鉆孔灌注樁成孔方法選擇

鉆孔灌注樁成孔方法選擇摘要：鉆孔灌注樁施工技術(shù)自60年代在我國(guó)首次應(yīng)用以來(lái),歷經(jīng)60余年的施工實(shí)踐,在基礎(chǔ)工程中越來(lái)越顯示出其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性。在樁基鉆孔施工中,經(jīng)常因?yàn)槌煽追椒ǖ倪x擇不當(dāng)，不僅使鉆孔增加難度，而且直接影響了樁基的施工質(zhì)量并且造成工期的延誤，從而造成經(jīng)濟(jì)損失。本文系統(tǒng)介紹了正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔、旋挖鉆成孔、沖擊鉆成孔的優(yōu)缺點(diǎn)，以及通過(guò)對(duì)它們適應(yīng)地質(zhì)條件、鉆孔速度、鉆孔成本的研究，總結(jié)出在鉆孔灌注樁施工時(shí)，怎樣靈活的選擇成孔方法，目的在于對(duì)后續(xù)工程鉆孔灌注樁的施工提供參考，從而加快工程進(jìn)度、節(jié)省工程成本。關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁，成孔方法，選擇一、常見(jiàn)成孔方法目前在國(guó)內(nèi)橋梁鉆孔灌注樁施工中，常見(jiàn)的成孔方法主要有正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔、旋挖鉆成孔和沖擊鉆成孔，下面簡(jiǎn)單介紹其成孔的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件1、正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔法回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔是利用旋轉(zhuǎn)的鉆頭切下土壤，使其混入泥漿通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)排出孔外的一種成孔方法。該鉆機(jī)通過(guò)變更鉆頭類型和對(duì)鉆桿施加的壓力，就可以應(yīng)付各種覆蓋層直到極硬的巖層，但不適用于直徑大于2/3鉆桿內(nèi)徑的松散卵石層?；剞D(zhuǎn)鉆機(jī)成孔直徑可達(dá)2～5m，深度可達(dá)百米，分為反循環(huán)鉆機(jī)成孔法和正循環(huán)鉆機(jī)成孔法。1.1反循環(huán)鉆機(jī)成孔法反循環(huán)鉆機(jī)成孔是隨著鉆頭不斷鉆進(jìn)通過(guò)泥漿泵將泥漿從鉆桿抽出達(dá)到攜渣目的的一種成孔方法，泥漿循環(huán)系統(tǒng)同時(shí)還起到保護(hù)孔壁作用。主要適用于軟硬土層、沙卵石地層、軟質(zhì)巖層。優(yōu)點(diǎn)：(1)施工速度較快，根據(jù)不同土質(zhì)情況可達(dá)2-4m/h。(2)泥漿從鉆桿抽出，排渣能力強(qiáng)，孔底沉渣容易清除。(3)鉆機(jī)對(duì)孔壁沖刷作用小，成孔質(zhì)量高。缺點(diǎn)：(1)需要制作泥漿池比較大，污染環(huán)境。(2)如果遇到硬巖層還須沖擊鉆機(jī)二次成孔，增加施工成本，影響施工進(jìn)度。(3)砂卵石、卵石地層及風(fēng)化巖層，容易卡住鉆桿，同時(shí)對(duì)鉆機(jī)磨損較大1.2正循環(huán)鉆機(jī)成孔法正循環(huán)適用的地層與反循環(huán)基本相同，特別在素土層、粘土層及砂土層優(yōu)先采用正循環(huán)鉆機(jī)成孔。不同的是正循環(huán)鉆機(jī)的泥漿是由泥漿泵從泥漿池抽到鉆桿里，通過(guò)鉆桿不斷的輸送泥漿到孔內(nèi)，然后從孔口自然排出，同時(shí)把鉆渣帶出的一種成孔方法。優(yōu)點(diǎn)：工藝比較簡(jiǎn)單，容易操作，鉆機(jī)價(jià)格比較便宜。缺點(diǎn)：同反循環(huán)鉆機(jī)成孔法缺點(diǎn)前兩項(xiàng)基本相同。另外還有：(1)排渣能力比較弱，相對(duì)反循環(huán)鉆機(jī)成孔速度較慢。(2)為了達(dá)到攜渣目的，須配置高密度泥漿，造成孔底沉渣和孔壁泥皮過(guò)厚承載力下降，成孔質(zhì)量不如反循環(huán)鉆機(jī)。2、旋挖鉆成孔法旋挖鉆成孔是通過(guò)鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿支撐護(hù)壁，反復(fù)循環(huán)而成孔。旋挖鉆成孔法適用于各類粘土、粉土、密實(shí)砂土、淤泥質(zhì)土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地層。目前，旋挖鉆機(jī)成孔直徑在3m左右，鉆孔深度達(dá)100m左右(主要集中在40m以內(nèi))。優(yōu)點(diǎn)：(1)施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔效率高、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。(2)旋挖鉆機(jī)成孔所用泥漿量少，廢漿少，低噪音，污染小，保護(hù)了環(huán)境，克服了孔底沉淤土多、樁側(cè)摩阻力低等缺點(diǎn)。(3)旋挖鉆機(jī)一般為履帶式，移動(dòng)方便，靈活性強(qiáng)。缺點(diǎn)：(1)旋挖鉆機(jī)價(jià)格昂貴，一次投入費(fèi)用較大，但成孔費(fèi)用消耗等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比其他方法成孔費(fèi)用低。(2)對(duì)于厚度較大的松散砂層在鉆進(jìn)時(shí)易塌孔，在卵石含量較大的卵石層鉆進(jìn)時(shí)速度慢，不適用于堅(jiān)硬巖石層入巖施工。(3)如果遇到硬巖層、粒徑較大沙卵石地層，也須沖擊鉆機(jī)二次成孔，增加施工成本，影響施工進(jìn)度。3、沖擊鉆成孔法沖擊鉆成孔是指靠鉆具的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使鉆頭沖擊孔底以破碎地層一種成孔方法。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有泥漿循環(huán)系統(tǒng)，只靠泥漿靜態(tài)護(hù)壁，孔內(nèi)巖屑清除與鉆進(jìn)不能同時(shí)進(jìn)行，因而功效較低。適用于常見(jiàn)的所有填土層、粘土層、密實(shí)砂層、圓礫層及角礫復(fù)合夾層，特別在卵石、漂石地質(zhì)條件下具有明顯優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：沖擊鉆成孔具有地層適應(yīng)范圍廣、場(chǎng)地環(huán)境要求小、造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：(1)成孔速度慢，成孔質(zhì)量差，對(duì)周圍地層擾動(dòng)大。(2)沖擊鉆勞動(dòng)強(qiáng)度大，泥漿循環(huán)產(chǎn)生的泥漿不易外運(yùn)，施工震動(dòng)噪音大。二、各種成孔方法技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)我們通過(guò)對(duì)直徑為1.2米樁基在不同地質(zhì)，不同成孔方法下測(cè)算得出下表：表1各種成孔方法技術(shù)指標(biāo)表成孔方法適用地層泥漿情況進(jìn)尺速度正循環(huán)鉆機(jī)成孔填土層、素土層、粘土層、砂土層比重應(yīng)小于1.25，泥漿用量多，一般為成孔體積的3倍砂土層1.5～2.5m/h，卵礫石層0.4～0.7m/h，軟巖0.3～0.5m/h

，巖石層0.3～0.5m/h反循環(huán)鉆機(jī)成孔砂層、卵石層、砂卵石夾層、巖石層比重應(yīng)小于1.1，泥漿用量大，一般為成孔體積的4倍砂層2～4m/h，卵礫石層0.7～1.1m/h，軟巖0.3～0.5m/h

，巖石層0.3～0.5m/h旋挖鉆成孔各類填土、粘土、粉土、密實(shí)砂層、礫石層、砂礫夾層、卵礫石夾層、強(qiáng)風(fēng)化較軟巖可采用干作業(yè)或少量泥漿護(hù)壁各類填土、粘土、粉土、密實(shí)砂層7～10m/h，礫石層、砂礫夾層4～8m/h，強(qiáng)風(fēng)化較軟巖2～5m/h沖擊鉆成孔填土層、粘土層、密實(shí)砂層、圓礫、角礫夾層、巖石層比重應(yīng)大于1.3，可隨時(shí)排放，一般為成孔體積的2～3倍砂土層1～3m/h，卵礫石層2～5m/h，巖層0.2～0.4m/h表2各種成孔方法經(jīng)濟(jì)測(cè)算表鉆機(jī)類型單延米價(jià)格進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)施工環(huán)境正循環(huán)鉆機(jī)成孔砂土層120～160元/m，卵礫石層160～240元/m，軟巖層240～350元/m

，巖石層350～450元/m體積適中運(yùn)費(fèi)較低現(xiàn)場(chǎng)泥漿污染嚴(yán)重、噪音震動(dòng)小、勞動(dòng)強(qiáng)度高反循環(huán)鉆機(jī)成孔砂土層120～160元/m，卵礫石層160～240元/m，軟巖層240～350元/m

，巖石層350～450元/m體積適中運(yùn)費(fèi)較低現(xiàn)場(chǎng)泥漿污染嚴(yán)重、噪音震動(dòng)小、勞動(dòng)強(qiáng)度高旋挖鉆成孔各類填土、粘土、粉土、密實(shí)砂180～220元/m,，礫石層、砂礫夾層200～350元/m，強(qiáng)風(fēng)化較軟巖350～450元/m體積較大運(yùn)費(fèi)較高現(xiàn)場(chǎng)泥漿污染小、噪音震動(dòng)小、勞動(dòng)強(qiáng)度低沖擊鉆成孔砂土層100～150元/m，卵礫石層150～200元/m，巖層200～300元/m體積較小運(yùn)費(fèi)較低現(xiàn)場(chǎng)泥漿污染嚴(yán)重、噪音震動(dòng)大、勞動(dòng)強(qiáng)度高三、結(jié)語(yǔ)總之，在鉆孔灌注樁施工時(shí)，應(yīng)對(duì)不同的地層采用不同的成孔方法。根據(jù)我們歷次的工程經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備使用情況來(lái)看，在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工，采用正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔法,其成本低,成孔質(zhì)量好,樁機(jī)自重輕,搬遷方便等優(yōu)點(diǎn)較為適應(yīng)；在卵礫石、漂石、塊石、基巖等復(fù)雜地層施工時(shí)，使用沖擊鉆