旋挖鉆機(jī)與沖擊鉆機(jī)在樁基鉆孔施工中的聯(lián)合應(yīng)用

1、旋挖鉆機(jī)與沖擊鉆機(jī)在樁基鉆孔施工中的聯(lián)合應(yīng)用吳亞偉 趙北辰 封波 章志峰摘 要 在四川吉牛水電站首部基礎(chǔ)和南水北調(diào)焦作1-2標(biāo)樁基施工中，都存在上部為細(xì)粒料，下部為大粒徑卵漂石或硬質(zhì)地層，采用旋挖鉆機(jī)與沖擊鉆機(jī)在樁基鉆孔施工中的聯(lián)合應(yīng)用，大大提高了施工效率，縮短了樁基施工工期，值得推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞 旋挖鉆機(jī) 沖擊鉆機(jī) 聯(lián)合應(yīng)用1 工程概況及鉆機(jī)選型 四川吉牛水電站首部結(jié)構(gòu)為重力壩，基礎(chǔ)為深覆蓋層群樁河床上部為砂卵石，下部含有卵漂石。南水北調(diào)中線焦作1-2標(biāo)4座跨渠公路橋梁工程中，地層結(jié)構(gòu)由上而下分別為人工填土、粉質(zhì)粘土、中粉質(zhì)壤土、砂壤土、中細(xì)砂、卵（礫）石薄層、重粉質(zhì)壤土、卵礫石。上述工程均

2、采用上部旋挖鉆機(jī)、下部沖擊鉆成孔的方法。結(jié)合工程地質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)同一根樁，土質(zhì)地層采用旋挖鉆作業(yè)成孔，可充分發(fā)揮旋挖鉆機(jī)施工速度快、成孔質(zhì)量高、環(huán)境污染小、操作靈活方便、安全性能高及適用性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)；對(duì)于堅(jiān)硬巖層及鈣質(zhì)膠結(jié)的地層，沖擊鉆可發(fā)揮其在該類地層中的成孔優(yōu)勢(shì)。旋挖鉆機(jī)與沖擊鉆的聯(lián)合應(yīng)用可解決不同粒徑層狀分布地質(zhì)區(qū)域樁基快速成孔問(wèn)題，既達(dá)到降低施工成本又起到縮短工期的目的。2 施工工藝流程及要點(diǎn)控制2.1 工藝流程見圖1。2.2 鉆機(jī)轉(zhuǎn)換技術(shù)要點(diǎn)由于旋挖鉆機(jī)和沖擊鉆的泥漿循環(huán)系統(tǒng)略有不同，在泥漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮泥漿沉渣分離和流動(dòng)方向的需要。由于預(yù)知鉆孔方式改變，因此在選擇旋挖鉆機(jī)直徑時(shí)要考

3、慮沖擊鉆造孔的影響，應(yīng)使沖擊鉆頭順利通過(guò)旋挖鉆機(jī)的造孔區(qū)域，不過(guò)分破壞護(hù)壁泥漿層。旋挖鉆機(jī)進(jìn)入含有卵漂石地層，或進(jìn)入卵石層或鈣質(zhì)膠結(jié)層后鉆進(jìn)阻力增大，當(dāng)不適于繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)停止鉆進(jìn)，測(cè)量泥漿性能各項(xiàng)指標(biāo)，嚴(yán)格控制泥漿相對(duì)密度后，起鉆移機(jī)，調(diào)整孔內(nèi)泥漿。沖擊鉆施工過(guò)程中對(duì)孔壁的擾動(dòng)較大，需要增大泥漿比重。沖擊鉆成孔泥漿性能如下：相對(duì)密度1.201.40，黏度（Pa·s)1622，含砂率 48(%)。圖1 聯(lián)合施工工藝流程圖沖擊鉆機(jī)就位時(shí)復(fù)測(cè)孔位，鉆機(jī)穩(wěn)定地安裝在鉆孔的一側(cè),鉆機(jī)支承墊木不得壓在孔口鋼護(hù)筒上；用千斤頂頂起支架，使鉆錐起吊滑輪緣,鉆錐中心和樁孔中心三者在同一垂線上,即鉆錐的起吊

4、鋼絲繩和樁孔的中心在同一直線上，以確保鉆機(jī)的垂直度。沖錐的鋼絲繩同鋼護(hù)筒中心位置偏差不大于2cm。沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)應(yīng)遵循先慢后快的原則，同時(shí)在鉆進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)監(jiān)測(cè)泥漿指標(biāo)，及時(shí)調(diào)整泥漿稠度，確保泥漿護(hù)壁質(zhì)量。鉆進(jìn)過(guò)程中，升降錐頭時(shí)要平穩(wěn)，不得碰撞護(hù)筒和孔壁。沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)工程中，對(duì)于已經(jīng)穿過(guò)卵石層或鈣質(zhì)膠結(jié)層的樁位，不再使用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)。對(duì)于未穿過(guò)卵石層的樁位，則繼續(xù)使用沖擊鉆鉆進(jìn)，直至穿過(guò)卵石層或鈣質(zhì)膠結(jié)層后，方可停止沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)工作，然后沖擊鉆機(jī)立即移位，改用旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)，直至設(shè)計(jì)深度，其目的主要是加快鉆進(jìn)速度。3 旋挖鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)聯(lián)合應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)（1）較好的機(jī)動(dòng)性。旋挖鉆機(jī)為履帶行走，就位、移位

5、十分快捷，履帶底盤為擴(kuò)展式，能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)底盤進(jìn)行調(diào)整，以增加鉆機(jī)的整體穩(wěn)定。（2） 自動(dòng)化程度高。旋挖鉆機(jī)自身有質(zhì)量檢控系統(tǒng)，有自動(dòng)水平調(diào)整功能，在鉆機(jī)發(fā)生傾斜偏差時(shí)，鉆機(jī)報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整；有孔深顯示功能；對(duì)鉆機(jī)的就位，對(duì)鉆進(jìn)等采用電、液比例伺服控制，提高了定位、鉆孔的精度；（3） 旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中因鉆斗取土效果好，在保證孔內(nèi)泥漿質(zhì)量和泥漿面高度的情況下，出現(xiàn)縮徑、擴(kuò)孔等問(wèn)題的幾率很小，能夠很好地保證樁徑；（4） 除了嚴(yán)重濕陷性和過(guò)于松散的地層外，沖擊鉆在其它土質(zhì)均可進(jìn)行鉆進(jìn)施工，尤其在各種夾層及“硬”地層的沖擊造孔，解決了旋挖鉆機(jī)在現(xiàn)有配套機(jī)具限制下對(duì)“硬”地層造孔不理想的難題；（5）沖擊造孔完成后利用旋挖鉆機(jī)的重復(fù)清孔和洗孔可有效降低孔壁泥皮厚度(同時(shí)由于沖擊造孔時(shí)間相對(duì)較短,孔壁泥皮不會(huì)形成太厚)、孔底沉渣厚度，解決了個(gè)別孔在沖擊過(guò)程因鉆頭磨損嚴(yán)重而出現(xiàn)的樁徑不夠等問(wèn)題，解決了傳統(tǒng)沖擊成孔所帶來(lái)的泥皮較厚問(wèn)題；（6）由于造孔主體為旋挖鉆機(jī)，沖擊鉆機(jī)在穿透“硬”層后可再更換旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)，可以減少?zèng)_擊造孔對(duì)樁孔垂直度和樁徑的影響。4 結(jié)束語(yǔ)作為一種新工藝的探索和嘗試,兩種機(jī)械的聯(lián)合應(yīng)用，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，效果顯著。實(shí)踐證明,旋挖鉆機(jī)