旋挖鉆機(jī)施工方法及設(shè)備的具體應(yīng)用

摘要：隨著北京市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑越建越高和交通立體化程度越來(lái)越高，這就對(duì)建筑、橋梁的基礎(chǔ)提出了更高的要求。為了改善地層的承載能力，增強(qiáng)建筑、橋梁的穩(wěn)定性，鉆孔灌注樁在建筑、橋梁基礎(chǔ)中使用日益增多。

旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)被譽(yù)為“綠色施工工藝”，其特點(diǎn)是工作效率高、施工質(zhì)量好、塵土泥漿污染少。其方法是利用國(guó)際先進(jìn)設(shè)備——旋挖鉆機(jī)施工，自動(dòng)定位，垂直旋孔，成孔質(zhì)量好。此方法自動(dòng)化程度和鉆進(jìn)效率高，鉆頭可快速穿過(guò)各種復(fù)雜地層，在樁基施工特別是城市樁基施工中具有非常廣闊的前景。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆機(jī);鉆孔灌注樁;泥漿

1.工程概況

1.1概況

擬建中央電視臺(tái)新臺(tái)址建設(shè)工程A標(biāo)段樁基、土方工程（以下簡(jiǎn)稱本工程）位于北京市朝陽(yáng)區(qū)東三環(huán)中路32號(hào)，光華路與東三環(huán)路交界處的CBD中央商務(wù)區(qū)。該工程包括CCTV主樓、服務(wù)樓及室外工程。

樁基參數(shù)如下：

樁徑：0.8m、1.2m

樁長(zhǎng)：26～35m

樁數(shù)：直徑1200樁共計(jì)658根;直徑800樁共計(jì)79根。

1.2工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地位于北京市區(qū)東部，場(chǎng)地地勢(shì)比較平坦，地面標(biāo)高37.83m～39.42m。地貌條件為：場(chǎng)地位于永定河沖洪積扇中下部，第四紀(jì)地層厚度約160m，沉積土層為粘性土、砂土和碎石土交互沉積。前期的基坑土方開(kāi)挖已實(shí)施完成，目前基坑內(nèi)各區(qū)段場(chǎng)地標(biāo)高為16.20～18.90m。

2.旋挖鉆機(jī)及其施工工藝

2.1鉆孔設(shè)備簡(jiǎn)介

BG-18型鉆機(jī)是德國(guó)寶峨天律公司組裝的旋挖鉆機(jī)，采用90%進(jìn)口件，上車部分為常州現(xiàn)代挖掘機(jī)上車。具有功率大，鉆孔速度快，自動(dòng)化程度高，移動(dòng)靈活方便，定位準(zhǔn)確，節(jié)約勞動(dòng)力，生產(chǎn)安全，工作方便，環(huán)保性能好，噪聲小，工作效率高，節(jié)約時(shí)間，降低施工成本的特點(diǎn)，是目前同等設(shè)備中較好的一種新型旋挖設(shè)備。

鉆機(jī)主要性能參數(shù)：

鉆桅高度：20.811m

鉆孔最大直徑：1800mm

鉆孔深度：51m

工作重量：70噸

動(dòng)力頭最大轉(zhuǎn)速：36rpm

扭矩：176KNM（30MPa系統(tǒng)壓力時(shí)）

主卷?yè)P(yáng)單繩拉力：160KN（30mpa系統(tǒng)壓力時(shí)）

主卷?yè)P(yáng)最大提升速度：80m/min

油缸加壓/起拔力：200/250KN

kelly鉆桿：φ359mm，長(zhǎng)48m（磨擦鉆桿）

2.2施工工藝

采用旋挖鉆機(jī)取土成孔，成樁工藝：定樁位→埋護(hù)筒→注泥漿→鉆進(jìn)取土→一次清孔→放鋼筋籠→插入導(dǎo)管→二次清孔→砼灌注→后壓漿。

3.施工中質(zhì)量控制

本文結(jié)合本工程在對(duì)鉆進(jìn)質(zhì)量有影響的幾個(gè)方面進(jìn)行了總結(jié)，以便于能在以后的施工工程中進(jìn)行參考和指導(dǎo)。

3.1護(hù)筒的埋護(hù)

本工程現(xiàn)場(chǎng)基坑在前期已經(jīng)進(jìn)行了上部土方的施工，施工作業(yè)面地層為沙層，對(duì)旋挖鉆機(jī)成孔有很大影響，孔口容易坍塌，所以專門定制高4m、厚10mm、直徑φ1.4m的護(hù)筒。

3.2泥漿的制備使用

在鉆孔灌注樁的施工過(guò)程中，為了防止坍孔，穩(wěn)定孔內(nèi)水位及便于懸浮鉆碴，采用澎潤(rùn)土制備成泥漿進(jìn)行護(hù)壁。泥漿的重要的參考參數(shù)主要有兩個(gè)：粘度和比重。

泥漿作為成孔過(guò)程的穩(wěn)定液，在孔壁處形成一薄層泥皮，使水無(wú)法從內(nèi)向外或從外向內(nèi)跟泥漿進(jìn)行置換，保證孔壁的穩(wěn)定，在這方面泥漿的粘度是決定因素。同時(shí)泥漿粘度增大可以增強(qiáng)泥漿的懸浮能力，增長(zhǎng)卵礫石、砂在泥漿中的懸浮時(shí)間，避免沉渣的過(guò)快產(chǎn)生。所以應(yīng)該根據(jù)工程的地質(zhì)情況，強(qiáng)調(diào)整泥漿配比，控制泥漿粘度，增加粘性及潤(rùn)滑感，適當(dāng)添加處理劑增強(qiáng)絮凝能力是重要的，能夠確保護(hù)壁泥皮的厚度及強(qiáng)度和泥漿的懸浮能力。

因此要充分發(fā)揮泥漿的作用，其指標(biāo)的選取是非常重要的。這就要求在實(shí)際工程的施工中，根據(jù)工程的具體情況，合理地控制泥漿指標(biāo)。

3.3鉆進(jìn)：

成孔前必須檢查鉆頭保徑裝置，鉆頭直徑、鉆頭磨損情況，施工過(guò)程對(duì)鉆頭磨損超標(biāo)的及時(shí)更換。

成孔中，按試施工確定的參數(shù)進(jìn)行施工，設(shè)專職記錄員記錄成孔過(guò)程的各種參數(shù)，如鉆進(jìn)深度、地質(zhì)特征、機(jī)械設(shè)備損壞、障礙物等情況。記錄必須認(rèn)真、及時(shí)、準(zhǔn)確、清晰。

鉆孔過(guò)程中根據(jù)地質(zhì)情況控制進(jìn)尺速度：由硬地層鉆到軟地層時(shí)，可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度;當(dāng)軟地層變?yōu)橛驳貙訒r(shí)，要減速慢進(jìn);在易縮徑的地層中，應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù)，防止縮徑;對(duì)硬塑層采用快轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，以提高鉆進(jìn)效率;砂層和卵石層則采用慢轉(zhuǎn)速慢鉆進(jìn)并適當(dāng)增加泥漿比重和粘度。

在提鉆過(guò)程中，鉆頭的底盤斗門必須保證處于關(guān)閉狀態(tài)，以防止鉆頭內(nèi)砂土或粘土落入護(hù)壁泥漿中，造成沉渣和破壞泥漿的配比。每個(gè)工作循環(huán)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)尺度，避免埋鉆事故;同時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制回轉(zhuǎn)斗的提升速度。施工實(shí)踐表明，φ1200mm的樁徑，升降速度宜保持在0.75～0.85m/s，提升速度過(guò)快，泥漿在回轉(zhuǎn)斗與孔壁之間高速流過(guò)，沖刷孔壁，破壞泥皮，對(duì)孔壁的穩(wěn)定不利，容易引起坍塌。

當(dāng)護(hù)筒埋設(shè)好后，灌入配好的泥漿液，開(kāi)始加壓旋轉(zhuǎn)鉆桿及鉆頭，鉆進(jìn)取土。當(dāng)鉆頭內(nèi)裝滿土后，將之提升上來(lái)。旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，將土棄于自卸車上運(yùn)走，關(guān)閉鉆頭活門，轉(zhuǎn)回鉆頭至鉆進(jìn)點(diǎn)，繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆孔過(guò)程中注意對(duì)孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿。鉆孔完成后，用清底鉆頭進(jìn)行孔底沉渣的第一次處理，完成第一次清孔，并用測(cè)繩測(cè)定成孔深度。

4.結(jié)束語(yǔ)

鉆孔灌注樁的整個(gè)施工過(guò)程都是隱蔽工作，每道工序都必須從嚴(yán)要求，保證施工質(zhì)量， 任何一道工序出現(xiàn)問(wèn)題都將帶來(lái)嚴(yán)重的后果。因此，要保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，必須選擇先進(jìn)的設(shè)備，合格的施工人員，嚴(yán)格把握每道工序質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)指揮人員具有周密的組織協(xié)調(diào)能力，有高度的責(zé)任心，各部門全面配合，做到精益求精，才能保證結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量。

綜上所述，在當(dāng)前施工質(zhì)量要求、環(huán)境要求和工期要求都越來(lái)越高的情況下，旋挖鉆機(jī)在樁基施工中發(fā)揮的作用會(huì)越來(lái)越大，將是北京市場(chǎng)上樁基施工中的主力軍。

作者簡(jiǎn)介：紀(jì)東偉，男，1983.10，漢族，天津市薊縣，大專，助理工程師，研究方向：水工環(huán)地質(zhì)

（北京市地質(zhì)工程勘察院 ?北京 ?100048）