淺談長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔成樁的質(zhì)量改進(jìn)措施

摘 要：長(zhǎng)螺旋鉆孔成樁具有成樁速度快、低噪音、無(wú)振動(dòng)、單樁承載力高、工程造價(jià)低、綜合效益好、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。近幾年在全國(guó)各地廣泛使用。但是該施工方法在施工過(guò)程中出現(xiàn)了不少質(zhì)量問(wèn)題，如憋鉆、斷樁、縮頸、夾泥夾砂等缺陷，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量。筆者根據(jù)工程施工中積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)設(shè)備的機(jī)械性能提出了改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：壓灌混凝土樁；長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)；質(zhì)量問(wèn)題；改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）12-0192-01

1 長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)壓灌混凝土樁的施工方法

施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作結(jié)束，鉆機(jī)具備施工條件后。首先是自己就位，當(dāng)鉆機(jī)鉆到設(shè)計(jì)深度后，原位轉(zhuǎn)20s，然后提鉆將鉆頭提離孔底大約10cm，同時(shí)開始泵送混凝土，邊提邊泵送，直到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，停止泵送，移鉆機(jī)到下一樁點(diǎn)孔位。

2 施工中常見的幾個(gè)質(zhì)量問(wèn)題分析

長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔壓灌混凝土樁施工過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)憋鉆、斷樁、縮頸、夾泥夾砂等質(zhì)量缺陷，給施工造成了嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。分析其原因，從客觀上看，混凝土的質(zhì)量、混凝土泵及輸送管路質(zhì)量和鉆機(jī)的功能三大部分化成一個(gè)統(tǒng)一體，哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響成樁質(zhì)量?；炷潦菙嚢枵窘y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一配料攪拌泵車供應(yīng)，質(zhì)量由供應(yīng)站保證?；炷帘眉拜斔凸苈放c長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的操作是需要協(xié)調(diào)的，它是首個(gè)質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在，有很多問(wèn)題都是由于二者的不協(xié)調(diào)造成的。

2.1 憋鉆

就是指長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在提升過(guò)程中，混凝土泵送量過(guò)大，提鉆具速度太慢，造成大量混凝土通過(guò)鉆具鉆頭被送到樁孔里，同時(shí)在泵壓的作用下，樁孔里的混凝土面向上移動(dòng)，將鉆頭和底部鉆具完全包圍在其中，擠壓在鉆桿和孔壁之間，致使鉆桿突然停止施鉆和向上提升移動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞動(dòng)力頭電機(jī)和提升卷?yè)P(yáng)機(jī)，造成埋鉆具和補(bǔ)樁。

2.2 斷樁

是指由于提鉆太快，泵送混凝土跟不上提鉆速度，或是相鄰樁太近串孔，或是灌注過(guò)程中因意外原因造成灌注停滯時(shí)間大于混凝土的初凝時(shí)間而造成的樁質(zhì)量事故。

2.3 縮頸

是指由于提鉆太快，泵送混凝土太慢，與提鉆速度不協(xié)調(diào)，或是樁間距太近等因素造成的樁質(zhì)量事故。

2.4 夾泥夾砂

這種樁質(zhì)量事故是指由于泵送混凝土?xí)r提鉆速度過(guò)快，鉆頭沒有堵在混凝土里，鉆頭兩側(cè)閥門排出的混凝土包裹了塌在孔里的流泥流砂；或是泵送過(guò)程中地層沒有塌落，而是鉆頭閥門排出的混凝土將浮漿包裹而成。

3 施工中的改進(jìn)措施

綜合分析施工中憋鉆、斷樁、縮頸、夾泥夾砂等幾個(gè)質(zhì)量事故所形成的原因，都與提鉆速度和混凝土泵排量配合不協(xié)調(diào)有關(guān)。這是現(xiàn)有長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的共同點(diǎn)。我們對(duì)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的提升速度進(jìn)行了改進(jìn)，取得了滿意的效果。

3.1 改進(jìn)原理

當(dāng)提鉆速度遠(yuǎn)小于混凝土泵送量時(shí)，造成鉆頭閥門出口阻力增大，這時(shí)鉆桿內(nèi)和輸送管路上混凝土輸送壓力增大，在泵送壓力的作用下，混凝土容易發(fā)生泌水離析。對(duì)于失水失漿的砂、碎石而言，管道或鉆桿的接縫、彎道和粗糙面都會(huì)使它的傳輸受阻并很快擠壓密實(shí)，導(dǎo)致堵管。當(dāng)提鉆速度遠(yuǎn)大于混凝土泵送量時(shí)，就會(huì)造成斷樁、縮頸夾泥夾砂等質(zhì)量缺陷。可見，要克服由于提鉆速度和混凝土泵送量的不協(xié)調(diào)匹配而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，對(duì)于不同直徑大小的樁都適應(yīng)，就應(yīng)滿足下列條件（如圖1）。也就是說(shuō)對(duì)于Mm高的樁體，其等體積的混凝土需要泵送時(shí)間t1，應(yīng)該等于鉆桿提鉆Mm所需要的時(shí)間t2。

原有的長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的主卷?yè)P(yáng)提鉆速度是邊加速的，卷?yè)P(yáng)機(jī)的卷筒轉(zhuǎn)速是一定的，隨著鋼絲繩纏繞層數(shù)的越來(lái)越多，隨之而來(lái)的繩速就越來(lái)越快，而且是非勻變速的不可控的?；炷帘盟土侩m是可調(diào)的，但也無(wú)法與提鉆速度相匹配。根據(jù)上面的公式可知，只要限定一個(gè)變量，就可求得與之匹配的另一個(gè)變量，即單繩繩速是可控的。

3.2 改進(jìn)措施

為了保證在不同樁孔徑情況下都能使提鉆速度與混凝土泵送量達(dá)到匹配平衡狀態(tài)，本著實(shí)用節(jié)約的原則。我們將主卷?yè)P(yáng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)更換為一臺(tái)交流變頻電機(jī)，通過(guò)編碼器速度反饋信號(hào)給交流矢量控制系統(tǒng)來(lái)完成主卷?yè)P(yáng)勻速提鉆功能。施工前根據(jù)樁徑的大小、充盈系數(shù)和混凝土泵的排量，選定合適的提升速度，以滿足樁質(zhì)量要求。經(jīng)過(guò)多個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的使用驗(yàn)證獲得了很好的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)提鉆主卷?yè)P(yáng)電機(jī)變?yōu)榻涣髯冾l電機(jī)，通過(guò)變頻裝置從根本上改變了原有設(shè)備提鉆的不勻速性，滿足了提鉆速度與混凝土泵送量的匹配性能，保證了樁的質(zhì)量，減少了很多事故，降低了工程施工造價(jià)。同時(shí)，勻速提鉆為清理鉆具上的殘土帶來(lái)了方便條件，在鉆機(jī)護(hù)筒的上部安裝清土器，在提鉆的過(guò)程中將殘土都清理在樁孔周圍，一是減少了鉆具的離心彎曲，延長(zhǎng)了鉆具的使用壽命，二是給施工帶來(lái)了安全，杜絕殘土掉下傷人。

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作者介紹：張桂芳（1964.1-），女，漢族，大學(xué)本科，工程師。