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淺析旋挖樁工藝在蘇州地區(qū)的應用和發(fā)展前景
論文關鍵詞:旋挖鉆機 工藝 優(yōu)點 局限性 應用 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的樁基施工工藝,廣泛應用于公路、鐵路、橋梁和大型的樁基施工。蘇州地區(qū)應用旋挖樁工藝較遲,實例不是很多,下面以蘇州北環(huán)路四標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),東至廣濟路交叉口,采用地面快速路形式,快速路全長385m,輔路全長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88.065m。橋梁下部橋墩為樁接蓋梁形式,鉆孔樁基礎;橋臺為重力式橋臺,鉆孔樁基礎;橋梁上部為簡支變跨徑預應力及鋼筋砼板梁。鉆孔樁采用C25砼,橋墩樁徑為D120,橋臺樁徑為D100,預應力板梁采用C50砼,預制鋼筋砼板梁采用C40砼。
1．2 十字洋河箱涵
涵洞采用16+13m,總長29m,兩孔,更利于水流的暢通,下部結(jié)構(gòu)為鉆孔樁基礎,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,簡支板梁,共13孔,全長268.55m。下部結(jié)構(gòu)采用暗蓋梁+承臺柱式橋墩,鉆孔樁基礎。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308.8m。下部結(jié)構(gòu)為鉆孔樁基礎,承臺柱式橋墩,上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預應力砼箱梁,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 鉆孔樁的實施情況
鉆孔樁共480根,投入12臺鉆孔樁機,計劃30d完成。在施工過程中,由于樁機損壞、拆遷不到位及天氣原因影響,8d成孔44根樁,比計劃慢了約88根,即每臺鉆孔樁機每天成孔67根。
現(xiàn)場項目部經(jīng)過與樁施工隊協(xié)調(diào),增加投入1臺蘇州地區(qū)較少使用的旋挖鉆機。結(jié)果,在最后5d的時間里,鉆孔樁機成孔70條,旋挖鉆機成孔40條,平均8孔/d。支護樁施工按計劃順利完成,為整個地下室施工贏得了時間。
2旋挖鉆機的成孔工藝
旋挖鉆機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,不斷地取土卸土,直至鉆至設計深度。對粘結(jié)性好的巖土層,可采用干式或清水鉆進工藝,無需泥漿護壁。而對于松散易坍塌地層,或有地下水分布,孔壁不穩(wěn)定,必須采用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝,向孔內(nèi)投入護壁泥漿或穩(wěn)定液進行護壁。
3旋挖鉆機成孔的優(yōu)點
3.1 廣泛的適應性
在硬土地層,由于傳統(tǒng)鉆機的自重有限,不可能給鉆頭施加更大的進給壓力。而旋挖鉆機由于采用動力頭裝置,動力頭的給進力加上鉆桿的重量,鉆進能力強。據(jù),在相同的地層中,旋挖鉆機的成孔速度是轉(zhuǎn)盤鉆機的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
旋挖鉆機的成孔速度最快能達到1m/min,與傳統(tǒng)的循環(huán)鉆機相比優(yōu)勢明顯,這樣就有效地保證了工程的進度,節(jié)省了工期,減少了施工投入。
3.3 環(huán)保特點突出
目前國內(nèi)傳統(tǒng)鉆機多采用連接鉆桿形式和掏渣桶掏渣,在鉆進過程中多采用泥漿循環(huán)方式,在施工中需在場內(nèi)設置泥漿池,文明施工難以控制。而旋挖鉆機采用動力頭形式,其工作原理是用短螺旋鉆頭或旋挖斗,利用強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,在不需要泥漿支護的情況下就可以實現(xiàn)干法施工,即使在特殊地層需要泥漿護壁的情況下,泥漿也只起支護作用,鉆削中的泥漿含量相當?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
由于旋挖鉆機的特殊成孔工藝,其鉆頭的多次上下往復,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
旋挖鉆機的履帶機構(gòu)可將鉆機方便地移動到所要到達的位置,而不像傳統(tǒng)循環(huán)鉆機移位那么繁瑣,從而加快了施工速度,對場地的適應能力極強。
3.6 樁孔對位方便準確
這是傳統(tǒng)循環(huán)鉆機根本達不到的,在對位過程中操作手在駕駛室內(nèi)利用先進的設備就可以精確地實現(xiàn)對位,使鉆機達到最佳鉆進狀態(tài)。
4旋挖樁在廣州地區(qū)的應用情況分析
4.1 旋挖樁適用地層
旋挖樁適用地層范圍較廣,有較強的適應性,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)適用于進入硬巖施工,一般在單軸抗壓強度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或鋼護筒護壁的方法處理。
4.2 蘇州地區(qū)地質(zhì)情況
蘇州位于長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,導致土壤含水率較高。在施工灌注樁時因旋進速度較慢,易造成成孔時出現(xiàn)塌孔和縮頸等狀況。
4.3 應用情況分析
根據(jù)旋挖樁適用的地層情況,旋挖鉆機在蘇州地區(qū)土層中成孔較為理想,其不僅適用于工程圍護結(jié)構(gòu)的施工,同時可以作為工程樁的理想樁基施工。
5結(jié)語
旋挖樁技術被譽為“綠色施工工藝”,在我國有很好的發(fā)展前景,進口產(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)展的上升和成熟時期。今天,我國正處在一個大發(fā)展時期,各種工程建設急需大量的建設機械,特別是公路橋梁、鐵路、、城市發(fā)展,需要大量的樁工機械設備,從其發(fā)展的速度來看,旋挖鉆機的市場需求量還是比較大的。在蘇州,旋挖樁的應用處于萌芽階段,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)驗較少。但是隨著蘇州及周邊城市建設規(guī)模的不斷擴大,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
[1] 張啟君.國內(nèi)旋挖鉆機的現(xiàn)狀與施工技術點[J].世界(建養(yǎng).機械),2005(7).
[2] 陶坤.旋挖鉆機在樁基礎施工中的應用與分析[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2007(2).
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