■吳志卿 ■紅谷灘園林建設(shè)集團有限公司，江西 南昌 330038

1 工程地質(zhì)概述

據(jù)鉆探揭露的勘探深度內(nèi)，場地地層上部為人工填土(Q4ml)第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al)下部為第三系新余群(Exn)基巖。按其巖性及其工程特性，自上而下依次劃分為①素填土、②粉土、③細(xì)砂、④淤泥、⑤中砂、⑥粗砂、⑦礫砂、⑧卵石、⑨粉砂質(zhì)泥巖及鈣質(zhì)泥巖、⑨-1 強風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、⑨-2 中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、⑨-夾鈣質(zhì)泥巖、⑨-3 微風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、⑨-4 未風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。

2 鉆孔工藝

2.1 沖擊鉆工藝

沖擊鉆是用沖擊式鉆孔架懸吊沖擊鉆頭(又稱沖錘)上下往復(fù)沖擊，將土層或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥渣擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用泥漿循環(huán)帶出成孔。

沖擊反循環(huán)鉆頭是沖擊鉆進的主要工具，其結(jié)構(gòu)的合理與否直接影響到鉆進效率和質(zhì)量。在沖擊鉆進過程中，關(guān)鍵是沖擊和吸渣量是否匹配，也是確保孔壁穩(wěn)定正常鉆進最基本最重要條件。在鉆進過程中吸渣工作應(yīng)根據(jù)鉆進地層和情況而定，不應(yīng)過量汲渣以免造成孔壁失穩(wěn)坍孔。發(fā)生埋鉆事故。另外，在沖擊過程中，必須經(jīng)常檢查鋼絲繩的磨損情況以及轉(zhuǎn)向裝置的靈活性和連接的牢固性，以防磨斷或因轉(zhuǎn)向不靈而扭斷鋼絲繩，發(fā)生掉鉆事故。

根據(jù)地質(zhì)情況，鉆頭出量研磨材料提鉆時要應(yīng)經(jīng)常檢查，一般地層每小班至少提鉆一次檢查，復(fù)雜地層提鉆頭次數(shù)要增加，往往鉆頭底量和外出量在砂卵石和基巖中磨損嚴(yán)重，所以應(yīng)及時進行修補，這樣就增加了修補鉆頭的鋪助時間，降低了純鉆進沖擊時間，又減少了修補鉆頭的輔助時間，再則在提升鉆頭時，要小心謹(jǐn)慎，尤其是在快到護筒底部將鉆頭慢慢提起，防止碰撞孔口護筒以免造成護筒底部坍孔或護筒錯位或變形事故。

2.2 回旋鉆工藝

回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁，又稱正反循環(huán)成孔灌注樁，是用一般地質(zhì)鉆機在泥漿護壁條件下，慢速鉆進，通過泥漿排渣成孔，灌注混凝土成樁，為國內(nèi)最為常用和應(yīng)用范圍較廣的成樁方法。

其特點是:護壁效果好，孔質(zhì)量可靠;施工無噪音，無震動，無擠壓;機具設(shè)備簡單，操作方便，費用較低，但成孔速度慢，效率低，用水量用水量大，泥漿排放量大，污染環(huán)境，擴孔率較難控制。

回轉(zhuǎn)鉆機中無論正循環(huán)還是分循環(huán)的鉆機，均適用于粘性土、含少量礫石、卵石的土層、軟巖，不適用于大量卵石層及硬巖層。其中正循環(huán)鉆機也適用于粉砂、細(xì)中粗砂層。反循環(huán)鉆機在砂層中鉆機如果泥漿調(diào)治的指標(biāo)不夠或鉆機速度過快，可能會造成塌孔的事故?；剞D(zhuǎn)鉆機特別適用于內(nèi)陸沖積層較厚的平原、沿海地區(qū)灘涂地區(qū)的摩擦樁成孔。從成孔速度上分析，回轉(zhuǎn)鉆機快于沖擊鉆機，不及旋挖鉆機。

2.3 旋挖鉆工藝

旋挖鉆機采用靜態(tài)泥漿護壁鉆斗取土的工藝(當(dāng)然也有干土直接取土工藝，視工地現(xiàn)場地層條件而定)，是一種無沖洗介質(zhì)循環(huán)的鉆進方法，但鉆進時為保護孔壁穩(wěn)定，孔內(nèi)要注滿優(yōu)質(zhì)泥漿(穩(wěn)定液)。旋挖鉆機工作時能原地作整體回轉(zhuǎn)運動。旋挖鉆機鉆孔取土?xí)r，依靠鉆桿和鉆頭自重切入土層，斜向斗齒在鉆斗回轉(zhuǎn)時切下土塊向斗內(nèi)推進而完成鉆取土;遇硬土?xí)r，自重力不足以使斗齒切入土層，此時可通過加壓油缸對鉆桿加壓，強行將斗齒切入土中，完成鉆孔取土。鉆斗內(nèi)裝滿土后，由起重機提升鉆桿及鉆斗至地面，拉動鉆斗上的開關(guān)即打開底門，鉆斗內(nèi)的土依靠自重作用自動排出。鉆桿向下放關(guān)好斗門，回轉(zhuǎn)到孔內(nèi)進行下一斗的挖掘。旋挖鉆機行走機動、靈活，終孔后能快速的移位或至下一樁位施工。

旋挖成孔灌注樁的施工方法具有施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔率高、適應(yīng)性強大大縮短了工期，廢漿少、低噪音、污染小保護了環(huán)境，克服了機械成孔時孔底沉淤土多，樁側(cè)摩阻力低，泥漿管理差的缺點，極大地提高了施工質(zhì)量。

工程實際情況統(tǒng)計

3 各工藝比較

3.1 沖擊鉆鉆孔分析

(1)沖擊鉆對作業(yè)場地要求較高，首先:沖擊鉆采用正循環(huán)清孔，因此每個墩位必須要有一個泥漿池和沉淀池，這就要占用大面積作業(yè)平臺，加上稻田土質(zhì)較軟，大面積開挖很容易導(dǎo)致塌方，因此給施工帶來了很大的麻煩。(2)沖擊鉆清孔需要大量清水換漿，泥漿對周圍環(huán)境有破環(huán)，影響工地的文明施工。(3)沖擊鉆經(jīng)過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，砼澆筑方量超方是有發(fā)生，最大甚至達到設(shè)計放量的1.5 倍多。(4)沖擊鉆由于鉆機自身條件的限制，鉆機的移位以及開鉆前鋼護筒的埋設(shè)都要花費大量的人力機械，而且要花費大量的時間，所以施工極為不便。(5)沖擊鉆每根樁的成孔時間較長，給工期帶來很大的影響。(6)在鉆進過程中容易發(fā)生樁位的偏移，需要時常校核鋼絲繩位置。

3.2 回旋鉆工藝分析

(1)回旋鉆對作業(yè)場地同樣要求較高，對機座地基需壓實，確保鉆機鉆孔過程平穩(wěn)，以及泥漿池。(2)回旋鉆同樣需要換漿清渣，對環(huán)境影響也較大。(3)回旋鉆成孔樁基砼充盈系數(shù)較沖擊鉆稍好。(4)鉆機的移位以及開鉆前鋼護筒的埋設(shè)都要花費大量的人力機械，要花費大量的時間。(5)在鉆進過程中容易發(fā)生樁位的偏移，需要時常校核鋼絲繩位置。

3.3 旋挖鉆工藝分析

(1)旋挖鉆對場地要求不是很高，不需要占用大面積作業(yè)平臺，可以實現(xiàn)多個墩位共用一個泥漿池。(2)沖擊鉆不需要大量清水換漿清孔，只要將泥漿調(diào)好便可以重復(fù)利用。(3)經(jīng)幾個試驗樁表明，旋挖鉆超放量很小，基本不超方。(4)旋挖鉆不但可以自由移動，而且埋設(shè)護筒極其方便快捷。(5)旋挖鉆每根樁成孔時間一般為8～10 小時，因此為后期工序節(jié)省了大量時間。(6)鉆樁孔對位準(zhǔn)確，不會發(fā)生樁位的偏移。

4 總結(jié)

4.1 沖擊鉆及回旋鉆不足之處

(1)污染環(huán)境，不環(huán)保。泥漿護壁和懸浮顆粒出渣均需要泥漿，而泥漿對現(xiàn)場和周圍環(huán)境均造成環(huán)境污染，無法滿足當(dāng)代社會日益重視的環(huán)境保護和文明施工的要求。循環(huán)泥漿，沉淀出渣需要泥漿池，這就要占用較大的施工場地。(2)成孔速度慢。按照正常的施工質(zhì)量要求和一般地質(zhì)地層情況，回轉(zhuǎn)鉆機每天鉆孔8-10m 左右，而沖擊鉆成孔速度則更慢。(3)自動化程度低，操作工人勞動強度大，工作環(huán)境差沖擊鉆機和回轉(zhuǎn)鉆機的自動化程度不高，基本是露天操作，工人工作的環(huán)境惡劣，已不符合現(xiàn)在社會人性化和高度自動化的潮流。

4.2 旋挖鉆機

(1)環(huán)保衛(wèi)生。干法成孔時，不會對現(xiàn)場和周遍環(huán)境造成污染。即便采用靜態(tài)泥漿成孔時，相對于沖擊鉆機和回轉(zhuǎn)鉆機的污染，旋挖鉆機對現(xiàn)場產(chǎn)生污染要少。(2)成孔速度快。在一般地層，旋挖鉆機成孔速度是普通鉆機的4～6 倍。按照在一般地層和橋梁樁長30 米以內(nèi)估算，按照正常的樁基成孔的質(zhì)量控制要求，成孔一根合格的樁基，回轉(zhuǎn)鉆機大約是24～36 小時。而熟練的旋挖鉆機操作手再配備技術(shù)員指導(dǎo)鉆孔，樁基成孔則只需要6～9 個小時。在這方面旋挖鉆機的優(yōu)勢明顯。

5 結(jié)束語

樁基施工中選擇成孔機械時，需要考慮多方面因素。選擇成孔機械時，首先考慮地層地質(zhì)情況。根據(jù)地質(zhì)柱狀圖，有針對性的選擇成孔的機械。其次是考慮鉆機成孔的經(jīng)濟成本、工期、環(huán)保和文明施工等因素。

［1］JTJ041 -2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］JFJF80/1—2004，公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn).

［3］楊文淵，徐犇.橋梁施工工程師手冊，2000(4).

［4］楊天林.基礎(chǔ)工程.