旋挖鉆機在灌注樁施工中的應用

荊湛

摘 要：在我國建筑工程蓬勃發展的過程中，旋挖鉆機以其高效、環保、高質、低成本的特點，正在越來越廣泛地被采用。

關鍵詞：旋挖鉆機;灌注樁施工;應用

我們通常情況下所闡述的所謂的旋挖鉆孔灌注樁是利用旋挖機成孔的一種水下灌注樁基工程，隨著建筑業的迅猛發展，高層建筑的不斷涌現，環境的不斷惡化，保護環境成為城市建筑中的突出問題，就此在城市建設中，從高層建筑的樁基設計到施工的每個環節不得不引起設計者和施工人員的重視。

1 旋挖鉆機的特點

旋挖鉆機具有模塊化、操作便捷、適應性強、安全可靠、節約高效的特點。旋挖鉆機主要由行走裝置、變幅機構、駕駛室、回轉平臺、動力系統、卷揚機構、配重、液壓系統、電氣系統、鉆桅、鉆桿鉆具等組成，可拆解成10個部分。拆分后，任意部件的重量均少于5t，滿足了在山區施工時索道運輸不大于5t的要求。旋挖鉆機底盤采用伸縮式履帶，穩定性強，行走性能優越。旋挖鉆機在鉆孔作業時可實現行走鎖定、回轉保護、高度限位、工作幅度限位等功能，并具有油溫報警、油位報警、傾角限位等裝置。在路況復雜且危險的情況下，也可以采取遙控操作，保證了操作人員的安全。除此以外，旋挖鉆機具有30°的爬坡能力，以適應不同的地形條件。旋挖鉆機成孔更為簡便，施工現場不需要太多的人員配合，還可以省去二次沖孔的步驟，產生的泥漿可以循環利用，只需要在整基基礎灌注樁施工完畢后統一運走排放到指定地點即可，相較于傳統的鉆孔灌注樁而言，無論是人工、機械還是施工工藝上都更為節約高效。

1.1 旋挖鉆機施工原理

旋挖鉆孔灌注樁施工技術的應用過程中，旋挖鉆機是必不可少的設備，該設備決定著旋挖鉆孔灌注樁施工的效率與質量。一般情況下，旋挖鉆機都存在行走裝置，當其運行至特定的位置以后，鉆機就會開始鉆工作業。旋挖鉆機底部，存在一個活門筒式鉆頭，該鉆頭的存在主要是為了在施工過程中能夠破碎巖土。此外，旋挖鉆機的應用中，鉆桿具備較好的伸縮功能，能夠在鉆孔過程中，充分發揮其靈活性的優勢，使得挖鉆機鉆斗可以對巖土進行盛裝、卸土的反復操作。當鉆孔達到設計的深度以后，要立即停止挖鉆機鉆斗的作業。鉆孔結束以后，有關施工人員要立即進行鉆孔清理，隨后，進行鋼筋籠的制作與孔口吊裝。在最終的混凝土灌注環節，需進行二次清孔作業，以保障樁基礎質量。

2 旋挖鉆機在灌注樁施工中的應用

2.1 在鉆機就位的時候鉆進

鉆機進行鉆進時，必須運用泥漿護壁鉆進，當土質條件十分好時，同時孔深已經達到十五米，就能夠直接地進行鉆進。當結束了護筒埋設的工作，就需要運用護樁拉的十字線，如此一來，能夠對鉆頭的位置進行確保，讓其和樁位中心之間對準。鉆機的操作過程中，必須重視下列幾點問題。一是，當鉆機就位后，必須調整并檢查針對性的鉆桿垂直度，完成調整工作后必須鎖住相應鉆桿，防止在鉆進期間發生不必要改變。由于要運用旋挖鉆機將空筒當中的土壤進行挖出，同時，相應地提高鉆進的速度，因此，必須合理地對泥漿密度進行調整。鉆進的時候，必須安排專業的工作人員進行檢查以及看守，在第一時間調整外加劑與膨潤土的具體數量。鉆進的過程中，需要按照地質狀況對鉆機的具體鉆進速度進行調整。就黏土層而言，能夠加快鉆機進尺，需要對砂土層進行合理地控制。鉆機進尺，防止發生不必要的問題。鉆進的過程中，必須合理地對鉆桿的速度進行把控。提升的速度過快，勢必會出現一些問題。主要包括以下幾點：一是，鉆頭下方出現負壓區，當地下水位較高的話，地下水勢必會滲入到機器的鉆孔當中，如此一來，護壁就會遭受嚴重的影響;二是，鉆頭位置的泥漿會在孔隙的作用下快速地流動，并補充空檔部分，會直接影響到泥漿護壁，很有可能導致施工隱患出現。鉆頭的下降速度不能太快，尤其是剛入鉆孔時，必須防止泥漿四濺的問題出現。

2.2 鉆進成孔

（1）鉆機取上來的渣土應及時處理。倒渣時用人工澆水以控制揚塵。（2）鉆機完活后根據機械儀表和機械施工記錄檢測成孔質量是否滿足設計要求，擴孔深度在設計值上增加500m m，孔底沉渣厚度是否符合規范要求（<50m m）;以上工序完工后請及時從孔口撤出鉆機，防止壓塌樁孔。孔口要用鐵箅子蓋上，以防止有人及雜物墜落的危險。（3）旋挖鉆機成孔后應及時的進行灌注混凝土以防止塌孔。（4）成孔采用跳挖方式，鉆頭倒出的渣土距樁孔口最小距離應大于6m，并應及時清除外運。（5）鉆進過程中，隨時清理孔口積土，遇地下水、塌孔、縮孔等異常情況時，應及時處理，鉆進過程中控制鉆進速度。（6）按試成孔確定的參數進行施工，記錄成孔過程參數。

2.3 孔底撈渣與泥漿置換

將要到達最終孔深時，要先對孔底的擾動土層和松散土層進行撈除。為了防止導管中混凝土流動性受到影響，應對樁底沉渣的厚度進行控制。利用測繩嚴格測量鉆孔深度并開展二次清孔工作?？刂颇酀{的含砂率在3%以下，在分離泥漿和砂的過程中，可以采用脫砂機。

2.4 卡埋鉆具

（1）使用優質泥漿：鉆進過程中密切關注并測試泥漿的各項指標，其中泥漿粘度低于25″，比重在1.40g/cm 3以上。（2）認真埋設護筒：護筒埋設時應確保溢漿孔離出地下水位1.0m以上，以便鉆進時，孔內泥漿保持一定的壓力，防止孔壁坍塌。護筒埋設工作是鉆孔灌注樁施工的開端，護筒平面位置與豎直度準確與否，護筒周圍和護筒底腳是否緊密、不透水，對成孔、成樁的質量都有重大的影響。埋設護筒時應通過定位的控制樁放樣，依據護筒長度挖至地面以下比護筒長度淺0.5～1.0m，把鉆孔位置標于坑底，再把護筒吊放進坑內，使護筒中心與鉆孔中心位置重合，并使護筒垂直。在中心樁位周圍埋設護樁，采用人工配合旋挖鉆機埋設，此后即在護筒周圍對稱、均勻地回填最佳含水量的粘土，要分層夯實，達到最佳密實度。夯填時要防止護筒偏斜。水下混凝土灌注完立即拔出護筒，就位后再次校核樁中心位置。（3）由于鉆頭邊齒，側齒磨損，鉆頭與孔壁間幾乎無空隙，無形中增加了提升阻力，導致埋鉆，因此在使用過程中，鉆頭邊齒和側齒磨損后要及時修復。（4）因機械事故而使鉆頭在孔底停留時間過長，導致鉆頭筒壁四周沉渣大多而埋鉆，因此，平時要注意鉆機本身的及時保養和維修，同時調整好泥漿性能，使孔底在一定時間內無沉渣。

2.5 施工注意事項

鉆斗類型結構，應以地層狀況為依據進行合理選擇，小刃角和小切削角適用于軟土層，窄彎曲齒套和大切削角適用于硬土層，包括了礫石層和砂層等。在黏土層施工時，應適當增大齒間距，防止出現“糊鉆”問題。為了保證鉆孔直徑符合工程建設要求，應對鉆斗進行定期檢查，及時更換磨損嚴重的鉆斗。在提升鉆斗時，要對其速度進行合理控制，防止較大的升降速度帶來的孔壁坍塌問題。注意根據樁徑的差異以及鉆斗的載運狀態，對升降速度進行控制。為了避免導管中的混凝土被泥漿污染，應在料斗底部設置塑料插頭，以工程建設的規定強度為參考，合理確定樁基混凝土圓柱體的抗壓強度，以合同規范對混凝土的取樣和測試工作進行管理。

3 結語

旋挖鉆機在砂性土地層中進行鉆孔灌注樁施工，成孔后孔底沉渣過厚且極易發生埋鉆事故。做好泥漿性能的全過程控制是灌注樁成樁質量的關鍵。

參考文獻：

[1]王虎.旋挖鉆機在城市高架橋樁基施工中的應用[J].中國戰略新興產業，2018（40）：244.

[2]楊廷軍.旋挖鉆機在橋梁鉆孔灌注樁施工中的應用[J].黑龍江交通科技，2017，40（3）：139.

[3] 劉海彪 . 鉆孔灌注樁施工工藝流程及質量控制措施研究[J].工程技術研究，2019，4（7）：255-256.