簡析旋挖鉆機(jī)在地鐵工程中的應(yīng)用
 
 
摘要:旋挖鉆機(jī)具有成孔速度快、質(zhì)量好、環(huán)保、施工現(xiàn)場干凈、行走方便、對地層適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn),文中重點(diǎn)介紹旋挖鉆機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展概況及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及在地鐵工程中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:旋挖鉆機(jī);結(jié)構(gòu)特點(diǎn);施工
 
 
 
1引言
 
旋挖鉆機(jī)(如圖1)因具有施工速度快、成孔質(zhì)量好、環(huán)境污染小、操作靈活方便、安全性能高及適用性強(qiáng)等優(yōu)勢,已成為鉆孔灌注樁施工的主要成孔設(shè)備,不少重點(diǎn)工程的業(yè)主為確保工程進(jìn)度和質(zhì)量,均將其作為指定施工設(shè)備,從而替代了傳統(tǒng)的沖擊和回旋鉆機(jī)成孔設(shè)備。目前我國工程界的大多數(shù)旋挖鉆機(jī)均為德國和意大利的產(chǎn)品,并已占據(jù)主導(dǎo)地位。2旋挖鉆機(jī)的類型
 
2.1小型機(jī)
 
鉆機(jī)扭矩100kNm,發(fā)動機(jī)功率170kW,鉆孔直徑500～1000mm、深約40m,整機(jī)重量約40t。小型機(jī)的應(yīng)用市場定位如下:①各種樓房的護(hù)坡樁;②樓房部分承重結(jié)構(gòu)樁;③城市改造市政項目中各種樁徑小于1m的樁;④適用于其它用途的樁。小型機(jī)的市場覆蓋率達(dá)30%以上。
 
2.2中型機(jī)
 
鉆機(jī)扭矩180kN?m,發(fā)動機(jī)功率200kW,鉆孔直徑800～1800mm、深約60m,整機(jī)重量約65t。中型機(jī)的應(yīng)用市場定位如下:①各種高速公路、鐵路等交通設(shè)施橋梁的橋樁;②大型建筑、港口碼頭承重結(jié)構(gòu)樁;③城市內(nèi)高架橋橋樁;④其它適用樁。中型機(jī)的市場覆蓋率達(dá)90%以上。
 
2.3大型機(jī)
 
鉆機(jī)扭矩240kN?m,發(fā)動機(jī)功率300kW,鉆孔直徑1000～2500mm、深約80m,整機(jī)重量約100t以上。大型機(jī)的應(yīng)用市場定位如下:①各種高速公路、鐵路橋梁的特大橋樁;②其它大型建筑的特殊結(jié)構(gòu)承重基礎(chǔ)樁。大型機(jī)的市場覆蓋率達(dá)10%以上。
 
3旋挖鉆機(jī)在市政工程中的應(yīng)用
 
目前廣州采用旋挖鉆機(jī)施工的項目較多,如廣州新光快速六標(biāo)樁基,廣州東方重機(jī)樁基,地鐵小北站、五羊邨站等,現(xiàn)對廣州某地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行介紹。該工程位于環(huán)市中路下方,西臨環(huán)市中路、麓景路、小北路交叉口,其中環(huán)市中路正上方有高架橋和人行天橋。車站西北側(cè)與廣九鐵路、內(nèi)環(huán)路高架相臨近,周邊高樓林立。車站西端站廳圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程概況如圖2所示。3.1場地地質(zhì)概況
 
該站地質(zhì)巖性為泥質(zhì)粉砂巖及含礫砂巖,地表以下5m入巖,地下水位平均埋深3.0m;層⑥～⑧最大單軸抗壓強(qiáng)度分別為1.0,7.0,26.0MPa。自上而下各土層分別為:①人工填土層:層厚0.5～6.0m,平均2.93m;②-1粉、細(xì)砂層:飽和、松散～稍密,厚度較小,層厚0.5～2.2m,平均1.16m;②-2中、粗、礫砂層:局部為圓礫,飽和、松散,部分稍密,層厚0.8～3.8m,平均2.2m;③-1粉質(zhì)粘土層:可塑,局部為粉土,稍密,土質(zhì)較均一,層厚1.0～4.5m,平均2.47m;③-2淤泥質(zhì)土層:流塑,層厚0.6～2.1m,平均1.42m;④-1可塑或稍密～中密狀殘積土層:層厚0.6～11.1m,平均4.19m;④-2硬塑或中密狀殘積土層:層厚1.0～17.1m,平均5.22m;⑤全風(fēng)化巖:主要由泥質(zhì)粉砂巖組成,局部為含礫粗砂巖、礫巖、粉砂巖,原巖組織結(jié)構(gòu)已基本風(fēng)化破壞,巖芯呈堅硬土或密實(shí)土狀,層厚0.5～11.0m,平均2.88m;⑥強(qiáng)風(fēng)化巖:主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、礫巖、含礫粗砂巖,局部為泥巖,巖石組織結(jié)構(gòu)已大部分破壞,風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖體破碎,巖芯呈巖狀或半巖半土狀,質(zhì)軟,層厚0.5～14.2m,平均2.81m;⑦中風(fēng)化巖:主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖夾礫巖、含礫粗砂巖等,陸源碎屑結(jié)構(gòu),中厚～厚層狀,巖石組織結(jié)構(gòu)部分破壞,礦物成分基本未變化,有風(fēng)化裂隙,巖芯較完整,呈短柱～長柱狀,巖質(zhì)稍硬,層厚0.4～9.5m,平均1.88m;⑧微風(fēng)化巖:為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、含礫粗砂巖、礫巖等,陸源碎屑結(jié)構(gòu),中厚～厚層狀,膠結(jié)緊密,局部有少量風(fēng)化裂隙,巖芯完整,以長柱狀為主,巖質(zhì)硬,層厚0.6～28.8m,平均6.73m。
 
3.2旋挖鉆機(jī)施工步驟
 
旋挖鉆機(jī)就位→埋設(shè)護(hù)筒→鉆頭輕著地后旋轉(zhuǎn)開鉆!當(dāng)鉆頭內(nèi)裝滿土砂料時提升出孔外→旋挖鉆機(jī)旋回,將其內(nèi)的土砂料傾倒在土方車或地上→關(guān)上鉆頭活門,旋挖鉆機(jī)旋回到原位,鎖上鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)體→放下鉆頭→鉆孔完成,清孔并測定深度→放入鋼筋籠和導(dǎo)管→進(jìn)行混凝土灌注→拔出護(hù)筒并清理樁頭沉淤回填,成樁。
 
3.3質(zhì)量控制措施
 
⑴樁位放樣
 
在進(jìn)行場地整平后,組織有資格的測量放樣人員將所有樁位放出,釘好十字保護(hù)樁,做好測量復(fù)核,并記錄放樣數(shù)據(jù)備案。
 
⑵埋設(shè)護(hù)筒
 
用拉線法檢查樁位偏差,應(yīng)滿足規(guī)范要求。
 
⑶成孔
 
采用鉆頭鉆進(jìn),根據(jù)不同層次的土質(zhì)結(jié)構(gòu)選擇不同的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和進(jìn)尺進(jìn)行控制。在砂層鉆進(jìn)和進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層后,因土層太硬會引起鉆錐跳動及偏斜、加大鉆桿擺動,故應(yīng)選擇低檔慢速,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速參數(shù)取值13～40v/min,成孔深度按設(shè)計要求進(jìn)行控制。
 
⑷鋼筋籠制安
 
旋挖機(jī)挖土清渣達(dá)到設(shè)計要求后,開始下放鋼筋籠,其制安必須嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進(jìn)行,主筋、箍筋應(yīng)焊接均勻,搭接長度及焊縫應(yīng)符合規(guī)范要求,安裝時應(yīng)安裝護(hù)塊,以確保周正及保護(hù)層厚度,鋼筋籠的制作偏差應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求。
 
⑸混凝土澆筑
 
在導(dǎo)管接駁完畢后,將混凝土隔水栓吊放在臨近泥漿面的位置,導(dǎo)管底端到孔底距離控制在0.4m左右,以便能順利排出混凝土隔水栓。開始灌注前儲料斗內(nèi)儲備的混凝土量應(yīng)不少于1.0m3,以便在混凝土隔水栓被擠出導(dǎo)管后能將導(dǎo)管底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上,適時提升或拆卸導(dǎo)管,確保導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下1～4m,灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。一旦發(fā)生機(jī)具故障或停電停水及導(dǎo)管堵塞或進(jìn)水等事故時,應(yīng)采取有效措施進(jìn)行處理,以便盡快恢復(fù)灌注混凝土,同時做好記錄。
 
⑹孔內(nèi)事故預(yù)防措施
 
①選擇有經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心強(qiáng)的施工隊伍,保證操作人員的素質(zhì);②加強(qiáng)鉆具檢查,對加工不良的鉆具嚴(yán)禁使用;③對孔內(nèi)水頭高度,泥漿的相對密度和粘度經(jīng)常觀察和檢測,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,尤其在鉆孔排渣、提錐除土或因故停鉆時應(yīng)保持孔內(nèi)規(guī)定水位和規(guī)定的泥漿性能指標(biāo),以防坍孔;④鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行,在土層變化處撈取渣樣判明土層,并與地質(zhì)資料核對,根據(jù)土層情況采取相應(yīng)措施,保證施工質(zhì)量;⑤升降鉆錐須平穩(wěn),鉆錐提出井口應(yīng)防止碰撞護(hù)筒或孔壁,防止鉤掛護(hù)筒底部,鉆桿的拆裝應(yīng)迅速。
 
3.4旋挖鉆成孔施工中應(yīng)注意的問題
 
⑴土層中成孔與鋼護(hù)筒安設(shè)的垂直度對樁體垂直度影響巨大;
 
⑵定位用的混凝土護(hù)筒與鋼護(hù)筒合理配套使用,能有效縮短鉆機(jī)定位時間,提高施工效率;
 
⑶軟巖及土層中使用旋挖斗一次成孔;硬巖中先用螺旋鉆頭成小孔,然后用旋挖斗進(jìn)行擴(kuò)挖成孔。
 
4結(jié)論
 
總結(jié)該地鐵車站采用旋挖鉆的施工情況,與一般沖孔樁機(jī)成孔、回旋鉆機(jī)成孔相比,其優(yōu)點(diǎn)見表1。旋挖鉆用于地鐵工程鉆孔樁施工優(yōu)勢明顯,適用性強(qiáng);自動化程度高,勞動強(qiáng)度低;鉆進(jìn)效率高;成樁質(zhì)量好;環(huán)境污染小。能顯著地提高工程施工效率和工程質(zhì)量。在合理選取施工方法與施工工藝時,能最大限度地節(jié)省物力,財力,人力等資源。對企業(yè)效益和社會安全具有雙贏意義。
 
 
 
參考文獻(xiàn)
 
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