉆成孔。本工程共計(jì)473根樁，樁徑1 000 mm，設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高－6.3 m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)24 m，分片區(qū)2臺(tái)旋挖鉆機(jī)同時(shí)進(jìn)行，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，配合業(yè)主、監(jiān)理單位進(jìn)行試驗(yàn)樁的施工，在施工過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件采用泥漿護(hù)壁施工工藝，在鉆進(jìn)過(guò)程中要慢提鉆桿，低速鉆進(jìn)，利用泥漿與地下水壓力差控制好水壓力，來(lái)確保孔壁的穩(wěn)定，直至鉆至設(shè)計(jì)深度，提出孔外的鉆渣，裝入自卸汽車(chē)運(yùn)到合適地點(diǎn)以達(dá)到環(huán)境保護(hù)要求。2)埋設(shè)護(hù)筒:鉆機(jī)就位后，在現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，將護(hù)筒埋入地下一定的深度，一般護(hù)筒埋深1.5 m～1.7 m，內(nèi)徑要比樁徑大200 mm～400 mm，提出鉆頭后，再用鉆斗將護(hù)筒壓到預(yù)定深度，護(hù)筒平面位置與垂直度應(yīng)準(zhǔn)確，護(hù)筒底角應(yīng)緊密，不透水。然后在護(hù)筒內(nèi)取土成孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況護(hù)筒應(yīng)高出地面30 cm左右為宜。3)鉆機(jī)就位后，先對(duì)鉆桿進(jìn)行豎直度檢測(cè)和調(diào)整，防止鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生變化，鉆進(jìn)時(shí)原地順時(shí)針旋轉(zhuǎn)開(kāi)孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行進(jìn)尺速度控制，操作人員要隨時(shí)觀察鉆桿是否垂直，通過(guò)深度計(jì)數(shù)器控制深度，在鉆進(jìn)過(guò)程中要連續(xù)施工，做到人歇鉆機(jī)不歇，因機(jī)械故障檢修時(shí)，不得長(zhǎng)時(shí)間終止，鉆頭要離孔底5 m以上。根據(jù)地勘報(bào)告，剛開(kāi)始8 m之內(nèi)是粉質(zhì)粘土，每次進(jìn)尺控制在50 cm之內(nèi)，進(jìn)尺鉆入5 m時(shí)如鉆機(jī)工作正常，可適當(dāng)加快速度，每次控制在70 cm～90 cm之內(nèi)，隨之進(jìn)入泥巖，由于遇到阻力，鉆機(jī)速度要適當(dāng)減慢，鉆過(guò)泥巖進(jìn)入風(fēng)化巖時(shí)，可適當(dāng)減速慢進(jìn)，并適當(dāng)增加泥漿比重及稠度，施工實(shí)踐表明，在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆桿的提升速度要控制在0.4 m/s，如果提升速度過(guò)快，容易造成負(fù)壓，導(dǎo)致塌孔。4)由于2臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)工作，鉆孔時(shí)采用跳挖方式進(jìn)行，防止出現(xiàn)串孔現(xiàn)象，等樁的混凝土澆筑完畢24 h后，才能進(jìn)行下一根樁施工，用來(lái)保證樁的質(zhì)量。鉆斗內(nèi)提出的土渣，應(yīng)及時(shí)清理到孔外4 m遠(yuǎn)的地方，并及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，用來(lái)保持孔內(nèi)壓力平衡。每次提出鉆斗時(shí)，鉆斗內(nèi)的土渣應(yīng)清理干凈，檢查鉆桿連接銷(xiāo)子和鋼絲繩的狀況，發(fā)現(xiàn)有磨損斷股情況，應(yīng)立即更換。

4 成孔質(zhì)量

4.1 成孔質(zhì)量檢查方法

成孔質(zhì)量檢測(cè)方法主要有檢孔器檢查法，檢孔器用鋼筋加工，類(lèi)似鋼筋籠，但有一點(diǎn)和鋼筋籠不同，普通的鋼筋籠加強(qiáng)筋焊接在主筋里面，而檢孔器的加強(qiáng)筋焊在主筋外面，而且兩端要做成錐形，主筋鋼筋采用φ20 mm，有效長(zhǎng)度為6倍的外徑，在每根樁成孔完畢后，利用檢孔器檢測(cè)孔徑、孔位偏斜、孔彎等各項(xiàng)指標(biāo)，等各項(xiàng)指標(biāo)均在允許偏差范圍內(nèi)時(shí)，方可進(jìn)行下道工序施工。

4.2 清孔

第一次清孔:鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)利用鉆機(jī)自身反循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行清孔，保持孔內(nèi)泥漿循環(huán)，將鉆頭提離孔底50 cm，上下空轉(zhuǎn)活動(dòng)，激起孔底的土渣，第一次清孔泥漿粘度值不宜偏小，相對(duì)密度要控制在1.03 ～1.10，粘度控制在17 s～20 s，含砂率不大于2%，清孔完畢后方可進(jìn)行放置鋼筋籠工作。

第二次清孔:在灌注混凝土導(dǎo)管安放完成后，對(duì)孔深、孔底沉渣、泥漿比重等進(jìn)行復(fù)測(cè)。當(dāng)沉渣大于設(shè)計(jì)規(guī)定值時(shí)需要二次清孔，導(dǎo)管底口距離沉渣面10 cm～20 cm，通過(guò)導(dǎo)管擺動(dòng)，將沉渣激起隨泥漿流出孔外，為防止清孔不徹底，還需用一個(gè)帶釬的測(cè)錘和一個(gè)平板的測(cè)錘，兩次測(cè)量孔深，若兩次測(cè)孔深度與設(shè)計(jì)相同，證明孔內(nèi)沉渣已經(jīng)清理干凈，否則還要繼續(xù)清理。二次清孔結(jié)束后，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行澆灌混凝土工作。

5 結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)踐證明，旋挖鉆機(jī)成孔是高效、快速、經(jīng)濟(jì)可行的，效果是十分明顯的，本工程在結(jié)束后進(jìn)行了地基承載力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求，而且克服冬季施工等諸多困難，斗嚴(yán)寒、戰(zhàn)冰雪，從成孔、制作安裝鋼筋籠到澆筑混凝土，提前10 d圓滿的完成了該工程施工，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，得到了業(yè)主的認(rèn)可。

[1] GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] JGJ 94-2008，建筑基樁技術(shù)規(guī)范[S].

[3] JGJ 106-2003，建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[4] GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[5] 劉應(yīng)雷.談旋挖鉆機(jī)在復(fù)雜地層中的應(yīng)用[J].山西建筑，2012，38(19):82-83.