旋挖钻孔灌注桩在秦皇岛站区改造工程中的应用及效果分析

摘要：旋挖钻孔灌注桩技术被誉为“绿色施工工艺”，其特点是工作效率高、施工质量好、尘土泥浆污染少。与传统的回转钻成孔相比，由于传统的回转钻成孔本身及钻孔工艺的原因，其钻进效率、施工质量、环境保护及施工安全都存在明显的劣势。因此是近几年国内得到大力推广使用的一种较先进的桩基施工工艺，广泛应用于我国的公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工。本文合工程实例分析了与传统的钻孔工艺在设备性能、成孔工艺方面的技术经济优势。

Abstract： The rotary drilling technology is known as the "green construction technology"， which is characterized by high efficiency， good quality of construction， less pollution of dust and mud. Compared with the traditional rotary drilling， the drilling efficiency， construction quality， environmental protection and construction safety of the drilling efficiency， environmental protection and construction safety are obviously disadvantage compared with the traditional drilling technology. Therefore， in recent years， the country has been vigorously promoting the use of a more advanced pile foundation construction technology， widely used in our country's highway， railway， bridge and large construction of the foundation pile construction. In this paper， an engineering example is analyzed and the technical and economic advantages of traditional drilling technology in equipment performance and hole forming process are analyzed.

关键词：旋挖钻孔灌注桩；成孔工艺；效果

Key words： rotary drilling cast-in-place pile；hole forming process；effect

中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）08-0136-03

0 引言

由于传统的回转钻成孔成孔速度慢，效率低，用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制等弊端在当前工程桩基施工中逐渐被旋挖钻孔灌注桩代替。旋挖钻机是一种多功能灌注桩成孔机械，能够自动调整桅杆垂直度和自动计量钻孔深度。旋挖钻孔施工是依靠钻杆和钻斗的旋转，通过钻斗自重和液压设备的辅助使土屑装满钻斗并提升钻斗出土。通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔。吊装钢筋笼、灌注混凝土、后压浆等同其他水下钻孔灌注桩工艺。其高效的特点可以解决一些工程工期短、场地狭窄、施工用电不足、可容纳的施工设备数量有限的矛盾，大大减少了现场施工设备数量，降低了施工管理难度、提高了施工效率，而且工程质量和工期更有保证。这套工法钻孔自动化水平高，钻孔质量好，作业进度快，能适应各类地层的钻孔作业要求，特别是对城市桩基的施工效果显著。

1 旋挖桩机施工的优点

1.1 钻进效率高

传统钻机根据不同的移动方式可分为平台式、液压步履式、滑撬式、牵引式等几类，大多在外部设备的辅助下实现移动，工效非常低。与传统钻机相比，施挖钻机从工效上就颇具优势。旋挖钻机可装配在自动行走的履带式底盘上，通过履带行走实现在桩位之间的快速移动，利用钻机的动力下井口护筒，钻进时钻杆可自动伸缩，无需重复拆装。所以说，旋挖钻机自动化作业水平高，而且不用其他机械辅助作业，作业效率高。

1.2 钻进精度高

在液压控制和电器系统，采用的是“总功率变量+恒功变量+负荷传感系统+电液伺服控制”，钻机可根据地层软硬程度自动调整扭矩和钻速比例，以保持较高的钻进效率。钻机底盘装有自动整平装置，可“微动”和伸缩。钻孔深度和钻塔垂直度由安装在驾驶室中的桅杆垂直度仪进行自动控制，以确保钻机准确就位并自动调整好垂直度。操作员可在钻进过程中随时查看钻机的作业情况，以确保成孔状态达到施工要求。

1.3 场地适应性好

首先，施工所需动力由本身所带的柴油发动机提供，无须现场提供大容量的变配电设施，在小型发电机组的配合下就可施工。其次，对地层的适应性较广，既适用于粘性土，也适用于砂性土，还适用于强度不高的风化岩。第三，从施工场地来讲，不需要提供较大的工作面就可工作，这一特性非常适合城市狭窄场地施工。

2 旋挖钻孔灌注桩在秦皇岛站区改造工程中的应用

2.1 工程概况

秦皇岛站区改造1号楼工程，设计为钻孔桩基础，桩数为225根，桩长12.55m，桩径Φ600mm。混凝土强度为C35，单桩承载力设计值1200kN。钢筋布置8Φ14，Φ6@100/200螺旋箍筋。

2.2 地质情况

本工程地基分层为：（一）杂填土（4.3-7.9m厚）；（二）粗沙砾（0.6-4.3m）强风化泥岩；（三）沙质粘性土（1.9-2.1m）；（四）混合花岗岩全风化（0.9-1.4m）；（五）混合花岗岩强风化（10m）；桩持力层为强风化内1.0m以上。（详见《岩土工程勘察报告》。

2.3 工期及施工进度计划

每机每两天完成3根，施工准备十五天，共30天。

2.4 施工工艺

本工程桩基采用钻孔灌注桩基础，桩径有？准600mm，主要采用旋挖钻机钻进/泥浆护壁成孔、导管法浇筑砼成桩工艺。

2.4.1 施工准备

施工前应作场地查勘工作，对防碍施工或对安全操作有影响的设施，应先作清除、移位或妥善处理后方能开工。

施工前应做好场地平整工作，对不利于施工机械运行的松软场地，必须采取有效的措施进行处理。场地要采取有效的排水措施。施工用的临时设施准备就绪，设置泥浆池和沉淀池。

测量放线，定出桩位基准线、水准基点，并妥加保护，施工前已复核桩位。

选择和确定桩机的进出路线和成孔顺序，做好技术交底。

施工机械性能必须满足成桩的设计要求。

2.4.2 操作工艺

①工艺流程：

其工艺流程如图1所示。

②桩位放线：

场地平整后放线定桩位，定位后要在每个桩位中心点打入一根？准16×500mm的钢筋或竹签做桩位标记。桩位放线后会同有关人员对轴线和桩位进行复核。轴线和桩位经复核无误后才可施工。

③设置泥浆池及泥浆制备：

根据平面布置挖设泥浆池，用铁杆把泥浆池四周围护好，做好安全防护。

泥浆有保护孔壁和排渣的作用，泥浆质量应以不塌孔并达到有效排渣为目的为原则。

在施工中应做好泥浆的日常维护管理，经常测定泥浆的比重、粘度、及含砂率。清孔后及灌注砼前泥浆的各项性能指标要达到有关的设计、规范要求。达不到要求的泥浆作废浆，用车拉出工地。

④成孔：

根据护筒的大小及现场地质情况挖埋护筒，护筒应高出地面≥30cm，护筒内径应大于钻头直径100mm，埋入土中深度在粘性土中不少于1m，在砂土中不少于1.5m，并应保证孔内浆面不低于护简顶0.3m。

3 旋挖钻孔灌注桩的经济性分析

经技术人员对旋挖钻成孔与传统的回转钻成孔两种成孔工艺在其纯工作时间内进行现场观测测定，进行对比，得出表1所示结论。

4 旋挖钻孔工艺的成本分析

跟踪统计大量成孔过程，采用现场计时观测与写实记录法，并考虑人工幅度差系数1.2和机械幅度差系数1.33（移位、就位、下护筒等辅助作业台班），得出Φ1.2m内、桩长30m内、粘性土地层的旋挖钻孔成孔工艺的成本情况如表2。

以上折合每立方米成孔单价为66.8元/立方米。经市场调查，目前传统钻孔桩每立方米成孔单价市场价普遍在200元/立方米左右（含设备调遣、利润、及灌注费用）。因此采用本工程采用旋挖钻孔灌注桩工艺为工程项目节省了约30多万元的成本，取得非常好的经济效益。

5 结束语

总结以上分析，旋挖钻孔灌注桩工艺在设备性能、场地和地质适应性、环境效益、工程进度和施工成本上与传统钻孔桩工艺相比均有较多的优势，尤其对于我们商业综合体项目，工程进度取得的经济效益是相当巨大的，从整个项目综合考虑，采用旋挖钻机的经济价值显然是显而可见的。

参考文献：

[1]李林，闵峰.旋挖钻机施工钻孔灌注桩的工艺研究[J].中国工程科学，2010（04）.

[2]周红军.旋挖钻进技术适用性的初步研究[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2009（08）.

[3]关玉臣.旋挖钻机施工钻孔灌注桩的工艺探讨[J].煤炭技术，2009（06）.