旋挖桩在基坑支护桩施工的应用

旋挖桩通常是指由旋挖桩机施工的桩型，在实际的施工过程中，旋挖桩机具有很多优点。其一成孔的质量高，并且施工速度快，有效的提升了工作的效率；其次还能降低施工过程对环境造成的污染，有效地改善居民居住的环境，从源头减少传统施工的泥浆污染(特别是干成孔施工)；其三适应性广泛,旋挖桩钻头增加了先进的动力装置,在进行钻孔操作时,在钻杆重量与动力的作用下,保证钻进的速度。基于上述优点，旋挖桩在基坑支护施工中得到了广泛的应用，旋挖桩施工工艺可以有效地提高施工进度和施工质量，因此对旋挖桩在基坑支护施工中的应用进行探讨具有重要的现实意义。


1工程概况


福建省某大型办公楼总建筑面积约24万m2，其中地下建筑面积约8万m2，有两层地下室。设计人员在对地下室进行基坑支护设计时，采用的是支护排桩、高压旋喷桩、预应力锚杆的加自然放坡等多种组合方案，并且设计人员将钻孔灌注桩应用在支护排桩方面，共296条桩，设计桩径在800~1000mm，孔深在18~22m。因周围环境多变，各剖面支护方式也不一样，在城市道路及靠近老旧的建筑侧采用钻孔灌注桩加一道锚索的支护方式。钻孔灌注桩选择噪声小、环保型的旋挖桩机进行施工。


2旋挖桩机施工方法


2.1工作原理


旋挖桩机的旋式钻杆可以伸缩，通过钻具重量、油缸压力等多种作用力可以自行的定位和旋孔，使用螺旋钻头与旋挖斗,通过强大的扭力将地下土和岩屑装入钻筒之中，然后卷扬机会将地下土和岩石去除，进而形成孔状。旋挖桩机的旋挖工法主要分为两种，即干式旋挖工法和湿式旋挖工法，干式旋挖工法适用于硬性黏土，湿式旋挖工法适用于静态的泥浆护壁。旋挖桩机的工艺流程图如图1所示。


2.2施工质量控制难点


2.2.1护筒埋设目前我国提倡使用钢护筒，一般来说，护筒的内径值要比桩径大20~40cm。施工人员在施工之前，应进行实地考察，看是否需要对护筒进行焊接，如需焊接，则要在15cm左右的钢带处作刃脚。埋设护筒前，需进行路面清除，然后利用旋挖桩机进行开孔，接着可以将孔位处的土体利用机械挖出来一部分，以免出现下压困难的现象，最后将护筒埋入地下。在进行护筒埋设的过程中，要使护筒中心竖直线与桩中心线对齐，护筒中心与桩中心偏差应小于50mm，护筒安装的垂直度应不大于0.5%,(采用湿式旋挖工法时还应满足孔内泥浆面高度的要求)一旦发生偏移，施工人员要采取措施及时进行纠正，护筒埋放后，需对护筒周边进行黏土回填压实作业。2.2.2清孔1）利用专门清碴钻桶清孔:为符合沉碴厚度要求，需要配备专门的清碴钻桶进行桩底清碴。在进管套钻进时，钻头与套管的间隙小，为了防止钻头挂碰套管和减少抽吸作用，选配钻头时应带有通气孔，钻头上配带有导向装置，开合装置尽量靠近钻头中心，可选用机手一体的清碴桶或组合形式的钻头来进行桩底清碴。清孔后，孔内泥浆比重应小于1.20，黏度18～20s。2）沉渣厚度测定:沉渣厚度测量必须使用正确的测量方法，测量方法不当，造成沉渣厚度误判，就不能对沉渣厚度进行有效控制，要准确测量孔底沉渣厚度，首先需准确测量桩的终孔深度，桩的终孔深度应采用丈量钻杆长度或钢测绳的方法测定，钻杆长度或钢测绳长度应采用标准的卷尺进行复核。沉渣厚度=终孔深度-清孔后深度，清孔直至沉渣厚度满足规范要求。目前沉渣厚度的检测方法有:测绳（重锤）检测、取样盒检测和沉渣仪检测。2.2.3混凝土灌注控制混凝土灌注质量的关键在于第一斗混凝土的灌注，而第一斗混凝土的控制最关键的是初灌量的计算，要保证将导管内的泥浆一次性排出，内外隔绝，混凝土灌注时应使用隔水栓，如预制混凝土隔水栓球、砂包、细石混凝土隔水栓外裹棉布等。本工程从施工的方便程度、可靠性和经济性以及对桩身影响等方面综合考虑，采用在料斗卸料口处设置料闸，将料斗与导管接口堵住，待料斗灌满并大于初灌量后再打开料闸，确保后续灌入的混凝土不会混入泥浆造成夹桩，初灌后导管下口应被埋入混凝土1.2m以上。施工中应随时检查导管在混凝土中的埋置深度，埋深一般宜为2～6m，任何时候不得小于1m，埋深太浅容易出现断桩，埋深太深容易出现堵管，施工应控制提拔导管速度，并安排专人同步测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，以此来计算确定导管每次提升的高度与拆除的节数。


3旋挖桩机危险源分析


旋挖桩机在施工过程中的安全事故时有发生，例如起重伤害、触电事故、交通事故等。旋挖桩机是现代化大型机械，需要操作人员具有较高的专业技能和综合素质，如果疏忽大意，就极易出现旋挖桩机翻倒等事故，另外在使用旋挖桩机时，需要与起重机配合进行埋设钢筋、灌注混凝土等工作，极易引发起重伤害事故；施工现场有许多用电设备，现场中的水、泥浆等导电液体一旦渗透到用电的设备或地下的电缆线就极易引发触电事故；旋挖桩机对路面的要求度较高，而施工现场路面较为狭窄，且障碍物较多，在施工过程中常有交通事故发生。所以为了保证施工的正常的运行，施工管理人员要对这些危险源进行分析研究，并且要采取科学合理的对策予以解决。


4旋挖桩机局限性


4.1价格较贵且维修成本高


旋挖桩机价格较贵,购置成本达百万元以上，而且旋挖桩机的工作寿命是有限的,一般超过6000h就需要对液压系统主泵、钻杆钻具等部件进行维修,这需要高昂的维修费用。


4.2受施工环境限制


1）道路必须宽,因为要用大型的运输车辆才能将设备运抵施工现场。2）场地必须平整且不会下陷,因为设备自身重量大，车架桅杆高，在行走过程容易出现重心不稳情况而出现翻车事故。


5发展前景


目前，旋挖桩机已逐步推广使用，我国也从国外引进了一些先进的设备和技术，所以在未来几年内旋挖桩的技术还会持续发展，另外，随着我国城市化建设的步伐不断加快，建筑工程的建设规模也不断扩大,旋挖桩机的需求量也会逐渐的加大，所以旋挖钻施工工艺在我国还会有一个广阔的发展前景。


6结语


综上所述，旋挖桩机在基坑支护桩施工中具有至关重要的作用，符合我国社会发展的需求，相关部门应该加以重视,了解旋挖桩机的施工方法、危险源以及局限性,对于旋挖桩机施工出现的问题，要及时的进行解决，提高施工质量及效率。


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