旋挖樁與沖孔樁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比分析

1、旋挖樁與沖孔樁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比分析-精品資料 本文檔格式為WORD,感謝你的閱讀。 最新最全的 學(xué)術(shù)論文 期刊文獻(xiàn) 年終總結(jié) 年終報告 工作總結(jié) 個人總結(jié) 述職報告 實習(xí)報告 單位總結(jié) 【摘要】鉆（沖）孔灌注樁近年來在工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用，本文針對旋挖成孔、沖擊成孔這兩種成孔方式，對其技術(shù)特點(diǎn)、成孔工效、施工成本等方面進(jìn)行了對比、分析，為同類工程施工提供借鑒。 【關(guān)鍵詞】旋挖樁沖孔樁成孔技術(shù)特點(diǎn)工效成本對比 TU74 A 0.引言 近年來，隨著建筑施工行業(yè)的迅速發(fā)展，鉆（沖）孔樁在工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，鉆（沖）孔樁除了在成孔方式上不同之外，其在鋼筋籠制作、鋼筋籠安裝、混凝土澆筑

2、等方面均采用了相同的工藝。其成孔方式主要有旋挖成孔和沖擊成孔兩種，在不同的施工條件下，這兩種成孔工藝的適應(yīng)性、施工效率、成本等也不盡相同。本文旨在通過對旋挖成孔、沖擊成孔這兩種成孔方式進(jìn)行對比、分析，為同類工程施工提供借鑒。 1.概述 （1）旋挖樁 旋挖樁機(jī)是用回轉(zhuǎn)斗、短螺旋鉆頭進(jìn)行干、濕鉆進(jìn)，逐次取土，反復(fù)循環(huán)作業(yè)成孔為基本功能的機(jī)械設(shè)備。旋挖機(jī)采用動力頭形式，其工作原理是用短螺旋鉆頭或旋挖斗，利用強(qiáng)大的扭矩直接將土或砂礫等鉆渣旋轉(zhuǎn)挖掘，然后快速提出孔外，形成具有一定直徑和深度的樁孔。 （2）沖孔樁 沖孔樁機(jī)是利用沖擊鉆頭對孔底沖擊破碎成孔的機(jī)械設(shè)備。其工作原理是利用沖孔樁機(jī)動力裝置將具有一

3、定重量的沖擊鉆頭提升到一定高度后讓其自由下落，利用自由下落的沖擊動力對孔底進(jìn)行周期性的沖擊破碎，過程中用泥漿循環(huán)的方式對孔內(nèi)碎屑進(jìn)行清理，形成具有一定直徑和深度的樁孔。 2.技術(shù)特點(diǎn)對比 類別 旋挖樁 沖孔樁 適用地層 適用于粘土層、淤泥層、砂土層、強(qiáng)度不高的膠結(jié)砂巖層、中風(fēng)化泥巖和強(qiáng)風(fēng)化巖，在單軸抗壓強(qiáng)度30MPa以下硬巖中成孔速度較理想。能滿足絕大多數(shù)的高層建筑和橋梁施工環(huán)境的要求。（目前國內(nèi)已成功進(jìn)行過單軸抗壓強(qiáng)度120MPa巖層中的旋挖成孔施工） 適用于填土層、粘土層、粉土層、淤泥層和碎石土層，也適用于卵石層、巖溶發(fā)育巖層和裂隙發(fā)育的巖層施工，在復(fù)雜的場地條件下（如地下漂石、建筑垃圾含

4、筋量高的鋼筋砼垃圾等場地內(nèi)）一般無須采取其他處理手段可直接進(jìn)行樁基施工，其適用性高，善于“啃硬骨頭”。 對場地 要求 自重大，對場地要求比較嚴(yán)格。旋挖樁機(jī)工作狀態(tài)自重一般在70t左右，但其履帶與地面接觸面積約7.0m2，所以要求的地基承載力在100KPa左右，在地表水比較豐富或雨季施工情況下，一般需采取回填磚渣的方式保證旋挖樁機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 樁錘重量約10t，樁機(jī)重量約15t，加上施工時產(chǎn)生的振動荷載對施工作業(yè)面層的要求高，在地表水比較豐富或雨季施工情況下，需采取擠填級配砂石方式提高土層承載力。 成孔方式 可用短螺旋鉆頭進(jìn)行干挖作業(yè)，也可用回轉(zhuǎn)鉆頭在泥漿護(hù)壁的情況下進(jìn)行濕挖作業(yè)。 只能采取泥漿

5、護(hù)壁的方式?jīng)_擊成孔。 鉆進(jìn)速度 旋挖機(jī)采用動力鉆頭，鉆頭的鉆進(jìn)力加上鉆桿、樁機(jī)的重量，鉆進(jìn)能力強(qiáng)。據(jù)統(tǒng)計，旋挖樁機(jī)成孔速度最快能達(dá)到 1m/min，在相同的地層中，旋挖機(jī)的成孔速度是沖孔樁機(jī)的 3-5倍，優(yōu)勢明顯。 鉆機(jī)自身重量有限，進(jìn)行硬土地層鉆孔時，難以保證鉆頭施加足夠的壓力，從而影響了成孔的速率，且每鉆進(jìn)12m需停鉆掏渣，大部分作業(yè)時間消耗在提放鉆頭和停鉆掏渣上，樁孔越深，提鉆、掏渣耗時越長，其整體沖進(jìn)速度較低。 清渣方式 利用旋挖鉆頭直接將土、砂礫等鉆渣旋轉(zhuǎn)挖掘，然后快速提出孔外，清渣相對干凈、徹底，孔底沉渣厚度一般可控制在3cm以內(nèi)。 通過泥漿循環(huán)清渣， 1.2m樁可控制在5-7cm

6、， 1.4m以上樁一般在7-10cm?？椎壮猎y以掏盡，將會使樁承載力不夠穩(wěn)定。 成樁質(zhì)量 孔壁比較平滑、樁徑上下一致，孔壁極少出現(xiàn)泥渣沉結(jié)物，出現(xiàn)斷樁、樁身夾泥、蜂窩等質(zhì)量問題的可能性較小。 成孔直徑難以統(tǒng)一、孔壁相對不夠平滑，在泥漿護(hù)壁、掏渣的情況下，極易導(dǎo)致孔壁附有大量泥渣沉結(jié)物，存在斷樁、樁身夾泥、蜂窩等風(fēng)險較高。 護(hù)筒埋設(shè) 護(hù)筒安裝方便，利用鉆機(jī)動力頭的自重、加壓油缸、額定轉(zhuǎn)矩和提升力可自動將鋼護(hù)筒壓入或拔出。 依靠有操作經(jīng)驗的工人采取沖錘及挖機(jī)等埋設(shè)。 擴(kuò)底 配置有配合擴(kuò)大頭工具，可進(jìn)行擴(kuò)底施工。 無法擴(kuò)底 混凝土 充盈系數(shù) 由于采用電腦精確控制，旋挖樁鉆進(jìn)過程中，鉆頭反復(fù)鉆進(jìn)過程

7、中鉆進(jìn)角度、垂直度控制精確，孔徑精確成孔質(zhì)量高，充盈系數(shù)一般為1.031.05。 由于沖錘上下往復(fù)運(yùn)動，隨著鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)帶動沖錘擺動容易造成樁孔不圓，擴(kuò)孔率較高，其混凝土充盈系數(shù)一般大于1.2。 持力層 判定 旋挖機(jī)在進(jìn)入強(qiáng)度較高的巖層時，旋挖機(jī)的鉆進(jìn)速度明顯降低，鉆桿有明顯的抖動，當(dāng)達(dá)到預(yù)判的深度后可直接將挖掘的巖土提升到地面，直接觀察孔底基巖情況，及時準(zhǔn)確判斷入巖情況。 沖孔樁機(jī)需要靠泥漿循環(huán)才能將孔底的巖渣帶出，并且還混雜了一直懸浮在其中前期巖渣，以致未能及時準(zhǔn)確判斷入巖，往往比設(shè)計要求入巖2030cm才能終孔。 單樁承載力 旋挖樁機(jī)靠筒底角刃切土成孔，成孔后孔壁比較粗糙，同鉆孔樁比較孔

8、壁幾乎沒有泥漿的涂抹作用，成樁后樁體與土體的結(jié)合程度比較高，相對而言單樁承載力要高。 沖擊成孔，在泥漿的涂抹作用下，孔壁相對光滑，單樁承載力相對要低。 環(huán)境保護(hù) 在正常情況下可進(jìn)行干法施工，不需要泥漿護(hù)壁，即使在特殊地層需要泥漿護(hù)壁的情況下，泥漿也只起支護(hù)作用，鉆削中的泥漿含量相當(dāng)?shù)停廴驹创蟠鬁p少。 在鉆進(jìn)、掏渣過程中多采用泥漿循環(huán)方式，在施工中需在場內(nèi)設(shè)置泥漿池，文明施工難以控制。 余泥排放 采用干法成孔，余泥較為干燥，余泥量大約是理論方量的1.3倍左右，可降低運(yùn)輸成本且運(yùn)輸較為方便。 因采用泥漿循環(huán)方式清渣，余泥含水量高，余泥量大約是理論方量的1.8倍左右，運(yùn)輸工程量增大且運(yùn)輸不便。 噪

9、音 旋挖樁機(jī)施工的噪聲主要來自機(jī)身發(fā)動機(jī)的聲音和鉆筒倒渣時的活門撞擊聲。旋挖機(jī)操作中發(fā)出的噪音在7090db 左右，對場地周邊環(huán)境的生活生產(chǎn)影響相對較小。 受沖孔樁機(jī)工作原理的制約，噪音污染很難避免，檢測30m范圍噪音竟達(dá)100db以上，尤其是進(jìn)入巖層沖孔施工時，噪音將更大，容易造成噪音污染。 移位 靠自身履帶可以自行移動，無需其他機(jī)械配合，從一個樁位轉(zhuǎn)移到另一樁位一般1520分鐘即可。 自身卷揚(yáng)或者起重機(jī)械配合，從一個樁位轉(zhuǎn)移到另一樁位一般則需6090分鐘甚至更長。 樁機(jī)定位 利用先進(jìn)的電子控制設(shè)備進(jìn)行樁孔的定位，并保證旋挖機(jī)始終處于最佳的鉆進(jìn)狀態(tài)。 人工控制移位、定位，定位緩慢且不精確。

10、垂直度 鉆掘精度高，通過電液先導(dǎo)自動控制系統(tǒng)，可以精確地調(diào)整機(jī)座水平度和桅桿的垂直度，垂直精度控制在1以內(nèi)。 用沖孔樁機(jī)機(jī)身的水平度、機(jī)架的垂直度、沖錘的自重來保證，精準(zhǔn)度大約控制在8以內(nèi)，施工過程中容易出現(xiàn)斜孔、彎孔。 用電負(fù)荷 采用機(jī)身柴油發(fā)動機(jī)提供動力，對施工場地沒有用電的情況尤其適用，同時也省去對電纜的拖運(yùn)布設(shè)和防護(hù)，安全性相對較高。 2.2m樁徑以下樁機(jī)單機(jī)用電量為60kw，泥漿泵用電量約30kw，總用電量約90kw。正常情況下，若配備20臺樁機(jī)，用電負(fù)荷約1800kw，用電負(fù)荷大，且存在一定的安全隱患。 人員配置 移機(jī)、掏渣均由樁機(jī)操作人員一人控制即可完成，另需配備23人負(fù)責(zé)定位、

11、埋設(shè)護(hù)筒時的輔助工作，一般一臺旋挖樁機(jī)需配備3-4人。 移機(jī)、定位、泥漿護(hù)壁、清渣等均需配備人員，一般一臺沖孔樁機(jī)需配備6-10人。 3.成孔工效對比 以廣州某高層住宅工程A為例，該工程樁基礎(chǔ)為混凝土灌注樁，樁徑分1.2m、1.5m兩種，樁長初步設(shè)為2250m，實際施工樁長為2260.8m，共324根樁。場地地質(zhì)情況由上至下分別為人工填土層、沖積層、殘積層和基巖層。其中基巖依據(jù)其風(fēng)化程度分為：全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化四個巖帶。樁端持力層為微風(fēng)化巖層，其單軸抗壓強(qiáng)度為11MPa，完全符合旋挖機(jī)的施工要求。 該工程在樁基施工過程中采用了旋挖、沖孔兩種成孔方式，其成孔工效對比如下表： 注：表中

12、數(shù)據(jù)除“旋:沖”為比值以外，其他數(shù)值單位均為m3/臺班。 因旋挖成孔50m以上僅有一樁51. 5m，不具有代表性，因此50-60m數(shù)據(jù)未納入統(tǒng)計。 從表中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中可以看出以下幾點(diǎn): （1）旋挖機(jī)、沖孔樁機(jī)整樁成孔工效隨著成孔深度的增加而逐步提高，但旋挖機(jī)的工效提升速率比沖孔樁機(jī)的大。說明旋挖機(jī)成孔工效高的優(yōu)勢在長樁成孔中能更好的體現(xiàn)出來，并且成孔深度越大，旋挖成孔的優(yōu)勢就越大。 （2）旋挖機(jī)、沖孔樁機(jī)整樁成孔工效隨著成孔直徑的增大而逐步提高，但沖孔樁機(jī)提高的速率比旋挖機(jī)的大。由于旋挖機(jī)的最大輸出扭矩是固定的，改用更大的鉆頭時，其施工效率也基本不變；而沖孔樁機(jī)因樁徑變大時，可采用更大的樁錘，

13、增大了輸出功率，因此較大幅度的提升了施工效率。說明在小樁徑樁基礎(chǔ)的施工中采用旋挖機(jī)較沖孔樁機(jī)更有優(yōu)勢，而隨著樁徑的增大，這種優(yōu)勢逐漸減小。 （3）在入微風(fēng)化巖時，旋挖機(jī)與沖孔樁機(jī)的工效比達(dá)到最大值。因為旋挖機(jī)是帶動力的主動鉆進(jìn)，在輸出功率保持一致的情況下，其對土層、巖層的破壞力是一致的；而沖孔樁機(jī)是靠樁錘的自由落體產(chǎn)生的沖擊力作為掘進(jìn)力，故對巖層的破壞力遠(yuǎn)遠(yuǎn)比對土層破壞力低；所以在入巖階段，沖孔樁機(jī)會大大的降低工效，而旋挖機(jī)雖然也降低工效，但降低的幅度沒有那么大。說明旋挖機(jī)比沖孔樁機(jī)更適合在入巖深度大或巖層地質(zhì)條件多變的情況下施工。 結(jié)合以上幾點(diǎn)，可以看出旋挖機(jī)在樁長較深、樁徑較小、巖層豐富的

14、條件下，能最大限度的發(fā)揮其優(yōu)越性，其相對沖孔樁機(jī)的工效比也將達(dá)到最大化。 4.成本對比 以廣州某高層住宅工程B為例，該工程樁基礎(chǔ)設(shè)計采用沖孔灌注樁施工，樁數(shù)量為1499根，樁身長度約為812m（平均值取10m），樁端持力層為微風(fēng)化粉砂巖，工程樁入巖深度為2m。場地地質(zhì)情況由上至下分別為人工填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)粉砂巖。取樣巖石單軸抗壓強(qiáng)度在619MPa之間，屬于較軟質(zhì)巖，完全符合旋挖樁機(jī)的施工要求。 （1）施工成本對比 從上表可以看出，在相同地質(zhì)條件下，沖擊成孔的施工成本低于旋挖成孔，其單價差最大為303.6元/m3。隨著樁徑的變大，單價差也在隨之縮小。 結(jié)合工效對比表可以看出，

15、旋挖成孔相對于沖擊成孔而言，其成孔工效為后者的3-5倍，而成孔費(fèi)用平均為后者的1.24倍，其費(fèi)用增速較緩但工效增速迅速。在增加費(fèi)用的同時，其成孔工效大幅度提高，這對緩解工期壓力、保證如期完工是極為有利的。 （2）其他成本對比 類別 旋挖樁 沖孔樁 購機(jī)費(fèi)用 整機(jī)的價格較貴，國產(chǎn)旋挖機(jī)價格約為 400500 萬元，進(jìn)口鉆機(jī)價格要 600 多萬元人民幣。對于一般的基礎(chǔ)施工企業(yè)，一次性投資幾百甚至上千萬元購置設(shè)備有一定困難。 1米樁徑的樁機(jī)，每臺大概11萬左右，1.5米樁徑的樁機(jī)，大概12萬左右。價格相對低廉，設(shè)備購置費(fèi)用較低。 維修費(fèi) 用、時長 旋挖機(jī)的全負(fù)荷正常工作壽命為 6000 多個小時，超

16、過這一壽命后，一些部件就需要更換修理，尤其是液壓系統(tǒng)主泵、動力頭以及鉆桿鉆具，而往往這些關(guān)鍵部件的維修費(fèi)用較高，時間也較長。 需經(jīng)常檢查鋼絲繩磨損情況、卡扣松緊程度、轉(zhuǎn)向裝置是否靈活，以免突然掉鉆；沖擊鉆頭磨損較快，每天均需檢修補(bǔ)焊；遇地層不均勻，特別是巖溶地區(qū)容易出現(xiàn)卡錘、掉錘、斜孔等事故，維修耗時較長，但是維修成本較低。 材料成本 混凝土充盈系數(shù)約為1.03-1.05。 混凝土充盈系數(shù)約為1.2以上，混凝土用量遠(yuǎn)多于旋挖樁。 余泥排放 余泥量大約是理論方量的1.3倍左右，可降低運(yùn)輸成本且運(yùn)輸較為方便。 余泥量大約是理論方量的1.8倍左右，運(yùn)輸工程量增大且運(yùn)輸不便。 5.結(jié)語 通過各方面的對

17、比分析發(fā)現(xiàn)，相對于沖孔樁機(jī)而言，旋挖機(jī)機(jī)動靈活，成孔速度快，施工精度高，環(huán)境污染少，適應(yīng)的地層和施工條件范圍廣，在成本略增加的情況下，其成孔工效可大幅度增加，極大程度上滿足了建筑對施工周期及施工質(zhì)量上的要求。雖然旋挖樁在設(shè)備上的一次性投入較大，但是在質(zhì)量、效率以及整體費(fèi)用上考慮仍然是較為理想的施工工藝，能夠從根本上保證經(jīng)濟(jì)效益及施工質(zhì)量。 參考文獻(xiàn)： 張威、曹汝義，中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司：多種鉆孔工藝在基坑支護(hù)樁中的應(yīng)用，山西建筑，2012年7月 趙金祥，廣州地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司：淺析旋挖樁機(jī)施工的優(yōu)缺點(diǎn)，西部探礦工程，2010年第4期 閱讀相關(guān)文檔:高校學(xué)生思想政治工作以人為本研究 水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行對改變系統(tǒng)電壓的分析 鋼錨梁壁板剪力釘抗拔承載力分析 建筑工程造價管理現(xiàn)狀及完善對策 淺析建筑經(jīng)濟(jì)成本管理中的幾個重點(diǎn)問題 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)安裝 變頻技術(shù)在工廠節(jié)能中的應(yīng)用 滾動軸承安裝