旋挖鉆機成孔在基礎工程中安全高效的應用

李慧軍

(晉城煤業(yè)集團勘察設計院勤豐基礎工程有限公司，山西晉城 048006)

近幾年來，旋挖鉆機的引進與應用，在工程中被廣泛使用。它具有成孔速度快，勞動強度低，相鄰干擾少，自動化程度和安全保障高，同時具有移動方便，樁身承載力高等特點，在實際現(xiàn)場施工中污染源大大減少，有效改善施工環(huán)境，同時降低施工成本，是一種先進、優(yōu)質(zhì)、高效的施工工藝，尤其在工程工期較緊，場地狹小，環(huán)保要求高的工程項目，應用前景十分看好。

下面以晉城市某大醫(yī)院工程實例說明。利因素。因此，采用先進的旋挖鉆機成孔來保證工程按期完成。

1 工程概況

擬建場地位于太行山西緣南端，沁水盆地東南緣;以構(gòu)造剝蝕中低山為主，屬于低山丘陵地貌單元。場地已經(jīng)人工改造，較平坦，地面標高范圍766.4 m ～769.27 m，最大高差2.8 m。樁采用旋挖灌注樁，樁基混凝土強度等級為C30。樁徑為1 m。樁長不小于24 m，共計473根，單樁承載力特征值3 000 kN?？辈熨Y料表明，該場地地基土主要由雜填土、素填土、粉質(zhì)粘土、強風化泥巖、砂巖、石灰?guī)r等組成。據(jù)土性及力學性質(zhì)差異自上而下可劃分①～⑦個土層。水位埋深1.5 m～8.8 m，水位標高757.59 m～766.83 m之間，最高水位766.83 m。根據(jù)業(yè)主要求，本工程要在100 d內(nèi)完工，而且又面臨冬期施工，存在施工難度大，工期短等不

2 施工準備

1)組織技術(shù)人員熟悉圖紙、地層和前期遺留下的地下隱蔽障礙物的位置以及有關(guān)資料，通過圖紙會審掌握設計及施工要求，認真研究工程各軸線及樁位位置關(guān)系，掌握基準點數(shù)據(jù)資料，制定放線定位方案和措施，報監(jiān)理審查批準。2)根據(jù)工期和現(xiàn)場需要，同時進場中國三一重機SR250型履帶式旋挖鉆機1臺、德國BG25C型旋挖鉆機1臺、泥漿攪拌器3臺、鋼筋加工機械2套、電焊機10臺、挖掘機2臺、裝載機3臺、25 t吊車1臺及相關(guān)設備等。3)組織材料進場，進場后按照施工平面布置圖進行堆放，并按照要求對原材料進行取樣復試?；炷霖洷热疫x擇質(zhì)量可靠、信譽好、供貨及時的混凝土公司，及時聯(lián)系確定。4)臨時水管的鋪設采用明鋪的方法，通過道路的位置采用暗鋪，埋深700 mm。現(xiàn)場水源根據(jù)給定的位置，采用DN50鍍鋅鋼管進行敷設，分別接至施工現(xiàn)場，辦公區(qū)等臨時用水位置。5)本工程樁基使用2臺鉆機，成孔和清孔作業(yè)工人也相應分成2個班組，混凝土灌注分2個班組，鋼筋班為2個組，電工、機械維修和其他專業(yè)工人為1個班組，共需要勞動力工50人。

3 施工工藝及方法

3.1 施工工藝流程

旋挖鉆機施工工藝流程見圖1。

圖1 旋挖鉆機施工工藝流程圖

3.2 測量控制

依據(jù)《樁位平面布置圖》和規(guī)劃給定的控制點，根據(jù)測量技術(shù)人員計算的控制點和樁位的坐標關(guān)系采用全站儀測放樁位。樁位點復核無誤后，定好十字線控制樁，拉上十字線，其交點與定位鋼筋中心正對。鉆機就位要準確、穩(wěn)固，鉆頭中心與孔位中心即十字線重合，其水平位置偏差小于1 cm。

3.3 成孔

1)成孔方法:采用旋挖鉆成孔。本工程共計473根樁，樁徑1 000 mm，設計樁頂標高－6.3 m，設計樁長24 m，分片區(qū)2臺旋挖鉆機同時進行，根據(jù)設計要求，配合業(yè)主、監(jiān)理單位進行試驗樁的施工，在施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場實際條件采用泥漿護壁施工工藝，在鉆進過程中要慢提鉆桿，低速鉆進，利用泥漿與地下水壓力差控制好水壓力，來確?？妆诘姆€(wěn)定，直至鉆至設計深度，提出孔外的鉆渣，裝入自卸汽車運到合適地點以達到環(huán)境保護要求。2)埋設護筒:鉆機就位后，在現(xiàn)場技術(shù)人員的指導下，將護筒埋入地下一定的深度，一般護筒埋深1.5 m～1.7 m，內(nèi)徑要比樁徑大200 mm～400 mm，提出鉆頭后，再用鉆斗將護筒壓到預定深度，護筒平面位置與垂直度應準確，護筒底角應緊密，不透水。然后在護筒內(nèi)取土成孔，根據(jù)現(xiàn)場情況護筒應高出地面30 cm左右為宜。3)鉆機就位后，先對鉆桿進行豎直度檢測和調(diào)整，防止鉆桿在鉆進過程中發(fā)生變化，鉆進時原地順時針旋轉(zhuǎn)開孔，根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況進行進尺速度控制，操作人員要隨時觀察鉆桿是否垂直，通過深度計數(shù)器控制深度，在鉆進過程中要連續(xù)施工，做到人歇鉆機不歇，因機械故障檢修時，不得長時間終止，鉆頭要離孔底5 m以上。根據(jù)地勘報告，剛開始8 m之內(nèi)是粉質(zhì)粘土，每次進尺控制在50 cm之內(nèi)，進尺鉆入5 m時如鉆機工作正常，可適當加快速度，每次控制在70 cm～90 cm之內(nèi)，隨之進入泥巖，由于遇到阻力，鉆機速度要適當減慢，鉆過泥巖進入風化巖時，可適當減速慢進，并適當增加泥漿比重及稠度，施工實踐表明，在鉆進過程中，鉆桿的提升速度要控制在0.4 m/s，如果提升速度過快，容易造成負壓，導致塌孔。4)由于2臺鉆機同時工作，鉆孔時采用跳挖方式進行，防止出現(xiàn)串孔現(xiàn)象，等樁的混凝土澆筑完畢24 h后，才能進行下一根樁施工，用來保證樁的質(zhì)量。鉆斗內(nèi)提出的土渣，應及時清理到孔外4 m遠的地方，并及時向孔內(nèi)補充泥漿，用來保持孔內(nèi)壓力平衡。每次提出鉆斗時，鉆斗內(nèi)的土渣應清理干凈，檢查鉆桿連接銷子和鋼絲繩的狀況，發(fā)現(xiàn)有磨損斷股情況，應立即更換。

4 成孔質(zhì)量

4.1 成孔質(zhì)量檢查方法

成孔質(zhì)量檢測方法主要有檢孔器檢查法，檢孔器用鋼筋加工，類似鋼筋籠，但有一點和鋼筋籠不同，普通的鋼筋籠加強筋焊接在主筋里面，而檢孔器的加強筋焊在主筋外面，而且兩端要做成錐形，主筋鋼筋采用φ20 mm，有效長度為6倍的外徑，在每根樁成孔完畢后，利用檢孔器檢測孔徑、孔位偏斜、孔彎等各項指標，等各項指標均在允許偏差范圍內(nèi)時，方可進行下道工序施工。

4.2 清孔

第一次清孔:鉆至設計標高時利用鉆機自身反循環(huán)系統(tǒng)進行清孔，保持孔內(nèi)泥漿循環(huán)，將鉆頭提離孔底50 cm，上下空轉(zhuǎn)活動，激起孔底的土渣，第一次清孔泥漿粘度值不宜偏小，相對密度要控制在1.03 ～1.10，粘度控制在17 s～20 s，含砂率不大于2%，清孔完畢后方可進行放置鋼筋籠工作。

第二次清孔:在灌注混凝土導管安放完成后，對孔深、孔底沉渣、泥漿比重等進行復測。當沉渣大于設計規(guī)定值時需要二次清孔，導管底口距離沉渣面10 cm～20 cm，通過導管擺動，將沉渣激起隨泥漿流出孔外，為防止清孔不徹底，還需用一個帶釬的測錘和一個平板的測錘，兩次測量孔深，若兩次測孔深度與設計相同，證明孔內(nèi)沉渣已經(jīng)清理干凈，否則還要繼續(xù)清理。二次清孔結(jié)束后，報請監(jiān)理驗收合格后，方可進行澆灌混凝土工作。

5 結(jié)語

工程實踐證明，旋挖鉆機成孔是高效、快速、經(jīng)濟可行的，效果是十分明顯的，本工程在結(jié)束后進行了地基承載力試驗，試驗結(jié)果均滿足設計要求，而且克服冬季施工等諸多困難，斗嚴寒、戰(zhàn)冰雪，從成孔、制作安裝鋼筋籠到澆筑混凝土，提前10 d圓滿的完成了該工程施工，取得了可觀的經(jīng)濟效益，得到了業(yè)主的認可。

[1] GB 50202-2002，建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[2] JGJ 94-2008，建筑基樁技術(shù)規(guī)范[S].

[3] JGJ 106-2003，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].

[4] GB 50202-2002，建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[5] 劉應雷.談旋挖鉆機在復雜地層中的應用[J].山西建筑，2012，38(19):82-83.