旋挖钻干挖孔法施工卵石含量较大土层的施工方法

舒兆亚 　韩硕

【摘要】旋挖钻干挖孔技术是在已定孔位上反复旋挖钻进，把渣掏出运走，直至钻到设计孔深的一种施工方法，与传统的冲击或回转钻进、泥浆循环护壁成孔技术相比，无论从技术上还是设备上都表现出很大的优越性。本文结合旋挖钻干挖孔技术在工程中的应用展开论述.

【关键词】旋挖钻干挖孔法；干挖法

一、操作法产生背景

中标扬州国际会展中心（三期）桩基工程设计采用钢筋混凝土灌注桩基础。桩基部分大致分为三个区域，一、三区为会展大厅部分，二区为塔楼部分。

鉆孔灌注桩共计1099 根，其中一、三区设计工程桩共947根，直径700mm，桩长11米，桩尖持力层为⑤强风化含砾砂岩。

在认真研究设计图纸、技术规范、地质勘探资料以及周边环境后，进场一台GPS300型回旋钻机以及一台旋挖钻机进行施工试桩。试桩的结果显示，GPS300型回旋钻机在进入⑤强风化含砾砂岩时由于遇岩土层内所含坚硬砾石而钻进困难，首根桩通过钻头磨碎砾石而施工至设计标高用时150个小时。旋挖钻机钻进顺利，通过钻头斗齿切割土体，大小砾石也顺利入斗，首根桩施工至设计标高用时4个小时。

根据地质资料、设计图纸以及试桩的结果等，决定调整方案，采用钢护筒护壁、旋挖钻干挖孔作业施工该项目灌注桩。

二、技术原理及性能指标

因现场地下水丰富，地下水水位较浅，基本接近工地附近的明月湖常水位，现场表层的杂填土层及砂土层含水率丰富，砂土层埋深6～8米不等，针对该情况，拟准备30根10米左右的钢护筒，采用450型振动机械手将钢护筒穿透含水率丰富的砂土层，打入不透水层（粘土层），以达到隔绝地下水的目的。然后采用旋挖钻机掏挖钢护筒内土，直至挖至设计标高。

旋挖钻干挖孔灌注桩工艺流程如下：测放桩位→打设钢护筒→检查桩中心轴线→机械就位→钻孔→安放钢筋笼和导管→灌注混凝土→成桩→拔出护筒。

三、技术的创造性与先进性

通过旋挖钻干挖孔的实施，大大的提高了施工效率和施工质量，减少了环境污染，主要体现在以下几个方面。

1、提高设备利用率、缩短工期；便于施工工序流水化。

2、改变钻进土体方式，提高效率，减少能耗。

3、节约材料，降低成本；本方案的实施由于是干作业，孔内无泥浆，无需按水下混凝土配制，从而节约了混凝土的成本。

4、减少灌注桩施工通病，保证质量。本方案上部软弱土层通过钢护筒护壁，安全可靠。

5、桩身强度高；由于是干作业，孔内无泥浆，无需按水下混凝土配制，无需提高混凝土等级，所以强度将大幅度提高。

6、桩身承载力高；本方案中的桩身混凝土直接和孔壁接触，使桩身混凝土与孔壁的接触更加密实，可大幅提高桩身摩擦力。通过旋挖钻的扩底钻头，可更大程度的提高桩端承载力，或在保证承载力的前提下减小桩身直径，降低工程成本。

7、减少环境污染源，文明施工；本方案的实施可避免夜间施工，减小噪音和光线等污染，也实现“零”泥浆排放，安全环保。

四、技术的成熟程度，适用范围和安全性

旋挖钻干挖孔技术是在已定孔位上反复旋挖钻进，把渣掏出运走，直至钻到设计孔深的一种施工方法，与传统的冲击或回转钻进、泥浆循环护壁成孔技术相比，无论从技术上还是设备上都具有很多优点。

1）适用不同地质工程。只要配备不同钻头，即可用于对付沙层、土层、卵砾石、岩层等不同地质，不受地域限制；

2）适用各种桩基工程。除用于旋挖钻进外，经简单改装后，还可用于长螺旋、地下连续墙等施工，适用范围极其广泛；

3）效率高。在一般土层，钻进进度可达20-30米/小时。速度是传统冲击钻机的几十倍；而操作人员只需配备每台班二至三人即可。

4）成孔质量高。由于采用内伸缩全导杆钻进，能保证桩的垂直度，且桩径误差小，孔底残渣量小。

5）机动性强，能独立作业。钻机的安装、拆卸无需辅助设施来完成，且能适应复杂地形的工地。占用空间小，能靠墙操作。

6）安全、环保。由于设备自动化程度高，人员配备简单，大大减少了工地意外事故的发生。同时，钻机噪音低、污染小，已成为越来越多业主的指定施工设备。

7）使用方便、维修简单。主要部件均为较为普遍的原产地部件厂家提供（如泵、发动机、马达、减速机等），可直接得到原产地厂家的售后服务支持。同时，设备结构简单，故障率极低。

五、应用情况、存在的问题及解决方案

1、应用情况

由于本方案在扬州国际会展中心（三期）桩基工程中的实施，在工期、效益、工程质量、环境保护等方面取得了很大的成功。

1）原合同工期150天，由于本方案的实施，实际工期57天完成1099根灌注桩的施工任务，为扬州地区类似工程的施工积累了宝贵的经验。

2）由原合同工期150天减少为实际施工的57天，节约了项目管理成本约12万。由于本方案的实施，实现无泥浆排放，减少泥浆池的砌筑、泥浆外运及处理约8800m3，节约成本约90万元。

3）本工程经过桩基的静载荷试验、低应变检测、混凝土取芯检测等，全部满足设计及规范要求，赢得甲方、监理、质量监督部门等高度评价。

4）旋挖钻机挖出的渣土随挖随清，无泥浆运输及排放，整个施工现场整洁有序无扬尘。

2、存在的问题

1）在旋挖钻钻进过程中，由于无泥浆护壁，极少部分桩孔在施工至孔底时出现塌孔现象。

处理：在干挖孔过程中，随时观测孔壁稳定情况，如出现塌孔迹象，暂停挖孔，向孔内回填黏土，用旋挖钻头分层挤实，回填至塌孔部位，然后向孔内注水（或注入泥浆）重新开挖。

2）少部分桩孔施工完成后，孔底出现积水现象。

处理：加快浇筑进度，安装导管插至孔底采用排水法浇筑水下混凝土。

3）在施工至第⑤层岩土时遇大块漂石。

处理：更换旋挖机钻头，使用抓斗钻头抓取大块漂石，如漂石过大，采用短螺旋钻头钻进取出。

结语：

旋挖钻干挖孔法适用不同地质工程，各种桩基工程；具有效率高，成孔质量高，机动性强，安全环保等优点，但是在实际应用中还是会存在一些问题需要应变处理的，期待科技的进步带来更先进的工程施工技术。

参考文献：

[1]岳志才 . 旋挖机成孔特点及效益分析 [J]. 建筑工程技术与设计， 2015，（14） .

[2] 吕志强 . 旋挖钻机在铁路桥梁桩基施工中的应用 [J]. 山西建筑， 2013，（26） .