旋挖鑽機作業指導

近年來,隨著社會的發展和人們生活水平的提高:高、大、重建(構)築物越來越多,採用樁基礎特別是灌注樁基礎已成為建築業的一種發展方向。旋挖鑽機恰好在鑽孔灌注樁工程施工中發揮著越來越重要的作用,在樁基工程中日益彰顯出它特有的施工作業優點,即效率高、機械化程度高、施工環境相對清潔等,因此旋挖鑽機在樁基礎施工屮得到了廣泛的應用。

旋挖鑽機是一種適合建築基礎工程中成孔作業的施工機械,配合不同鑽頭,適應於無泥漿護壁、泥漿護壁條件下的成孔作業。旋挖鑽機適應我國大部分地區的地質條件,使用範圍廣,可滿足橋樑建設、高層建築基礎等建(構)築物成孔作業的應用。目前,旋挖鑽機已被廣泛應用於各種地層的鑽孔灌注樁工程。

在旋挖法鑽孔灌注樁施工中,地層千變萬化,因此給成孔施工帶來了困難和挑戰。對於地質狀況較好的地層,只要泥漿指標選擇合理,旋挖法成孔都相對簡單,但遇到地質情況較差的地層,就需要認真考慮旋挖鑽機不同的施工差異性,保證工程質量下面我們分別從幾種常見地層,討論一下旋挖機作業時要注意的問題。

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淤泥地層

許多工程位於地質情況較差的老河道、垃”圾場、渣土回填土和棄土(淤泥)場上,地層中含有流塑性淤泥且淤泥層很厚,非常不容易成孔,經常出現塌孔、樁夾泥和承載力達不到設計要求等安全質量事故。

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臨近地面出現淤泥層

多數工程先將基槽開挖後再施工樁基.很容易造成臨近開挖面或開挖面下2〜5m處就出現淤泥層。地面容易塌陷、機械無法安置或安罝不穩,造成無法成孔或成孔傾斜。此種情況可採取下述施工方案:

1.1施工方法

把基坑中原來的土挖去一定高度,用其他優質材料(例如建築垃圾、碎磚塊等)進行替換,從而滿足地基承載力要求。

在鑽孔機前後支撐部分先各鋪墊一塊鋼板.鋼板上放置枕木,再把鑽機安放在枕木上,調整鑽機至水平,即可正常鑽孔施工。

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1.2注意事項

①每鈷進1m,應注意檢測鋼絲繩是否處於樁中心位置,防止偏孔。

②經常觀測鑽機四個持力點處是否有地層下沉現象發生,保證鑽機水平。

③在基坑四周砌築排水溝,及時將雨水或現場溢流泥漿排除,以防浸泡換填層,影響其承載力。

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上一節我們講到淺層淤泥情況下的旋挖施工方法,這次我們看看深層淤泥情況下有何不同:

地面下較深處出現淤泥層

設計在老河道、河浜、水塘等部位的樁基,往往在較深處出現淤泥。在鑽進成孔時,由於淤泥物理力學強度低,加上鑽頭對孔壁的擾動、地層主動土壓力、地下水壓力,淤泥有向孔內位移的趨勢,造成成孔質量差,嚴重的造成塌孔,將鑽頭掩埋。即使成孔了,鋼筋籠安裝後二次清孔時也易造成塌孔,將鋼筋籠掩埋,導致廢孔或廢樁,後果非常嚴重。為此,可採用以下方法:

旋挖鑽機作業指導

01

護筒法

用振動錘將鋼護筒沉至樁位處,護筒壁厚≥5mm、內徑大於樁徑200mm。護筒長度以超過淤泥層進入下伏地層2m為宜,以防淤泥從護筒底流入孔內。沉放護筒後,按照正常旋挖鑽機施工工藝成孔,下放鋼筋籠,灌注混凝土,在混凝土初凝前拔出護筒。

注意事項

(1)護筒頂、底用同材質、寬20cm的環形鋼板焊接加固。

(2)鑽頭穿越護筒部位時作業要緩慢,以防鑽頭與護筒內壁碰撞,導致護筒傾斜。

(3)上提鑽頭經過護筒底時,要緩慢且要把鑽桿置於護筒中心位置,防止鑽頭被護筒底掛住。

(4)一般情況下,混凝土灌注後不要馬上起拔護筒,儘量在混凝土初凝前用振動錘、吊車拔出護筒。

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02

泥漿護壁法

泥漿由水、粘土(膨潤土)和各種添加劑(如纖維素等)組成,具有懸浮鑽渣、冷卻鑽頭、潤滑鑽具、平衡主動土壓力和地下水壓力、在孔壁形成泥皮而隔斷孔內外滲流、防止坍孔的作用。孔泥漿應根據地層情況來選擇泥漿性能指標參數,泥漿性能指標參數太高或過低,皆不利於順利成孔。在實踐中,泥漿性能指標主要有密度、粘度、含砂率。在3個泥漿性能指標中,密度的參數可以通過理論計算獲得,要求泥漿壓力≥主動土壓力+地下水壓力。計算時可採用水土合算和水土分算的計算方法,計算公式可參考《建築基坑支護技術規程JGJ120-2012》3.4.2。

注意事項

(1)鑽進過程中要注意地下水位和地層變化,穿越淤泥地層時要特別注意孔內泥漿液麵的變化,及時向孔內加註已製備好的泥漿,確保泥漿面高出潛水面1.0-1.5m以上,保持泥漿壓力。

(2)每2h檢測泥漿性能指標參數,控制好泥漿性能指標。

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03

注漿法

淤泥地層中施工樁基,主要目的就是如何鑽進成孔。為此,也可以採用注漿法,先將地層加固後,再在加固地層中鑽進成孔。本方法所採用的漿液並不是水泥漿,因為水泥漿固結體強度較大,不易成孔,且成本較高,故一般釆用注入水泥砂漿。

(1)通過試驗確定水泥砂漿的配合比,要求此配合比的固結體能被鑽進成孔(強度較大鑽進困難),同時能起到護壁效果(強度較小不能護壁)。

(2)釆用正常施工工藝鑽進到淤泥層頂面。

(3)將氣密性檢驗合格的高壓注漿管置於樁基中心點上,注漿口位於淤泥層底面下0.5m。注漿管連接好後,用高壓注漿機將水泥砂漿注入到淤泥層中。根據注漿距離為樁徑的1.5倍(此數據不固定,可根據不同地質試驗得到)計算水泥砂漿注入量。注漿時應緩慢提升注漿管,以確保在淤泥層中形成固結體,一般水泥砂漿面以超過淤泥層頂面2m為宜。

(4)待水泥砂漿注入完成後48h後開始鑽進,按照正常鑽孔灌注樁工藝進行施工。

注意事項

(1)注漿前參照淤泥的性質做1-2根試樁,測定水泥砂漿配合比和注入量。淤泥層較厚時水泥摻入量應加大。

(2)根據試樁情況確定注漿管提升的速度,不可多注造成浪費,也不能少注而未形成有效固結體。

(3)根據試樁情況確定鑽進的時間。鑽進過早,水泥砂漿沒有凝固,不能起到護壁的效果,過晚不易鑽進成孔。

綜上所述,淤泥地層中鑽孔灌注樁的成孔方法都是以護壁為出發的,施工過程中應密切注意實際操作中的每個細節,根據現場實際情況和工程實際要求來採取相應的施工方法。


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