旋挖樁與沖孔樁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比

深度分析：旋挖樁與沖孔樁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比近年來(lái)，隨著建筑施工行業(yè)的迅速發(fā)展，鉆（沖）孔樁在工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，鉆（沖）孔樁除了在成孔方式上不同之外，其在鋼筋籠制作、鋼筋籠安裝、混凝土澆筑等方面均采用了相同的工藝。其成孔方式主要有旋挖成孔和沖擊成孔兩種，在不同的施工條件下，這兩種成孔工藝的適應(yīng)性、施工效率、成本等也不盡相同。本文旨在通過(guò)對(duì)旋挖成孔、沖擊成孔這兩種成孔方式進(jìn)行對(duì)比、分析，為同類(lèi)工程施工提供借鑒。 一.概述（1）旋挖樁旋挖樁機(jī)是用回轉(zhuǎn)斗、短螺旋鉆頭進(jìn)行干、濕鉆進(jìn)，逐次取土，反復(fù)循環(huán)作業(yè)成孔為基本功能的機(jī)械設(shè)備。旋挖機(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，形成具有一定直徑和深度的樁孔。（2）沖孔樁沖孔樁機(jī)是利用沖擊鉆頭對(duì)孔底沖擊破碎成孔的機(jī)械設(shè)備。其工作原理是利用沖孔樁機(jī)動(dòng)力裝置將具有一定重量的沖擊鉆頭提升到一定高度后讓其自由下落，利用自由下落的沖擊動(dòng)力對(duì)孔底進(jìn)行周期性的沖擊破碎，過(guò)程中用泥漿循環(huán)的方式對(duì)孔內(nèi)碎屑進(jìn)行清理，形成具有一定直徑和深度的樁孔。 二.技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比適用地層1.旋挖樁：適用于粘土層、淤泥層、砂土層、強(qiáng)度不高的膠結(jié)砂巖層、中風(fēng)化泥巖和強(qiáng)風(fēng)化巖，在單軸抗壓強(qiáng)度30MPa以下硬巖中成孔速度較理想。能滿(mǎn)足絕大多數(shù)的高層建筑和橋梁施工環(huán)境的要求。（目前國(guó)內(nèi)已成功進(jìn)行過(guò)單軸抗壓強(qiáng)度120MPa巖層中的旋挖成孔施工）2.沖孔樁：適用于填土層、粘土層、粉土層、淤泥層和碎石土層，也適用于卵石層、巖溶發(fā)育巖層和裂隙發(fā)育的巖層施工，在復(fù)雜的場(chǎng)地條件下（如地下漂石、建筑垃圾含筋量高的鋼筋砼垃圾等場(chǎng)地內(nèi)）一般無(wú)須采取其他處理手段可直接進(jìn)行樁基施工，其適用性高，善于“啃硬骨頭”。對(duì)場(chǎng)地1.旋挖樁：要求自重大，對(duì)場(chǎng)地要求比較嚴(yán)格。旋挖樁機(jī)工作狀態(tài)自重一般在70t左右，但其履帶與地面接觸面積約7.0m2，所以要求的地基承載力在100KPa左右，在地表水比較豐富或雨季施工情況下，一般需采取回填磚渣的方式保證旋挖樁機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2.沖孔樁：樁錘重量約10t，樁機(jī)重量約15t，加上施工時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)荷載對(duì)施工作業(yè)面層的要求高，在地表水比較豐富或雨季施工情況下，需采取擠填級(jí)配砂石方式提高土層承載力。成孔方式1.旋挖樁：可用短螺旋鉆頭進(jìn)行干挖作業(yè)，也可用回轉(zhuǎn)鉆頭在泥漿護(hù)壁的情況下進(jìn)行濕挖作業(yè)。2.沖孔樁：只能采取泥漿護(hù)壁的方式?jīng)_擊成孔。鉆進(jìn)速度1.旋挖樁：旋挖機(jī)采用動(dòng)力鉆頭，鉆頭的鉆進(jìn)力加上鉆桿、樁機(jī)的重量，鉆進(jìn)能力強(qiáng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，旋挖樁機(jī)成孔速度最快能達(dá)到1m/min，在相同的地層中，旋挖機(jī)的成孔速度是沖孔樁機(jī)的3-5倍，優(yōu)勢(shì)明顯。2.沖孔樁：鉆機(jī)自身重量有限，進(jìn)行硬土地層鉆孔時(shí)，難以保證鉆頭施加足夠的壓力，從而影響了成孔的速率，且每鉆進(jìn)1~2m需停鉆掏渣，大部分作業(yè)時(shí)間消耗在提放鉆頭和停鉆掏渣上，樁孔越深，提鉆、掏渣耗時(shí)越長(zhǎng)，其整體沖進(jìn)速度較低。清渣方式1.旋挖樁：利用旋挖鉆頭直接將土、砂礫等鉆渣旋轉(zhuǎn)挖掘，然后快速提出孔外，清渣相對(duì)干凈、徹底，孔底沉渣厚度一般可控制在3cm以?xún)?nèi)。通過(guò)泥漿循環(huán)清渣，1.2m樁可控制在5-7cm，1.4m以上樁一般在7-10cm。2.沖孔樁：孔底沉渣難以掏盡，將會(huì)使樁承載力不夠穩(wěn)定。成樁質(zhì)量1.旋挖樁：孔壁比較平滑、樁徑上下一致，孔壁極少出現(xiàn)泥渣沉結(jié)物，出現(xiàn)斷樁、樁身夾泥、蜂窩等質(zhì)量問(wèn)題的可能性較小。2.沖孔樁：成孔直徑難以統(tǒng)一、孔壁相對(duì)不夠平滑，在泥漿護(hù)壁、掏渣的情況下，極易導(dǎo)致孔壁附有大量泥渣沉結(jié)物，存在斷樁、樁身夾泥、蜂窩等風(fēng)險(xiǎn)較高。護(hù)筒埋設(shè)1.旋挖樁：護(hù)筒安裝方便，利用鉆機(jī)動(dòng)力頭的自重、加壓油缸、額定轉(zhuǎn)矩和提升力可自動(dòng)將鋼護(hù)筒壓入或拔出。2.沖孔樁：依靠有操作經(jīng)驗(yàn)的工人采取沖錘及挖機(jī)等埋設(shè)。擴(kuò)底1.旋挖樁：配置有配合擴(kuò)大頭工具，可進(jìn)行擴(kuò)底施工。2.沖孔樁：無(wú)法擴(kuò)底?；炷脸溆禂?shù)1.旋挖樁：由于采用電腦精確控制，旋挖樁鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭反復(fù)鉆進(jìn)過(guò)程中鉆進(jìn)角度、垂直度控制精確，孔徑精確成孔質(zhì)量高，充盈系數(shù)一般為1.03~1.05。2.沖孔樁：由于沖錘上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，隨著鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)沖錘擺動(dòng)容易造成樁孔不圓，擴(kuò)孔率較高，其混凝土充盈系數(shù)一般大于1.2。持力層判定1.旋挖機(jī)在進(jìn)入強(qiáng)度較高的巖層時(shí)，旋挖機(jī)的鉆進(jìn)速度明顯降低，鉆桿有明顯的抖動(dòng)，當(dāng)達(dá)到預(yù)判的深度后可直接將挖掘的巖土提升到地面，直接觀察孔底基巖情況，及時(shí)準(zhǔn)確判斷入巖情況。2.沖孔樁機(jī)需要靠泥漿循環(huán)才能將孔底的巖渣帶出，并且還混雜了一直懸浮在其中前期巖渣，以致未能及時(shí)準(zhǔn)確判斷入巖，往往比設(shè)計(jì)要求入巖20~30cm才能終孔。單樁承載力1.旋挖樁機(jī)靠筒底角刃切土成孔，成孔后孔壁比較粗糙，同鉆孔樁比較孔壁幾乎沒(méi)有泥漿的涂抹作用，成樁后樁體與土體的結(jié)合程度比較高，相對(duì)而言單樁承載力要高。2.沖擊成孔，在泥漿的涂抹作用下，孔壁相對(duì)光滑，單樁承載力相對(duì)要低。環(huán)境保護(hù)1.旋挖在正常情況下可進(jìn)行干法施工，不需要泥漿護(hù)壁，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)?，污染源大大減少。2.沖擊鉆在鉆進(jìn)、掏渣過(guò)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。淤泥排放1.旋挖樁采用干法成孔，余泥較為干燥，余泥量大約是理論方量的1.3倍左右，可降低運(yùn)輸成本且運(yùn)輸較為方便。工精度高，環(huán)境污染少，適應(yīng)的地層