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淺析旋挖樁工藝在蘇州地區(qū)的應(yīng)用和發(fā)展前景
論文關(guān)鍵詞:旋挖鉆機(jī) 工藝 優(yōu)點(diǎn) 局限性 應(yīng)用 發(fā)展
論文摘 要:旋挖樁工藝在我國是近幾年才推廣使用的一種先進(jìn)的樁基施工工藝,廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、橋梁和大型的樁基施工。蘇州地區(qū)應(yīng)用旋挖樁工藝較遲,實(shí)例不是很多,下面以蘇州北環(huán)路四標(biāo)橋梁工程灌注樁采用旋挖樁施工的成功例子分析該施工工藝在蘇州地區(qū)的應(yīng)用和發(fā)展前景。
本工程為蘇州市北環(huán)快速路西段工程的重要的一部分,西起清塘路立交橋西側(cè),東至廣濟(jì)路交叉口,采用地面快速路形式,快速路全長(zhǎng)385m,輔路全長(zhǎng)755m。另外,還包括B線的411.162段。2007年5月13日開工,于2007年12月28日完成了快速路的施工。
1橋梁工程
1．1 清塘路立交橋
橋梁跨徑為20+19.076+18+15.931+15.058m,總長(zhǎng)88.065m。橋梁下部橋墩為樁接蓋梁形式,鉆孔樁基礎(chǔ);橋臺(tái)為重力式橋臺(tái),鉆孔樁基礎(chǔ);橋梁上部為簡(jiǎn)支變跨徑預(yù)應(yīng)力及鋼筋砼板梁。鉆孔樁采用C25砼,橋墩樁徑為D120,橋臺(tái)樁徑為D100,預(yù)應(yīng)力板梁采用C50砼,預(yù)制鋼筋砼板梁采用C40砼。
1．2 十字洋河箱涵
涵洞采用16+13m,總長(zhǎng)29m,兩孔,更利于水流的暢通,下部結(jié)構(gòu)為鉆孔樁基礎(chǔ),箱式底板,鋼筋砼板墻,上部為鋼筋砼現(xiàn)澆梁板。
1．3 C線橋
跨徑組合為20.54+10×21.04+17.07+20.54米,簡(jiǎn)支板梁,共13孔,全長(zhǎng)268.55m。下部結(jié)構(gòu)采用暗蓋梁+承臺(tái)柱式橋墩,鉆孔樁基礎(chǔ)。橋?qū)挒?8m～22.7m。
1．4 B匝道橋(B0—B10墩)
跨徑組合為(3×32)+(25+38+25)+(2×35)+(2×27.4)m,總長(zhǎng)308.8m。下部結(jié)構(gòu)為鉆孔樁基礎(chǔ),承臺(tái)柱式橋墩,上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼箱梁,橋?qū)?m,采用墩梁固結(jié),箱梁為小懸臂直腹板連續(xù)箱梁,滿堂支架施工。
1.5 工程特征
根據(jù)野外鉆探結(jié)果,場(chǎng)地巖土層按成因類型自上而下分別為如下成份。
(1)淤泥:厚度0.3m～2.4m；(2)；素填土:1.5m；(3)粘土:3.5m；(4)素填土:1.5m；(5)粘土:3.5m；(6)粉質(zhì)粘土:4.4m；(7)粉砂夾粉土:8.1m；(8)粉質(zhì)粘土:2.5m粘土:4m;(9)粉質(zhì)粘土:6.0m；(10)粉土:7.0m；(11)12粉土:8.2m。
1.6 鉆孔樁的實(shí)施情況
鉆孔樁共480根,投入12臺(tái)鉆孔樁機(jī),計(jì)劃30d完成。在施工過程中,由于樁機(jī)損壞、拆遷不到位及天氣原因影響,8d成孔44根樁,比計(jì)劃慢了約88根,即每臺(tái)鉆孔樁機(jī)每天成孔67根。
現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部經(jīng)過與樁施工隊(duì)協(xié)調(diào),增加投入1臺(tái)蘇州地區(qū)較少使用的旋挖鉆機(jī)。結(jié)果,在最后5d的時(shí)間里,鉆孔樁機(jī)成孔70條,旋挖鉆機(jī)成孔40條,平均8孔/d。支護(hù)樁施工按計(jì)劃順利完成,為整個(gè)地下室施工贏得了時(shí)間。
2旋挖鉆機(jī)的成孔工藝
旋挖鉆機(jī)成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土,并直接將其裝入鉆斗內(nèi),然后再由鉆機(jī)提升裝置和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土,這樣循環(huán)往復(fù),不斷地取土卸土,直至鉆至設(shè)計(jì)深度。對(duì)粘結(jié)性好的巖土層,可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝,無需泥漿護(hù)壁。而對(duì)于松散易坍塌地層,或有地下水分布,孔壁不穩(wěn)定,必須采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝,向孔內(nèi)投入護(hù)壁泥漿或穩(wěn)定液進(jìn)行護(hù)壁。
3旋挖鉆機(jī)成孔的優(yōu)點(diǎn)
3.1 廣泛的適應(yīng)性
在硬土地層,由于傳統(tǒng)鉆機(jī)的自重有限,不可能給鉆頭施加更大的進(jìn)給壓力。而旋挖鉆機(jī)由于采用動(dòng)力頭裝置,動(dòng)力頭的給進(jìn)力加上鉆桿的重量,鉆進(jìn)能力強(qiáng)。據(jù),在相同的地層中,旋挖鉆機(jī)的成孔速度是轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)的5～10倍。
在軟土層,由于旋挖鉆成孔速度較快,可以有效地控制塌孔縮頸等現(xiàn)象。
3.2 成孔速度快
旋挖鉆機(jī)的成孔速度最快能達(dá)到1m/min,與傳統(tǒng)的循環(huán)鉆機(jī)相比優(yōu)勢(shì)明顯,這樣就有效地保證了工程的進(jìn)度,節(jié)省了工期,減少了施工投入。
3.3 環(huán)保特點(diǎn)突出
目前國內(nèi)傳統(tǒng)鉆機(jī)多采用連接鉆桿形式和掏渣桶掏渣,在鉆進(jìn)過程中多采用泥漿循環(huán)方式,在施工中需在場(chǎng)內(nèi)設(shè)置泥漿池,文明施工難以控制。而旋挖鉆機(jī)采用動(dòng)力頭形式,其工作原理是用短螺旋鉆頭或旋挖斗,利用強(qiáng)大的扭矩直接將土或砂礫等鉆渣旋轉(zhuǎn)挖掘,然后快速提出孔外,在不需要泥漿支護(hù)的情況下就可以實(shí)現(xiàn)干法施工,即使在特殊地層需要泥漿護(hù)壁的情況下,泥漿也只起支護(hù)作用,鉆削中的泥漿含量相當(dāng)?shù)?這使污染源大大減少,改善了施工,成孔效率大大提高。
3.4 提高樁的承載力
由于旋挖鉆機(jī)的特殊成孔工藝,其鉆頭的多次上下往復(fù),使孔壁粗糙、不易產(chǎn)生縮徑。與傳統(tǒng)的鉆孔樁相比,旋挖樁的承載力顯著提高。
3.5 行走移位方便
旋挖鉆機(jī)的履帶機(jī)構(gòu)可將鉆機(jī)方便地移動(dòng)到所要到達(dá)的位置,而不像傳統(tǒng)循環(huán)鉆機(jī)移位那么繁瑣,從而加快了施工速度,對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)能力極強(qiáng)。
3.6 樁孔對(duì)位方便準(zhǔn)確
這是傳統(tǒng)循環(huán)鉆機(jī)根本達(dá)不到的,在對(duì)位過程中操作手在駕駛室內(nèi)利用先進(jìn)的設(shè)備就可以精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)位,使鉆機(jī)達(dá)到最佳鉆進(jìn)狀態(tài)。
4旋挖樁在廣州地區(qū)的應(yīng)用情況分析
4.1 旋挖樁適用地層
旋挖樁適用地層范圍較廣,有較強(qiáng)的適應(yīng)性,其適用條件如下。
(1)適用于砂巖、灰?guī)r、花崗巖及黏土層、砂層、淤泥質(zhì)等地層中;(2)適用于進(jìn)入硬巖施工,一般在單軸抗壓強(qiáng)度30MPa以下硬巖中成孔速度較理想;(3)軟弱地層成孔速度較快,如有塌孔情況可采用套管跟管鉆進(jìn)或鋼護(hù)筒護(hù)壁的方法處理。
4.2 蘇州地區(qū)地質(zhì)情況
蘇州位于長(zhǎng)江三角洲沖積平原東部,土質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土、粘土、粉砂、粉砂。蘇州東靠黃海,海拔較低,地下水位較高,又加上該地區(qū)以粉砂、粉質(zhì)粘土為主,導(dǎo)致土壤含水率較高。在施工灌注樁時(shí)因旋進(jìn)速度較慢,易造成成孔時(shí)出現(xiàn)塌孔和縮頸等狀況。
4.3 應(yīng)用情況分析
根據(jù)旋挖樁適用的地層情況,旋挖鉆機(jī)在蘇州地區(qū)土層中成孔較為理想,其不僅適用于工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工,同時(shí)可以作為工程樁的理想樁基施工。
5結(jié)語
旋挖樁技術(shù)被譽(yù)為“綠色施工工藝”,在我國有很好的發(fā)展前景,進(jìn)口產(chǎn)品正大量涌入我國,而我國同類產(chǎn)品的開發(fā)尚處于初始階段,未來幾年將處于急速發(fā)展的上升和成熟時(shí)期。今天,我國正處在一個(gè)大發(fā)展時(shí)期,各種工程建設(shè)急需大量的建設(shè)機(jī)械,特別是公路橋梁、鐵路、、城市發(fā)展,需要大量的樁工機(jī)械設(shè)備,從其發(fā)展的速度來看,旋挖鉆機(jī)的市場(chǎng)需求量還是比較大的。在蘇州,旋挖樁的應(yīng)用處于萌芽階段,只在一些大型的工程(如地鐵)施工中使用過,可供參考的施工經(jīng)驗(yàn)較少。但是隨著蘇州及周邊城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,大型地下工程必然越來越多,旋挖樁施工工藝必將具有非常廣闊的前景。
參考文獻(xiàn)
[1] 張啟君.國內(nèi)旋挖鉆機(jī)的現(xiàn)狀與施工技術(shù)點(diǎn)[J].世界(建養(yǎng).機(jī)械),2005(7).
[2] 陶坤.旋挖鉆機(jī)在樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用與分析[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2007(2).
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