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旋挖钻孔灌注桩特性及施工工艺

来源:万方期刊网  时间:2017-09-25 09:31:53  点击:

作者:孙琪

  
  摘要:本文论述了旋挖钻孔灌注桩的技术特性,旋挖桩是钻孔灌注桩的一种。该技术具有广泛的适用性,可在传统技术难以钻进的地层中进行有效使用。使用的旋挖钻进工艺最显著的特性是成孔速度快,是当今灌注桩成孔技术的最先进水平。与传统的冲击打孔技术相比,旋挖桩施工中的噪声非常低,产生的泥浆污染少,被誉为“绿色施工工艺”。在我国进行旋挖桩施工技术的推广和应用,具有很好的发展前景。本文介绍了旋挖钻孔灌注桩的施工工艺,为类似工程施工积累了经验。
  关键词:旋挖桩;钻孔灌注桩;泥浆
 
  0前言
 
  该工艺具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔率高、适应性强大大缩短了工期,废浆少、低噪音、污染小保护了环境,克服了机械成孔时孔底沉淤土多,桩侧摩阻力低,泥浆管理差的缺点,极大地提高了施工质量。从目前看该工艺有着相当可观的经济效益和社会效益。我国正处于基础设施大发展时期,随着公路和铁路建设的发展,旋挖桩将会有更好的适应性。
  1.旋挖钻适用范围和工作原理特点
  适用范围:适用于粘性上、粉质上、砂上等上层施工。工作原理:旋挖钻通过钻斗的旋转、削上、提升、卸上,反复循环而成孔,并具有功率大、钻孔速度快、移位方便、定位准确、工作效率高、噪音小、环保的特点。旋挖钻孔灌注桩施工工艺是近年来兴起的桩基施工工艺,通过该施工工艺在某工程(以下或简称“本工程”)中的运用情况进行分析,掌握其特点,为今后选择其适用条件提供参考依据。
  2.旋挖桩施工应用的特性和局限性
  近年来,在我国桩基础施工中,特别是大型的场馆建设和公路铁路工程中,旋挖桩的应用较多。如在我国奥运会场馆修建、北京地铁修建、青藏铁路建设等工程中,该技术起到了重要的作用。
  2.1旋挖桩技术特性
  广泛的适应性。根据不同的地质条件,配备不同钻头,即可应用于不同的地质条件,地域限制对桩基施工的影响降至最低,特别是在粘性土层的桩基施工中效益显著;成孔速度快。旋挖钻机的成孔速度最快能够达到1m/min,可有效确保工程进度,节省工期,减少施工投入。大量的工程表明,将不同的成孔方式应用于相同地层中的钻进,使用的旋挖钻进工艺成孔速度最快,这对有效缩短工期是非常有利的;安全、环保特点突出。旋挖桩施工中的设备自动化程度高,人员配备简单,这对减少工地意外事故的发生是非常有利的。采用旋挖桩基施工,泥浆大大减少,噪声污染比传统冲击钻孔技术降低60%,极大的改善施工环境;成孔质量高,桩体承载力高。旋挖钻机采用内伸缩全导杆钻进,能有效确保桩的垂直度,且桩径误差小,孔底残渣小,显著提高桩体承载力。钻进过程中,钻头进行多次扫孔,可有效避免出现缩孔问题;成孔施工的自动化程度高。在成孔施工中,旋挖钻机的一体化和自动化程度很高,在场地内进行移动、立桅杆对孔位等都十分的方便。需要转场施工时,钻机的拆卸和安装都无需辅助设施,在地形复杂的工地内可自行移动,具有很强的机动性性能。
  2.2应用的局限性
  应用旋挖钻机进行桩基施工,具有显著的成孔速度和成孔质量。施工土层制约。在我国大量的工程应用中发现,将旋挖钻机应用于硬岩层以及较致密的卵砾石、孤石层时,出现孔内事故和机械事故的情况较多,难以体现出其钻进速度快的优势。1)整机价格昂贵。口前,无论是国产还是进口的旋挖钻机,其整机价格大约在400万元一600万元以上。这对于一些桩基施工企业来说,还是比较昂贵的。2)运行成本较高。旋挖钻机的价格昂贵。同时,其进行全负荷的正常工作,超过大约为6300h的寿命后,进行部件更换和修理的成本也不低。这一切都会造成采用旋挖钻机施工的成本高,使得进行桩基施工的成本大大增加。
  3.旋挖钻的施工工艺
  3.1泥浆调制
  膨润土:分为钠质和钙质两种。钠质费用较高,钙质则较为适中。膨润土泥浆具有相对密度低、粘度好、含砂量小、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。一般用量为水的8%即8kg膨润土可掺100kg的水。对于粘质上地层,可降低到3%-5%。较差的膨润土用量为水的12%左右。CMC:掺入量为膨润土的0.05%-0.1%。FCL:掺量为膨润土的0.10%-0.30%。碳酸钠:掺入量为孔中泥浆的0.1%-0.4%。PHP:掺用量为泥浆液的0.003%。搅拌机为高速回转式搅拌机,搅拌时间为10-15min膨润土遇水混合后3h就有很大溶胀性,经过1d达完全溶胀;CMC应先用清水溶为10Ic-3%的溶液再掺入到泥浆里就会很容易混合在一起。
  3.2测量定位。
  对建设单位提供的测量控制点进行复核后,进行各桩位中心点定位。在定位后的中心点埋设钢护筒并固定,以双向十字线控制桩中心,见图1。在开钻前,必须进行钻头中心是否与桩位中心重合的校核。在钻进过程中,定期对钻具位置、垂直度等进行检测,以确定成孔质量。
 
  3.3护筒埋设。
  在旋挖桩施工中,护筒的作用在于定位、保护孔口和维持水位高差等效果,见图2。选择采用打埋和挖埋等方法合理设置较多。当采用挖埋方式时,护筒与坑壁之间须使用粘土填实,应进行标识牌竖立或彩带圈围。
  4总结
  旋挖钻机施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔效率高、适应性强、环保等优点。由于旋挖钻机所形成的孔壁较粗糙,增加了桩侧摩阻力,克服了回旋钻机桩侧摩阻力低,以及孔底沉渣多,泥浆管理差的缺点。尽管旋挖钻机投资较高,但其适应性强,最终的经济效益综合指标还是远大于回旋钻机。我国正处于基础设施大发展时期,随着公路和铁路建设向中西部地区推进,该地区地质条件较为复杂,旋挖桩良好的适应性将会得到极大的体现。
  参考文献:
  [1]董志勇.旋转钻机钻孔灌注桩施工技术[J].建材与装饰(下旬),2008(6):56-58.