旋挖鉆孔灌注樁在秦皇島站區改造工程中的應用及效果分析

周強

摘要：旋挖鉆孔灌注樁技術被譽為“綠色施工工藝”，其特點是工作效率高、施工質量好、塵土泥漿污染少。與傳統的回轉鉆成孔相比，由于傳統的回轉鉆成孔本身及鉆孔工藝的原因，其鉆進效率、施工質量、環境保護及施工安全都存在明顯的劣勢。因此是近幾年國內得到大力推廣使用的一種較先進的樁基施工工藝，廣泛應用于我國的公路、鐵路、橋梁和大型建筑的基礎樁施工。本文合工程實例分析了與傳統的鉆孔工藝在設備性能、成孔工藝方面的技術經濟優勢。

Abstract： The rotary drilling technology is known as the "green construction technology"， which is characterized by high efficiency， good quality of construction， less pollution of dust and mud. Compared with the traditional rotary drilling， the drilling efficiency， construction quality， environmental protection and construction safety of the drilling efficiency， environmental protection and construction safety are obviously disadvantage compared with the traditional drilling technology. Therefore， in recent years， the country has been vigorously promoting the use of a more advanced pile foundation construction technology， widely used in our country's highway， railway， bridge and large construction of the foundation pile construction. In this paper， an engineering example is analyzed and the technical and economic advantages of traditional drilling technology in equipment performance and hole forming process are analyzed.

關鍵詞：旋挖鉆孔灌注樁；成孔工藝；效果

Key words： rotary drilling cast-in-place pile；hole forming process；effect

中圖分類號：U443.15+4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）08-0136-03

0 引言

由于傳統的回轉鉆成孔成孔速度慢，效率低，用水量大，泥漿排放量大，污染環境，擴孔率較難控制等弊端在當前工程樁基施工中逐漸被旋挖鉆孔灌注樁代替。旋挖鉆機是一種多功能灌注樁成孔機械，能夠自動調整桅桿垂直度和自動計量鉆孔深度。旋挖鉆孔施工是依靠鉆桿和鉆斗的旋轉，通過鉆斗自重和液壓設備的輔助使土屑裝滿鉆斗并提升鉆斗出土。通過鉆斗的旋轉、挖土、提升、卸土和泥漿置換護壁，反復循環而成孔。吊裝鋼筋籠、灌注混凝土、后壓漿等同其他水下鉆孔灌注樁工藝。其高效的特點可以解決一些工程工期短、場地狹窄、施工用電不足、可容納的施工設備數量有限的矛盾，大大減少了現場施工設備數量，降低了施工管理難度、提高了施工效率，而且工程質量和工期更有保證。這套工法鉆孔自動化水平高，鉆孔質量好，作業進度快，能適應各類地層的鉆孔作業要求，特別是對城市樁基的施工效果顯著。

1 旋挖樁機施工的優點

1.1 鉆進效率高

傳統鉆機根據不同的移動方式可分為平臺式、液壓步履式、滑撬式、牽引式等幾類，大多在外部設備的輔助下實現移動，工效非常低。與傳統鉆機相比，施挖鉆機從工效上就頗具優勢。旋挖鉆機可裝配在自動行走的履帶式底盤上，通過履帶行走實現在樁位之間的快速移動，利用鉆機的動力下井口護筒，鉆進時鉆桿可自動伸縮，無需重復拆裝。所以說，旋挖鉆機自動化作業水平高，而且不用其他機械輔助作業，作業效率高。

1.2 鉆進精度高

在液壓控制和電器系統，采用的是“總功率變量+恒功變量+負荷傳感系統+電液伺服控制”，鉆機可根據地層軟硬程度自動調整扭矩和鉆速比例，以保持較高的鉆進效率。鉆機底盤裝有自動整平裝置，可“微動”和伸縮。鉆孔深度和鉆塔垂直度由安裝在駕駛室中的桅桿垂直度儀進行自動控制，以確保鉆機準確就位并自動調整好垂直度。操作員可在鉆進過程中隨時查看鉆機的作業情況，以確保成孔狀態達到施工要求。

1.3 場地適應性好

首先，施工所需動力由本身所帶的柴油發動機提供，無須現場提供大容量的變配電設施，在小型發電機組的配合下就可施工。其次，對地層的適應性較廣，既適用于粘性土，也適用于砂性土，還適用于強度不高的風化巖。第三，從施工場地來講，不需要提供較大的工作面就可工作，這一特性非常適合城市狹窄場地施工。

2 旋挖鉆孔灌注樁在秦皇島站區改造工程中的應用

2.1 工程概況

秦皇島站區改造1號樓工程，設計為鉆孔樁基礎，樁數為225根，樁長12.55m，樁徑Φ600mm。混凝土強度為C35，單樁承載力設計值1200kN。鋼筋布置8Φ14，Φ6@100/200螺旋箍筋。

2.2 地質情況

本工程地基分層為：（一）雜填土（4.3-7.9m厚）；（二）粗沙礫（0.6-4.3m）強風化泥巖；（三）沙質粘性土（1.9-2.1m）；（四）混合花崗巖全風化（0.9-1.4m）；（五）混合花崗巖強風化（10m）；樁持力層為強風化內1.0m以上。（詳見《巖土工程勘察報告》。

2.3 工期及施工進度計劃

每機每兩天完成3根，施工準備十五天，共30天。

2.4 施工工藝

本工程樁基采用鉆孔灌注樁基礎，樁徑有？準600mm，主要采用旋挖鉆機鉆進/泥漿護壁成孔、導管法澆筑砼成樁工藝。

2.4.1 施工準備

施工前應作場地查勘工作，對防礙施工或對安全操作有影響的設施，應先作清除、移位或妥善處理后方能開工。

施工前應做好場地平整工作，對不利于施工機械運行的松軟場地，必須采取有效的措施進行處理。場地要采取有效的排水措施。施工用的臨時設施準備就緒，設置泥漿池和沉淀池。

測量放線，定出樁位基準線、水準基點，并妥加保護，施工前已復核樁位。

選擇和確定樁機的進出路線和成孔順序，做好技術交底。

施工機械性能必須滿足成樁的設計要求。

2.4.2 操作工藝

①工藝流程：

其工藝流程如圖1所示。

②樁位放線：

場地平整后放線定樁位，定位后要在每個樁位中心點打入一根？準16×500mm的鋼筋或竹簽做樁位標記。樁位放線后會同有關人員對軸線和樁位進行復核。軸線和樁位經復核無誤后才可施工。

③設置泥漿池及泥漿制備：

根據平面布置挖設泥漿池，用鐵桿把泥漿池四周圍護好，做好安全防護。

泥漿有保護孔壁和排渣的作用，泥漿質量應以不塌孔并達到有效排渣為目的為原則。

在施工中應做好泥漿的日常維護管理，經常測定泥漿的比重、粘度、及含砂率。清孔后及灌注砼前泥漿的各項性能指標要達到有關的設計、規范要求。達不到要求的泥漿作廢漿，用車拉出工地。

④成孔：

根據護筒的大小及現場地質情況挖埋護筒，護筒應高出地面≥30cm，護筒內徑應大于鉆頭直徑100mm，埋入土中深度在粘性土中不少于1m，在砂土中不少于1.5m，并應保證孔內漿面不低于護簡頂0.3m。

3 旋挖鉆孔灌注樁的經濟性分析

經技術人員對旋挖鉆成孔與傳統的回轉鉆成孔兩種成孔工藝在其純工作時間內進行現場觀測測定，進行對比，得出表1所示結論。

4 旋挖鉆孔工藝的成本分析

跟蹤統計大量成孔過程，采用現場計時觀測與寫實記錄法，并考慮人工幅度差系數1.2和機械幅度差系數1.33（移位、就位、下護筒等輔助作業臺班），得出Φ1.2m內、樁長30m內、粘性土地層的旋挖鉆孔成孔工藝的成本情況如表2。

以上折合每立方米成孔單價為66.8元/立方米。經市場調查，目前傳統鉆孔樁每立方米成孔單價市場價普遍在200元/立方米左右（含設備調遣、利潤、及灌注費用）。因此采用本工程采用旋挖鉆孔灌注樁工藝為工程項目節省了約30多萬元的成本，取得非常好的經濟效益。

5 結束語

總結以上分析，旋挖鉆孔灌注樁工藝在設備性能、場地和地質適應性、環境效益、工程進度和施工成本上與傳統鉆孔樁工藝相比均有較多的優勢，尤其對于我們商業綜合體項目，工程進度取得的經濟效益是相當巨大的，從整個項目綜合考慮，采用旋挖鉆機的經濟價值顯然是顯而可見的。

參考文獻：

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