旋挖樁施工工藝47370

1、 旋挖樁施工工藝一、旋挖樁的定義 旋挖樁是鉆孔灌注樁的一種，一般是指由旋挖鉆機(jī)施工的樁型，全稱旋挖鉆孔灌注樁，工程上簡(jiǎn)稱旋挖樁。適用于黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風(fēng)化巖層。 二、旋挖樁的發(fā)展前景 20世紀(jì)80年代開(kāi)始，鉆孔灌注樁在我國(guó)被廣泛應(yīng)用于高層建筑、地鐵車站、城市立交橋、公路及鐵路橋梁、大壩基礎(chǔ)等領(lǐng)域，其成孔工藝技術(shù)及設(shè)備也不斷發(fā)展、改進(jìn)。先后采用的成孔工藝有沖擊鉆進(jìn)、沖抓鉆進(jìn)、正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)，以及旋挖鉆進(jìn)等。所使用的設(shè)備也逐步發(fā)展，從最初的烏卡斯沖擊鉆機(jī)、沖抓機(jī)、巖心鉆機(jī)加裝轉(zhuǎn)盤改裝成大口徑回轉(zhuǎn)工程鉆機(jī)，到研制出專用的回轉(zhuǎn)樁孔施工鉆機(jī)

2、、大口徑?jīng)_擊反循環(huán)鉆機(jī)等，以及從國(guó)外引進(jìn)并逐漸自行生產(chǎn)先進(jìn)的旋挖鉆機(jī)。在上述鉆孔灌注樁成孔施工技術(shù)中，旋挖鉆進(jìn)工藝代表了當(dāng)今的先進(jìn)水平，是今后基礎(chǔ)處理施工技術(shù)的發(fā)展方向之一。 我國(guó)旋挖鉆進(jìn)技術(shù)的發(fā)展, 早在1984年，天津探礦機(jī)械廠就首次引進(jìn)美國(guó)RDI公司的旋挖鉆機(jī)并進(jìn)行消化吸收,20世紀(jì)80年代末至90年代初，一些施工企業(yè)看到了旋挖鉆進(jìn)技術(shù)在施工中體現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢(shì)，逐漸從國(guó)外引進(jìn)旋挖鉆機(jī)。但由于種種原因，這一先進(jìn)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展比較緩慢，到90年代末期，我國(guó)旋挖鉆機(jī)的擁有量也就100臺(tái)左右，而且就是這為數(shù)不多的鉆機(jī)，也沒(méi)有完全用于生產(chǎn)施工，許多企業(yè)購(gòu)置施挖鉆機(jī)后，由于運(yùn)行成本較高，并未用于生

3、產(chǎn)施工中，仍然采用一些傳統(tǒng)的方法進(jìn)行施工。 近幾年，隨著青藏鐵路、北京鳥(niǎo)巢等項(xiàng)目的推動(dòng)，國(guó)外進(jìn)口品牌不斷涌入，我國(guó)同類產(chǎn)品也在逐步發(fā)展起來(lái)。基礎(chǔ)工程施工行業(yè)逐漸認(rèn)識(shí)到了旋挖鉆進(jìn)技術(shù)的優(yōu)越性，使得這一技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展非常迅速。據(jù)悉，在北京五環(huán)路的基礎(chǔ)施工中，旋挖鉆機(jī)已占了絕大多數(shù)，最多時(shí)達(dá)到了30多臺(tái)；而在青藏鐵路格拉段的凍土施工中，中鐵集團(tuán)要求必須采用旋挖鉆進(jìn)施工工藝，2002年上半年在該工地施工的旋挖鉆機(jī)數(shù)量已達(dá)到80臺(tái)左右。由此可見(jiàn)，旋挖鉆進(jìn)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展前景是非常大。 旋挖樁技術(shù)被譽(yù)為“綠色施工工藝”，在我國(guó)有很好的發(fā)展前景，我國(guó)同類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)也處于急速發(fā)展的上升和成熟時(shí)期。今天，我國(guó)

4、正處在一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種工程建設(shè)急需大量的建設(shè)機(jī)械，特別是公路橋梁、鐵路、水利、城市發(fā)展，需要大量的樁工機(jī)械設(shè)備，從其發(fā)展的速度來(lái)看，旋挖鉆機(jī)的市場(chǎng)需求量還是比較大。三、旋挖樁的適用性 旋挖樁適用地層范圍較廣，有較強(qiáng)的適應(yīng)性，其適用地質(zhì)條件如下： 1、適用于砂巖、灰?guī)r、花崗巖及黏土層、砂層、淤泥質(zhì)等地層中； 2、適用于嵌巖樁施工，一般在單軸抗壓強(qiáng)度30MPa以下硬巖中成孔速度較理想； 3、適用于軟弱地層，成孔速度較快，如有塌孔情況可采用套管跟管鉆進(jìn)或鋼護(hù)筒護(hù)壁的方法處理。 四、旋挖鉆具 常見(jiàn)的旋挖鉆頭有螺旋鉆頭、旋挖斗、筒式取芯鉆頭、擴(kuò)底鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭、液壓抓斗和擠石鉆頭。針對(duì)不

5、同地層各類鉆頭的適用性如下：（1）粘土：選用單層底的旋挖鉆斗，如果直徑偏小可采用兩瓣斗或帶卸土板的鉆斗。（2）淤泥、粘性不強(qiáng)土層、砂土、膠結(jié)較差粒徑較小的卵石層，可選用雙層底的鉆挖鉆斗。（3）硬膠泥：選用單進(jìn)土口的（單雙底皆可）旋挖鉆斗，或斗齒直螺旋鉆斗。（4）凍土層：含冰量少的可用斗齒直形螺鉆斗和旋挖鉆斗，含冰量大的可用錐形螺旋鉆頭。（5）膠結(jié)好的卵礫石和強(qiáng)風(fēng)化巖石：可選用錐形螺旋鉆頭、雙層底的旋挖鉆斗或是擠石鉆頭。（6）中風(fēng)基巖：可選用截齒筒式取心鉆頭、錐形螺旋鉆頭、雙層底的旋挖鉆斗，截齒直形螺旋鉆頭、雙層底的旋挖鉆斗或是擠石鉆頭。（7）微風(fēng)化基巖：可選用牙輪筒式取心鉆頭、錐形螺旋鉆頭、雙

6、層底的旋挖鉆斗或是擠石鉆頭。 五、旋挖鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 1 1、廣泛的適應(yīng)性、廣泛的適應(yīng)性 旋挖樁適用不同地質(zhì)工程。只要配備不同鉆頭，即可用于對(duì)付砂層、土層、卵礫石、巖層等不同地質(zhì)，不受地域限制； 在硬土地層，由于傳統(tǒng)鉆機(jī)的自重有限，不可能給鉆頭施加更大的進(jìn)給壓力。而旋挖鉆機(jī)由于采用動(dòng)力頭裝置，動(dòng)力頭的給進(jìn)力加上鉆桿的重量，鉆進(jìn)能力強(qiáng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在相同的地層中，旋挖鉆機(jī)的成孔速度是轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)的510倍。 2 2、成孔速度快成孔速度快 旋挖鉆機(jī)的成孔速度最快能達(dá)到1m/min，與傳統(tǒng)的循環(huán)鉆機(jī)相比優(yōu)勢(shì)明顯，這樣就能夠有效地保證工程的進(jìn)度，節(jié)省工期，減少施工投入。3 3、安全、安全、環(huán)保特點(diǎn)突出環(huán)保特點(diǎn)突出

7、 設(shè)備自動(dòng)化程度高，人員配備簡(jiǎn)單，大大減少了工地意外事故的發(fā)生。 目前國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)鉆機(jī)多采用連接鉆桿形式和掏渣桶掏渣，在鉆進(jìn)過(guò)程中多采用泥漿循環(huán)方式，在施工中需在場(chǎng)內(nèi)設(shè)置泥漿池，文明施工難以控制。而旋挖鉆機(jī)采用動(dòng)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，在不需要泥漿支護(hù)的情況下就可以實(shí)現(xiàn)干法施工，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，泥漿含量較低，這使污染源大大減少，改善了施工環(huán)境，成孔效率大大提高。4 4、成孔質(zhì)量高、成孔質(zhì)量高 、樁體承載力高、樁體承載力高 旋挖鉆機(jī)采用內(nèi)伸縮全導(dǎo)桿鉆進(jìn)，能保證樁的垂直度，且樁徑誤

8、差小，孔底殘?jiān)啃?。旋挖鉆機(jī)的特殊成孔工藝，其鉆頭的多次上下往復(fù)，使孔壁粗糙、不易產(chǎn)生縮徑。與傳統(tǒng)的鉆孔樁相比，旋挖樁的承載力顯著提高。 5 5、設(shè)備性能先進(jìn)，自動(dòng)化程度高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)設(shè)備性能先進(jìn)，自動(dòng)化程度高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng) 旋挖鉆機(jī)為履帶式全液壓自行式鉆機(jī)，采用全套液壓系統(tǒng)，有些還配備先進(jìn)的電腦操作系統(tǒng)。機(jī)、電、液一體化高度集中，結(jié)構(gòu)緊湊，操縱靈活方便，機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)可自行移動(dòng)，自立桅桿，移動(dòng)、對(duì)孔位方便、快捷。旋挖鉆機(jī)的安裝、拆卸無(wú)需輔助設(shè)施來(lái)完成，且能適應(yīng)復(fù)雜地形的工地，移動(dòng)方便。六、旋挖鉆機(jī)的局限性1 1、施工土層的制約、施工土層的制約 旋挖鉆機(jī)主要適用于土層、砂層，以及較

9、松散的、粒徑較小的卵礫石層，在粘性土層鉆進(jìn)效果最佳，而在硬巖層、較致密的卵礫石、孤石層施工比較困難，并容易發(fā)生孔內(nèi)事故和機(jī)械事故，體現(xiàn)不出旋挖鉆進(jìn)的優(yōu)越性。2 2、整機(jī)的價(jià)格較貴、整機(jī)的價(jià)格較貴 目前國(guó)產(chǎn)旋挖鉆機(jī)價(jià)格約為400500萬(wàn)元，進(jìn)口鉆機(jī)價(jià)格在600萬(wàn)元以上，對(duì)于一般的基礎(chǔ)施工企業(yè)，一次性投資幾百甚至上千萬(wàn)元購(gòu)置設(shè)備有一定困難。3 3、運(yùn)行成本較高運(yùn)行成本較高 設(shè)備價(jià)格昂貴，其運(yùn)行成本自然就會(huì)較高。根據(jù)鉆機(jī)制造商介紹以及用戶的實(shí)際使用情況來(lái)看，旋挖鉆機(jī)的全負(fù)荷正常工作壽命為6300h，超過(guò)這一壽命后，一些部件就需要更換修理，尤其是卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)主泵、動(dòng)力頭以及鉆桿等，這些部件都比較

10、貴，損壞后更換時(shí)間也較長(zhǎng)。這就使得旋挖鉆機(jī)在實(shí)際使用中的運(yùn)行成本大大增加，相應(yīng)提高了樁基的施工成本。而目前由于樁基市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，層層轉(zhuǎn)包，工程價(jià)格都比較低，利潤(rùn)空間小，使用旋挖鉆機(jī)施工，雖然施工效率較高，工程質(zhì)量也較好，但利潤(rùn)卻很低甚至虧損。4 4、工程量的制約、工程量的制約 正由于旋挖鉆機(jī)價(jià)格昂貴，運(yùn)行成本較高，旋挖鉆機(jī)施工的工程量要大，場(chǎng)地要開(kāi)闊、平整，不能在地表松散、泥濘、沒(méi)有夯實(shí)的場(chǎng)地施工，以免鉆機(jī)沉陷翻倒。旋挖鉆機(jī)設(shè)備較重，一套設(shè)備一般要達(dá)到幾十噸甚至上百噸，如果單項(xiàng)工程量較小，則搬遷費(fèi)用很高，而且占用時(shí)間長(zhǎng)，時(shí)間利用率低，這些都不利于旋挖鉆機(jī)發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。所以，只有當(dāng)單項(xiàng)工程量較大時(shí)

11、，使得旋挖鉆機(jī)能夠較長(zhǎng)時(shí)間在同一工地施工，減少搬遷費(fèi)用，提高時(shí)間利用率，才能較好地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。 七、旋挖樁施工工藝旋挖樁施工流程旋挖樁施工流程泥漿池循環(huán)池沉淀池泥漿處理及廢渣外運(yùn)測(cè)量定位護(hù)筒埋設(shè)樁機(jī)就位吊放鋼筋籠吊放導(dǎo)管補(bǔ)漿排渣鋼筋籠制作制作試塊澆注水下砼移機(jī)鉆孔清孔1、測(cè)量定位 復(fù)核建設(shè)單位提供的測(cè)量控制點(diǎn)符合要求后，測(cè)設(shè)的測(cè)量控制網(wǎng)，定出各樁位中心點(diǎn)。定位后埋設(shè)鋼護(hù)筒并固定，以雙向十字線控制樁中心。開(kāi)鉆前必須先校核鉆頭的中心是否與樁位中心重合。在施工過(guò)程中還須經(jīng)常檢測(cè)鉆具位置、垂直度等有無(wú)發(fā)生變化，以保證正確成孔。2、護(hù)筒埋設(shè) 護(hù)筒有定位、保護(hù)孔口和維持水位高差等重要作用，可采用打埋和挖埋

12、等設(shè)置方法。當(dāng)挖埋時(shí)，護(hù)筒與坑壁之間用粘土填實(shí)。埋設(shè)好的護(hù)筒應(yīng)豎立標(biāo)識(shí)牌或彩帶圈圍，防止人員掉陷。 3、泥漿制備 為了防止坍孔，穩(wěn)定孔內(nèi)水位及便于挾帶鉆碴，采用澎潤(rùn)土制備成泥漿進(jìn)行護(hù)壁。泥漿護(hù)壁是利用泥漿與地下水之間的壓力差來(lái)控制水壓力，以確?？妆诘姆€(wěn)定，所以泥漿的比重則起到保持這種壓力差的關(guān)鍵作用。如果鉆孔中的泥漿比重過(guò)小，泥漿護(hù)壁就容易失去了阻擋土體坍塌的作用;如果泥漿的比重過(guò)大，則容易使泥漿泵產(chǎn)生堵塞甚至使混凝土的置換產(chǎn)生困難，使成樁質(zhì)量難以得到保證。要充分發(fā)揮泥漿的作用，其指標(biāo)的選取是非常重要的。根據(jù)工程的具體情況，泥漿指標(biāo)可參照如下數(shù)據(jù)： 4、鉆孔旋挖鉆機(jī)在鉆孔過(guò)程中要根據(jù)土層情況合

13、理調(diào)節(jié)泥漿的比重、粘度 。針對(duì)不同地層情況 ，選擇合適的鉆頭，控制鉆進(jìn)速度 。通過(guò)在鉆桿上設(shè)置導(dǎo)向環(huán)，保證鉆孔的垂直度。5、清孔 A、一次清孔 成孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí) ，測(cè)試泥漿指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)及時(shí)調(diào)整。然后將鉆頭放入孔底掃孔，撈去沉渣，清孔必須徹底，清孔結(jié)束，測(cè)量孔深，作為第二次清孔后測(cè)沉淤的依據(jù)。B、二次清孔 導(dǎo)管吊放完成后，用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)錘測(cè)沉淤值，測(cè)試進(jìn)、出口泥漿指標(biāo)，利用水泵或加氣的方法二次清孔，孔底沉渣一般控制在15cm范圍內(nèi)。 5、 鋼筋籠制作安裝 鋼筋籠制作方面要嚴(yán)格控制，重點(diǎn)是鋼筋籠外徑和直線度，主筋搭接、縱橫筋交叉點(diǎn)的焊接質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋籠制作、安裝上采取合理措施，避免安裝時(shí)

14、鋼筋籠刮傷孔壁，增加孔底沉渣厚度。鋼筋籠的吊裝應(yīng)3點(diǎn)起吊，保持籠軸線重合。入孔時(shí)，始終需保持垂直狀態(tài)，對(duì)準(zhǔn)孔位徐徐輕放，保持穩(wěn)定，避免碰撞孔壁，一旦遇阻立即查明原因，禁止晃動(dòng)和強(qiáng)行沖擊下放。6、導(dǎo)管吊放 導(dǎo)管要定期進(jìn)行水密性試驗(yàn)，下導(dǎo)管前要檢查是否漏氣、漏水和變形，是否安放了密封圈。導(dǎo)管要依次下放，全部下入孔內(nèi)后，應(yīng)放到孔底，以便核對(duì)導(dǎo)管長(zhǎng)度及孔深，然后提起3050cm，進(jìn)行二次清孔。 7、水下混凝土澆筑 水下混凝土澆筑是最后一道關(guān)鍵性的工序，施工質(zhì)量將嚴(yán)重影響灌注樁的質(zhì)量，所以在施工中必須注意以下幾點(diǎn):(1)導(dǎo)管必須嚴(yán)密，長(zhǎng)度適中，保證底端距孔底3050cm；(2)混凝土拌和必須均勻，坍落度

15、控制在180220mm，首批混凝土必須保證封底成功；(3)混凝土澆筑必須連續(xù)作業(yè)，嚴(yán)禁中斷澆筑;(4)澆筑過(guò)程中應(yīng)有專人記錄，以防導(dǎo)管提升過(guò)猛或?qū)Ч苈袢脒^(guò)深，造成斷樁；(5)灌注樁的頂面標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值高50100cm，以確保樁頂混凝土的質(zhì)量。 八、旋挖樁易出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施 1 1、卡埋鉆具、卡埋鉆具 卡埋鉆具是旋挖鉆進(jìn)施工中最容易發(fā)生的、也是危害較大的事故，因此在施工過(guò)程中一定要采取積極主動(dòng)的措施加以預(yù)防，一旦出現(xiàn)事故，要采取有效措施及時(shí)處理。1.1 發(fā)生的原因及預(yù)防措施 (1) 較疏松的砂卵層或流砂層，孔壁易發(fā)生大面積塌方而造成埋鉆。在鉆遇此地層前，應(yīng)提前制定對(duì)策，如調(diào)整泥漿性能、埋設(shè)長(zhǎng)

16、護(hù)筒等。 (2) 粘泥層一次進(jìn)尺太深孔壁易縮徑而造成卡鉆。所以，在這類地層鉆進(jìn)要控制一次進(jìn)尺量，如在15m深度以下鉆進(jìn)時(shí)，一次鉆進(jìn)深度最好不超過(guò)40cm 。 (3) 鉆頭邊齒、側(cè)齒磨損嚴(yán)重而無(wú)法保證成孔直徑，鉆筒外壁與孔壁間無(wú)間隙，如鉆進(jìn)過(guò)深，則易造成卡鉆。所以，鉆筒直徑一般應(yīng)比成孔直徑小6cm以上，邊齒、側(cè)齒應(yīng)加長(zhǎng)，以占鉆斗筒長(zhǎng)的23為宜，同時(shí)在使用過(guò)程中，鉆頭邊齒、側(cè)齒磨損后要及時(shí)修復(fù)。 (4) 因機(jī)械事故而使鉆頭在孔底停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致鉆頭筒壁四周沉渣太多或孔壁縮徑而造成卡埋鉆。因此，平時(shí)要注意鉆機(jī)本身的及時(shí)保養(yǎng)和維修，同時(shí)要調(diào)整好泥漿性能，使孔底在一定時(shí)間內(nèi)無(wú)沉渣。1.2卡埋鉆具處理措施(1) 直接起吊法，即用吊車或液壓頂升機(jī)直接向上施力起吊。(2)鉆頭周圍疏通法，即用反循環(huán)或水下切割等方法，清理鉆筒四周沉渣，然后再起吊。(3)高壓噴射法，即在原鉆孔兩側(cè)對(duì)稱打2個(gè)小孔(小孔中心距鉆頭邊緣05m左右)然后下入噴管對(duì)準(zhǔn)被卡的鉆頭高壓噴射，直至兩孔噴穿，使原孔內(nèi)沉渣落入小孔內(nèi)，即可回轉(zhuǎn)提升被卡鉆頭。(4)護(hù)壁開(kāi)挖法，即卡鉆位置不深時(shí)，用護(hù)筒、水泥等物品護(hù)壁，人工直接開(kāi)挖清理沉渣。2 2、主卷?yè)P(yáng)鋼繩拉斷、主卷?yè)P(yáng)鋼繩拉斷 鉆進(jìn)過(guò)程中如操作不當(dāng)，易造成主卷?yè)P(yáng)鋼繩拉斷。因此，鉆進(jìn)過(guò)程中，要注意提下鉆時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)卷繩和出繩