1、.沿海軟土地區(qū)旋挖鉆機施工摘 要：文章簡述了旋挖鉆在沿海軟土地區(qū)的實際應(yīng)用，從泥漿制備到清孔以及每個環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)的問題如何防治均進(jìn)行介紹，并針對旋挖鉆機及普通鉆機的施工特點進(jìn)行了分析比較。關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁 旋挖鉆機 施工 一、 前言鉆孔灌注樁在公路橋梁基礎(chǔ)工程施工中的普遍應(yīng)用促進(jìn)了鉆孔灌注樁成孔工藝技術(shù)及設(shè)備的不斷更新改進(jìn)。近年來，旋挖鉆進(jìn)施工在我國迅速發(fā)展起來，代表了當(dāng)今的先進(jìn)水平。該施工方法最突出的特點在于“高效”，適用于工期要求緊，施工場地受限的項目。但旋挖鉆機施工仍具有一定的局限性，沿海地區(qū)軟土地質(zhì)就是旋挖鉆施工的不利因素，由我公司承建的項目克服了地質(zhì)因素的不良影響，成功地采用了旋挖

2、鉆機成孔，現(xiàn)將主要成孔工藝說明如下：二、 工程概況本合同段主要包括疏港主線，中央大道互通立交橋梁，A、B、C、D線匝道橋。其中中央大道立交為本段的重點工程。基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑分別為1.2m、1.5m、1.8m，樁長自46m68m不等，全橋共計588根。根據(jù)施工進(jìn)度計劃，樁基施工安排2個月內(nèi)完成，工期緊、任務(wù)重。為搶工期，樁基成孔采用了旋挖鉆機。三、 主要地質(zhì)條件本工程所在地屬于沿海軟土地區(qū)。上部人工填土層層厚0.803.20m，新近沉積層層厚1.302.80m，由粘土、亞粘土和軟土組成，呈軟塑流塑狀態(tài)。第三層為第海相層，層厚14.0017.00m左右，主要為亞粘土，含有軟土夾層，該軟土夾

3、層為淤泥質(zhì)土，局部為淤泥，成流塑狀態(tài)。第四層為第陸相層，本層為河流相沉積，層厚16.0022.00m左右，由亞粘土、粉細(xì)砂、亞砂土組成，成軟塑狀態(tài)。第五層為第海相層，層厚4.008.00m左右，本層分布不均，土性變化較大，部分鉆孔以亞粘土為主，部分鉆孔又以砂性土為主，部分鉆孔亞粘土和砂性土各有揭示，砂性土又主要以粉細(xì)砂、亞砂土為主。第六層為第陸相層，本層為河流相沉積，層厚10.0016.00m左右，本層分布不均勻，土性變化較大，主要由亞粘土和砂性土組成。四、旋挖鉆機成孔工藝流程及施工注意事項1、“造漿”因鉆機施工中泥漿有防止孔璧坍塌、抑制地下水、懸浮鉆渣等作用，加之現(xiàn)場地基粘土中夾有粉細(xì)砂、亞

4、砂土，地面水位較高，因此化學(xué)泥漿調(diào)制的好壞是鉆孔樁施工是否順利的一個關(guān)鍵性指標(biāo)。經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)試驗，本合同段的化學(xué)泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土、燒堿、纖維素及自來水等制成。膨潤土：主要成分為蒙脫石、分鈣土和鈉土，使用時加入純堿改造成鈉土用于配漿。它具有相對密度低、失水量少、泥皮薄、穩(wěn)定性強、固壁能力高、鉆具回轉(zhuǎn)阻力小、造漿能力大等優(yōu)點。燒堿（Na2CO3）：用于調(diào)節(jié)泥漿的PH值，使其保證在8-10的偏堿性范圍內(nèi)，以保證水化膜的厚度，提高泥漿的膠體率和穩(wěn)定性，降低失水量，同時避免了因PH值過小而引起的鉆頭銹蝕和粘土顆粒難于分解而降低粘土的膠體率和穩(wěn)定性，也避免了PH值過大而引起的粘土顆粒凝聚力減弱而造成裂解

5、，使孔壁坍塌。纖維素（CMC）：增加泥漿粘性，使土層表面形成薄膜而防護(hù)孔壁剝落并有降低失水量的作用。自來水：所用以制備泥漿的水之所以為自來水而不是抽取現(xiàn)場的地下水或地表水，是由于該處與泰達(dá)化工區(qū)毗鄰，周圍水體被化學(xué)廢液污染，使得該區(qū)域水呈酸性，與膨潤土、燒堿等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成漿液出現(xiàn)分層現(xiàn)象，不能達(dá)到泥漿性能各項指標(biāo)。經(jīng)過現(xiàn)場多次試驗并與膨潤土廠家聯(lián)系決定，雖然成本提高，但為保證鉆孔樁質(zhì)量，該處仍采用自來水造漿。施工中泥漿配合比采用8膨潤土摻100L水，各項性能指標(biāo)如下：粘度20-28Pa·s，泥漿比重1.1-1.2，含砂率4，應(yīng)當(dāng)注意的是，由于旋挖鉆沒有自動造漿功能，護(hù)壁性能較常

6、規(guī)鉆機差，故泥漿比重需控制稍大，達(dá)到良好的護(hù)壁效果。2、泥漿池的選址根據(jù)現(xiàn)場實際情況，泥漿池一般布置在兩個墩位之間的中心線上，容量以能滿足兩個灌注樁同時施工為宜。另外，考慮到后期現(xiàn)澆箱梁施工需搭設(shè)滿堂支架，為使支架不發(fā)生不均勻沉降，產(chǎn)生質(zhì)量隱患，泥漿池的選址必須在橋區(qū)投影以外。3、護(hù)筒埋設(shè)及鉆機就位護(hù)筒多用48的鋼板加工制作成型，總長度應(yīng)滿足比地下水高出2m。根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗及地質(zhì)情況，一般采用34m長的護(hù)筒，如遇地面以下碎石層，則應(yīng)適當(dāng)加長。埋設(shè)護(hù)筒時由人工和旋挖鉆配合進(jìn)行，主要利用鉆頭的擠壓方法來調(diào)整，精確度高。 旋挖鉆底盤為伸縮式自動整平裝置，其整體自重置于可自動行走的履帶式底盤上，并在

7、操作室內(nèi)有儀表準(zhǔn)確顯示電子讀數(shù)，當(dāng)鉆頭對準(zhǔn)樁位中心十字線時，各項數(shù)據(jù)即可鎖定，勿需再做調(diào)整。4、鉆進(jìn)當(dāng)泥漿制備合格、鉆機就位準(zhǔn)確后即可開鉆。鉆進(jìn)時應(yīng)控制鉆進(jìn)速度。若鉆機升降鉆斗時速度過快，鉆斗外壁和孔壁之間的泥漿沖刷孔壁，再加上鉆斗下部產(chǎn)生較大負(fù)壓作用，易造成孔壁縮頸、坍塌現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場實踐得知鉆斗升降進(jìn)度宜保持在0.75-0.80m/s，放斗要穩(wěn)、提斗要慢、少鉆勤提。粘土層鉆進(jìn)時每回次進(jìn)尺一般控制在300-500；亞砂層或粉細(xì)砂層鉆進(jìn)時，其升降速度應(yīng)更加緩慢。特別是在地面以下12m左右的位置，該處軟土夾層為淤泥質(zhì)土，局部位淤泥，極易發(fā)生塌孔。旋挖過程中還要時刻注意通過控制盤來監(jiān)控垂直度。雖然旋

8、挖鉆機靠電腦調(diào)平，但仍有一定缺陷。當(dāng)孔壁有突起的小而堅硬又不致使鉆頭有觸碰感而彈起的硬物時，則硬物很有可能將鉆頭頂偏，引導(dǎo)鉆頭斜向鉆進(jìn)，而不易察覺，因此應(yīng)時刻監(jiān)控鉆進(jìn)垂直度，如有偏差及時糾正，保證鉆孔樁質(zhì)量。同時還應(yīng)關(guān)注孔內(nèi)水頭，必須保證每挖一斗的同時及時向孔內(nèi)注漿，使孔內(nèi)水頭保證在地下水以上11.5m，以增加水頭壓力，起到靜壓護(hù)壁作用。特別應(yīng)當(dāng)注意的是泥漿初次注入時，須垂直向樁孔中間進(jìn)行注漿，避免泥漿沿著護(hù)筒壁沖刷其底部，致使護(hù)筒底土質(zhì)松散，發(fā)生擴孔。另外，鉆機手應(yīng)做好整個過程的鉆進(jìn)記錄，尤其是地質(zhì)情況的記錄，并隨時根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整泥漿指標(biāo)和旋挖速度。5、鉆頭在鉆孔過程中，由于地質(zhì)情況的不同

9、，可采用不同的鉆頭和處理方法。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，本工程所采用的鉆頭一般為旋挖斗，鉆進(jìn)時在液壓油缸的加壓下，利用剪壓作用切削土體，并壓入鉆斗內(nèi)，進(jìn)尺結(jié)束后雙層底板反向旋轉(zhuǎn)一個角度，進(jìn)土口關(guān)閉，此時鉆頭成完全密封狀態(tài)，然后由鉆桿提出孔口后甩土。通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)削土、提升、卸土、和泥漿撐護(hù)孔壁，反復(fù)循環(huán)直至成孔。當(dāng)遇有堅硬地層時，可改用螺旋鉆頭，依靠螺旋葉片之間的空間收集從孔底切削土體，循序漸進(jìn)。鉆進(jìn)過程中如發(fā)生多次挖出但不進(jìn)尺的狀況時，要立即停止鉆進(jìn)，待查明原因進(jìn)行處理后再繼續(xù)施工，避免造成地層大面積流陷。該處旋挖鉆機施工初期，鉆至地面以下40m左右出現(xiàn)難以進(jìn)尺的現(xiàn)象，經(jīng)分析該地層為粉細(xì)砂，根據(jù)現(xiàn)場

10、實際經(jīng)驗，決定采用向孔內(nèi)投拋石塊的方法。被鉆頭切削過的石塊具有一定的粘結(jié)力，能夠起到攜帶泥砂的作用，從而使砂土入倉，達(dá)到進(jìn)尺目的。6、清孔旋挖鉆由于沉渣少，具有清孔速度較快的特點。清孔時向孔內(nèi)注入純度較高的化學(xué)泥漿，置換出孔內(nèi)的鉆孔泥漿，保證清孔后的各項指標(biāo)符合設(shè)計即規(guī)范要求。7、旋挖鉆與常規(guī)鉆機特點的比較編號區(qū)別特點比較旋挖鉆機循環(huán)鉆機1就位方式履帶式行走體系移動方便，就位僅需幾分鐘，鉆機整體置于履帶上進(jìn)行鉆孔作業(yè)通過吊車或人工簡易方法就位，對原地面要求高，輔助工作時間長2自身穩(wěn)定性的可調(diào)程度自身穩(wěn)定性通過底盤伸縮式履帶調(diào)整，機體、鉆桿及成孔垂直度由電腦控制，操作手可直接讀取，操作簡易自身穩(wěn)

11、定性和垂直度依靠墊在鉆機下面的方木和楔塊通過人工來調(diào)整，成孔垂直度只有在成孔后可測設(shè)3所使用的泥漿由膨潤土、燒堿、纖維素根據(jù)不同地質(zhì)按一定比例組成化學(xué)泥漿，泥皮薄并可重復(fù)利用，環(huán)境污染小造漿材料一般為樁體自身土質(zhì)，遇到砂性土加些粘土或膨潤土4施工需求 能源由自帶的柴油發(fā)動機輸出動力來完成鉆機的行走移動和鉆進(jìn)工作，柴油需求量大依靠現(xiàn)場提供大功率電源來完成鉆孔工作5鉆進(jìn)工藝鉆桿為液壓伸縮式，與鉆頭相連，可快速下鉆和提鉆，鉆進(jìn)速度快、效率高鉆桿間通過栓接或銷接，每鉆進(jìn)到一定深度，就必須人工加一節(jié)鉆桿，速度慢、效率低6成孔工藝用筒式鉆頭成孔，將斗齒切削下來的土擠進(jìn)容器內(nèi)，然后提出用梳齒鉆頭、滾刀鉆頭等

12、將土切削，通過循環(huán)泥漿帶出孔口五、結(jié)語本合同段中旋挖鉆機的應(yīng)用，不僅達(dá)到了加快施工進(jìn)度的目的，更積累了旋挖鉆機在沿海軟土地區(qū)施工的寶貴經(jīng)驗。與常規(guī)鉆機相比，旋挖鉆機回轉(zhuǎn)扭矩大并可根據(jù)地層情況自動調(diào)制，鉆進(jìn)時對地層擾動小，孔壁泥皮薄，形成的孔壁粗糙，有利于增加樁側(cè)摩阻力，保證樁基承載力。孔底沉渣少，易于清孔，提高了樁端承載力。在灌樁過程中由灌注記錄得知旋挖鉆機成孔無明顯的擴孔或縮頸現(xiàn)象，成孔質(zhì)量良好，根據(jù)小應(yīng)變及超聲波樁基檢測結(jié)果顯示旋挖鉆所施工的樁基均為一類樁。可以說，旋挖鉆機施工在此充分體現(xiàn)了“鉆孔速度快、鉆樁質(zhì)量好、成孔沉渣少、環(huán)境污染小”的巨大優(yōu)勢。隨著城市發(fā)展步伐的加大，高速公路的快速發(fā)展，以及旋挖鉆施工技術(shù)的成熟，旋挖鉆機在橋梁基礎(chǔ)建設(shè)中將得以更大