旋挖鉆機(jī)在風(fēng)化巖層鉆孔灌注樁施工中的應(yīng)用

王繼宏

隨著近年來現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,高、大、重建筑越來越多,采用樁基礎(chǔ)特別是灌注樁基礎(chǔ)作為建筑基礎(chǔ)已經(jīng)成為建筑業(yè)的一種發(fā)展方向。旋挖鉆機(jī)恰好在鉆孔灌注樁工程施工中發(fā)揮著越來越重要的作用,特別是在風(fēng)化巖地層施工中彰顯其優(yōu)越性,旋挖鉆機(jī)技術(shù)也在發(fā)展中逐步成熟,在樁基工程中它彰顯出特有的施工作業(yè)優(yōu)點(diǎn),即工期縮短、效率高、機(jī)械化程度高、施工環(huán)境相對清潔等等,因此旋挖鉆機(jī)在樁基施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

1 工程及地質(zhì)概況

在鉆孔灌注樁施工中,地層千變?nèi)f化,因此給成孔施工帶來了困難和挑戰(zhàn)。本工程位于長治市襄垣縣境內(nèi),場地為舊平房,地形基本平坦,地勢總體趨勢是西高東低,地下水位在-6.0 m左右,所處的地貌單元為黃土丘陵前坡地,工程勘察報(bào)告揭示的地層自上而下如下:

2 工程難點(diǎn)和施工機(jī)械的選擇

本工程地層比較復(fù)雜,成孔過程中會遇到濕陷性、鐵錳及鈣質(zhì)結(jié)核、砂巖、泥巖地層,而濕陷性地層需要控制好成孔鉆進(jìn)速度、泥漿比重、泥漿量等防止塌孔;巖性地層施工時(shí)鉆孔鉆進(jìn)阻力大、鉆進(jìn)速度慢,也會遇到憋鉆、跳鉆的現(xiàn)象,給施工帶來困難。

結(jié)合上述原因我公司選用SH645型全液壓旋挖鉆機(jī)作為成孔機(jī)械,該鉆機(jī)具有轉(zhuǎn)矩大、機(jī)動靈活、安裝方便、機(jī)身自動調(diào)平、施工效率高等特點(diǎn),而且機(jī)身配備不同類型的鉆具,能適應(yīng)各種地層的施工。

3 旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用

3.1 施工準(zhǔn)備

開工前應(yīng)將施工所需的設(shè)備、材料、檢測工具,“三通一平”等全部準(zhǔn)備完畢,拆除建筑物基礎(chǔ),水準(zhǔn)點(diǎn)校驗(yàn)、技術(shù)資料準(zhǔn)備齊全,并在施工現(xiàn)場設(shè)置泥漿池,安裝好3PNL型泥漿泵,提前一天制備好泥漿。

3.2 旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀

旋挖鉆機(jī)是國內(nèi)外比較先進(jìn)的一種樁基施工設(shè)備,具有高效性、低污染、多功能等特點(diǎn),在國內(nèi)外灌注樁施工中得到廣泛的應(yīng)用,而且在我國大城市如北京、上海、西安、廣州等地應(yīng)用比較廣泛。

3.3 本工程旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用

本工程場地狹小,施工工期緊,相鄰周圍為混凝土路面,因此選用旋挖鉆機(jī)。根據(jù)工程地質(zhì)情況分為3個(gè)階段成孔即水位以上成孔、中間部分成孔、巖層成孔。

1)水位以上成孔。本地層主要是黏土層,容易保證施工質(zhì)量,但是開始成孔不能加壓,同時(shí)注意地下水位和地層變化。2)中間部分成孔。該部分位于地下水位以下,會遇到濕陷性地層,因此該部分施工時(shí)要格外注意成孔速度和孔內(nèi)水位變化?？變?nèi)出水后,需要向孔內(nèi)加注已制備好的泥漿,控制好泥漿比重,泥漿面要高出水位線1.0～1.5以上。3)巖層成孔。當(dāng)鉆具攜帶散裝巖石碎屑,鉆機(jī)進(jìn)尺緩慢時(shí),說明已經(jīng)入巖層,這時(shí)要提高泥漿比重,降低鉆進(jìn)速度,加足壓力,以便直接傳至鉆頭,實(shí)現(xiàn)有效碎巖。

若使用上述方法,仍然有進(jìn)尺緩慢的情況出現(xiàn),則改用單螺錐鉆頭鉆進(jìn),單螺錐鉆頭材料選用厚4 mm高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)錳板制作而成,且板上加設(shè)高強(qiáng)度合金鉆珠,鉆頭選用三塊高強(qiáng)度合金鋼20 cm長、8 cm寬,削成尖狀按 60°安裝在鉆頭上,以便鉆進(jìn)。之后改換筒式鉆頭出渣,多次重復(fù)使用以利快速鉆進(jìn)。

當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)30 cm左右時(shí),停止下壓和回轉(zhuǎn)鉆頭,逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)鉆頭,稍向下送行,緩慢上升提鉆,避免碰撞孔壁,提離孔口后鉆機(jī)自身旋轉(zhuǎn)至自卸車處,打開鉆斗卸渣,然后關(guān)閉鉆斗底蓋,旋回孔位,慢慢將鉆斗放至孔底,依次重復(fù)進(jìn)行即可完成成孔。

4 注意事項(xiàng)

1)鉆孔前,縱橫調(diào)平鉆機(jī),成孔過程中保持鉆機(jī)垂直穩(wěn)固。2)鉆進(jìn)時(shí)原地順時(shí)針旋轉(zhuǎn)開孔,然后以斗自重、鉆桿自重作為初始壓力,不能加壓,避免初始樁孔傾斜,成孔至3 m左右方可加壓,壓力控制在90 kPa左右,鉆機(jī)先慢后快,逐漸正常鉆進(jìn)。3)遇巖層時(shí)需要經(jīng)常更換鉆頭,改用單螺錐和筒鉆交替使用成孔;遇到憋鉆及跳鉆現(xiàn)象時(shí),要減壓鉆進(jìn),當(dāng)減壓至鉆頭運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后,再緩慢加壓,經(jīng)反復(fù)操作,如還不能解決問題,說明孔內(nèi)可能有孤石等,不能采用強(qiáng)行加壓鉆進(jìn),要改用其他辦法成孔。4)在成孔過程中要時(shí)刻注意孔內(nèi)泥漿面高度,根據(jù)實(shí)際情況適宜調(diào)整泥漿比重,保持孔壁內(nèi)外壓力平衡。

5 結(jié)語

本次施工中,我公司采用旋挖鉆機(jī)成孔,并對鉆具和鉆進(jìn)工藝進(jìn)行了改進(jìn),適應(yīng)了本地層的實(shí)際情形,提高了成孔效率,高質(zhì)量的完成了施工任務(wù)。但是鉆孔灌注樁為地下隱蔽工程,施工中受到諸多因素的制約,特別是在成孔環(huán)節(jié),地層千變?nèi)f化,因此在具體施工中要依據(jù)地層的類型,采取積極有效的措施,并在施工中不斷克服出現(xiàn)的種種困難,進(jìn)行改進(jìn)和總結(jié),優(yōu)質(zhì)高效地完成任務(wù)。

[1]梁海東.旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)[J].山西建筑,2008,34(10):117-118.

[2]JGJ 94-94,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JGJ 79-2002,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].