長螺旋鉆孔樁在巖石地基上的應(yīng)用

王士祥+王俊博+陶立波

摘 要：在目前世界各國巖土工程中，采用砼鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是石油、礦山、交通等各類大型建筑基礎(chǔ)形式最主要的手段。該文主要通過長螺旋鉆孔樁的應(yīng)用現(xiàn)狀探索長螺旋鉆孔樁在巖石地基上的應(yīng)用前景和發(fā)展前途。

關(guān)鍵詞：長螺旋嵌巖鉆孔樁 ?巖石地基 ?牙輪掌片

中圖分類號：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0104-01

隨著人們生活水平的不斷提高和人們對環(huán)境質(zhì)量的日益重視，使建筑施工技術(shù)發(fā)展越來越快。在傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)施工中，對于復(fù)雜地層嵌巖樁，常規(guī)設(shè)計采用沖擊或回轉(zhuǎn)工藝成孔水下灌注樁，施工速度慢，易產(chǎn)生縮徑、塌孔、水下灌注斷樁、孔底沉渣超標(biāo)等質(zhì)量事故，同時泥漿排放量大，污染嚴(yán)重。尤其在冬季，如撫順地區(qū)，地表有凍土層，地下有較厚卵石層，樁端要嵌入巖石層，常規(guī)螺旋鉆頭無法施工。因此，研究一種適合長螺旋鉆進(jìn)工藝對于復(fù)雜地層嵌巖樁使用的多功能鉆頭迫在眉睫。

1 長螺旋鉆孔樁的簡單介紹

長螺旋鉆孔樁，2005年建設(shè)部推廣的建筑技術(shù)，自應(yīng)用以來，改變了傳統(tǒng)施工技術(shù)受到地下水位限制的情況，以其所用混凝土流動性強(qiáng)、骨料分散性好等特點(diǎn)，在施工中的應(yīng)用越來越廣泛。在施工中，長螺旋鉆孔樁所用的螺旋鉆機(jī)不僅可以壓灌混凝土，而且操作方便快捷，打破了傳統(tǒng)施工技術(shù)混凝土灌注速度慢的問題，成樁質(zhì)量好，工程造價較低，而且保證了施工質(zhì)量，提高了施工速度，在現(xiàn)代施工建設(shè)中的應(yīng)用得到了廣大的認(rèn)可和肯定。

2 長螺旋鉆孔樁在巖石地基上的施工研究和應(yīng)用

2.1 長螺旋復(fù)雜地層嵌巖多功能鉆頭的研究

在凍土層中采用長螺旋鉆進(jìn)工藝，要解決的核心問題是軸心壓力和鉆頭切削刃打滑問題;在卵石層中采用長螺旋鉆進(jìn)工藝，要解決的問題是提高鉆頭切削刃的抗沖擊強(qiáng)度以及鉆頭對地層的擠密作用和大顆粒上返問題;在巖石層中采用長螺旋鉆進(jìn)工藝，要解決的問題是根據(jù)巖石的硬度采用不同形式切削刃和適合巖石破碎機(jī)理的技術(shù)問題。考慮上述種種原因并通過大量的工程實(shí)踐，根據(jù)不同的巖性，采用不同形式的牙輪片作為螺旋鉆頭切削齒，加大鉆具的軸心壓力，在上述復(fù)雜巖層中起到了良好效果，并創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 長螺旋多功能嵌巖鉆頭構(gòu)成

主要由中心管、連接法蘭、長螺旋葉片、短螺旋葉片、底牙輪掌片、翼牙輪掌片、易更換合金頭、易更換刀爪、易更換底側(cè)開門等組成。

2.3 長螺旋嵌巖鉆孔樁施工優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比，長螺旋嵌巖鉆孔樁有其無可比擬的優(yōu)勢。

2.3.1 巖石地基施工過程中不再需要泥漿護(hù)壁

傳統(tǒng)的施工技術(shù)需要采用泥漿護(hù)壁以保證成孔質(zhì)量，從而帶來泥漿污染問題，而長螺旋嵌巖鉆孔樁屬于干成孔作用，施工場所保持整潔，因而節(jié)省了泥漿排放費(fèi)用，大大降低了施工成本。

2.3.2 成樁效率高，穩(wěn)定性強(qiáng)

傳統(tǒng)的施工技術(shù)由于其條件的限制，施工速度慢，而且易出現(xiàn)塌孔、縮徑、斷樁、孔底沉渣超標(biāo)等質(zhì)量事故，加之施工工藝過程相對復(fù)雜，各環(huán)節(jié)控制困難，造成整個工程建設(shè)操控性差。而長螺旋嵌巖鉆孔樁的應(yīng)用，由于其設(shè)備簡單方便，工藝先進(jìn)，技術(shù)成熟，污染小，速度快，且容易穿透傳統(tǒng)施工技術(shù)難以穿透的卵石層、流砂層，大大提高了整個工程建設(shè)的可控性。

2.3.3 長螺旋多功能嵌巖鉆頭應(yīng)用條件分析

長螺旋多功能嵌巖鉆頭與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比，比較適合凍土層、回填土層、卵石層以及中風(fēng)化以上巖層，尤其適用于復(fù)雜地層中鉆進(jìn)，如撫順地區(qū)在冬季施工，同一個鉆孔中包含了上述四種地層。

3 長螺旋嵌巖鉆孔樁施工要點(diǎn)

3.1 明確施工現(xiàn)場條件

長螺旋嵌巖鉆孔樁施工，成樁過程一般由兩臺鉆機(jī)完成，一臺嵌巖成孔，一臺灌注成樁。也可以根據(jù)嵌巖施工時間長短，采用兩臺嵌巖成孔，一臺灌注成樁。這樣可以避免由于成孔時間較長，導(dǎo)致砼離析造成堵管事故以至于影響成樁質(zhì)量。施工前，應(yīng)該對施工現(xiàn)場進(jìn)行合理布置，確保各臺施工機(jī)械都擺放在合理的位置上。

3.2 樁位、樁身控制

施工中對測量基線、水準(zhǔn)基點(diǎn)、樁位點(diǎn)要保護(hù)好，以確保二次成樁樁位的準(zhǔn)確性。

二次成樁施工前，應(yīng)該對樁位、樁號進(jìn)行復(fù)核，以保證樁位與設(shè)計相符。控制好樁位的偏差度，是保證施工質(zhì)量最重要環(huán)節(jié)。

樁身的垂直度控制在施工中的重要性也不可小覷，垂直度偏差的控制直接影響到孔底沉渣的厚度，是保證樁端進(jìn)入持力層深度的關(guān)鍵所在，是提高單樁承載力的重要環(huán)節(jié)。

3.3 孔深控制

二次成孔灌注前，應(yīng)該嚴(yán)格按各孔嵌巖深度施工記錄，對樁位、樁號進(jìn)行復(fù)核。二次成孔深度應(yīng)大于或等于一次嵌巖成孔深度，以確保灌注樁長與嵌巖成孔深度相符，最大限度減少孔底沉渣厚度，保證單樁承載力滿足設(shè)計要求。

4 如何保證長螺旋嵌巖鉆孔樁的施工質(zhì)量

4.1 完善施工質(zhì)量管理體系

施工的過程必須有專人監(jiān)管，嚴(yán)格監(jiān)督，以設(shè)計要求為基本準(zhǔn)則，注重每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和檢查，及時把握施工動態(tài)，對于施工過程中出現(xiàn)的問題要及時了解，并及時解決。

4.2 健全測量監(jiān)管體系

長螺旋嵌巖鉆孔樁在施工過程中，測量要精準(zhǔn)，要認(rèn)真，并對一些相關(guān)數(shù)據(jù)重點(diǎn)標(biāo)明。對于樁位變動，要及時核對，及時檢查，及時了解并及時解決。

4.3 做好施工前勘察、設(shè)計技術(shù)交底工作

對于一些設(shè)計方面的問題，尤其是進(jìn)入持力層深度問題，要得到勘察、設(shè)計及監(jiān)理各方面的確認(rèn)，確保進(jìn)入持力層深度符合設(shè)計要求。關(guān)于技術(shù)方面，要讓整個施工團(tuán)隊都了解到工程設(shè)計的整體方向和意圖，了解設(shè)計規(guī)劃和相關(guān)的技術(shù)要求。

4.4 把住原材料質(zhì)量關(guān)

施工材料是工程施工的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，高質(zhì)量的原材料是工程成功的一半。由于長螺旋灌注樁是先灌注砼后下鋼筋籠，所以混凝土最好采用超流態(tài)細(xì)石砼，確保鋼筋籠一次安裝到位，這是整個工程成功的關(guān)鍵。

5 結(jié)語

長螺旋嵌巖鉆孔樁以其無可比擬的優(yōu)勢在建筑業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，正確了解其實(shí)用性，避免了傳統(tǒng)施工工藝的復(fù)雜性和多樣性，保證了施工過程中每個環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性，確保了施工質(zhì)量，提高了施工水平，相信在以后施工中的應(yīng)用會有更大的實(shí)用價值和實(shí)用意義，對于促進(jìn)建筑施工的不斷發(fā)展具有極大的推動作用。

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