旋挖樁與沖孔樁的技術經(jīng)濟對比

深度分析：旋挖樁與沖孔樁的技術經(jīng)濟對比近年來，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行對比、分析，為同類工程施工提供借鑒。 一.概述（1）旋挖樁旋挖樁機是用回轉(zhuǎn)斗、短螺旋鉆頭進行干、濕鉆進，逐次取土，反復循環(huán)作業(yè)成孔為基本功能的機械設備。旋挖機采用動力頭形式，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）沖孔樁沖孔樁機是利用沖擊鉆頭對孔底沖擊破碎成孔的機械設備。其工作原理是利用沖孔樁機動力裝置將具有一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)碎屑進行清理，形成具有一定直徑和深度的樁孔。 二.技術特點對比適用地層1.旋挖樁：適用于粘土層、淤泥層、砂土層、強度不高的膠結(jié)砂巖層、中風化泥巖和強風化巖，在單軸抗壓強度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)已成功進行過單軸抗壓強度120MPa巖層中的旋挖成孔施工）2.沖孔樁：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，在復雜的場地條件下（如地下漂石、建筑垃圾含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行樁基施工，其適用性高，善于“啃硬骨頭”。對場地1.旋挖樁：要求自重大，對場地要求比較嚴格。旋挖樁機工作狀態(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的正常運轉(zhuǎn)。2.沖孔樁：樁錘重量約10t，樁機重量約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1.旋挖樁：可用短螺旋鉆頭進行干挖作業(yè)，也可用回轉(zhuǎn)鉆頭在泥漿護壁的情況下進行濕挖作業(yè)。2.沖孔樁：只能采取泥漿護壁的方式?jīng)_擊成孔。鉆進速度1.旋挖樁：旋挖機采用動力鉆頭，鉆頭的鉆進力加上鉆桿、樁機的重量，鉆進能力強。據(jù)統(tǒng)計，旋挖樁機成孔速度最快能達到1m/min，在相同的地層中，旋挖機的成孔速度是沖孔樁機的3-5倍，優(yōu)勢明顯。2.沖孔樁：鉆機自身重量有限，進行硬土地層鉆孔時，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1~2m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，其整體沖進速度較低。清渣方式1.旋挖樁：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，1.4m以上樁一般在7-10cm。2.沖孔樁：孔底沉渣難以掏盡，將會使樁承載力不夠穩(wěn)定。成樁質(zhì)量1.旋挖樁：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。2.沖孔樁：成孔直徑難以統(tǒng)一、孔壁相對不夠平滑，在泥漿護壁、掏渣的情況下，極易導致孔壁附有大量泥渣沉結(jié)物，存在斷樁、樁身夾泥、蜂窩等風險較高。護筒埋設1.旋挖樁：護筒安裝方便，利用鉆機動力頭的自重、加壓油缸、額定轉(zhuǎn)矩和提升力可自動將鋼護筒壓入或拔出。2.沖孔樁：依靠有操作經(jīng)驗的工人采取沖錘及挖機等埋設。擴底1.旋挖樁：配置有配合擴大頭工具，可進行擴底施工。2.沖孔樁：無法擴底。混凝土充盈系數(shù)1.旋挖樁：由于采用電腦精確控制，旋挖樁鉆進過程中，鉆頭反復鉆進過程中鉆進角度、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1.03~1.05。2.沖孔樁：由于沖錘上下往復運動，隨著鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)帶動沖錘擺動容易造成樁孔不圓，擴孔率較高，其混凝土充盈系數(shù)一般大于1.2。持力層判定1.旋挖機在進入強度較高的巖層時，旋挖機的鉆進速度明顯降低，鉆桿有明顯的抖動，當達到預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，及時準確判斷入巖情況。2.沖孔樁機需要靠泥漿循環(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，以致未能及時準確判斷入巖，往往比設計要求入巖20~30cm才能終孔。單樁承載力1.旋挖樁機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。2.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1.旋挖在正常情況下可進行干法施工，不需要泥漿護壁，即使在特殊地層需要泥漿護壁的情況下，泥漿也只起支護作用，鉆削中的泥漿含量相當?shù)停廴驹创蟠鬁p少。2.沖擊鉆在鉆進、掏渣過程中多采用泥漿循環(huán)方式，在施工中需在場內(nèi)設置泥漿池，文明施工難以控制。淤泥排放1.旋挖樁采用干法成孔，余泥較為干燥，余泥量大約是理論方量的1.3倍左右，可降低運輸成本且運輸較為方便。工精度高，環(huán)境污染少，適應的地層