機械工程類地質施工方向高級職稱論文發表范文

　　摘 要：介紹在砂層地質旋挖鉆機施工鉆孔灌注樁成孔后沉渣厚度控制的方法及施工要點。

　　關鍵詞：旋挖鉆機,砂層,地質,沉渣厚度,控制技術

　　引言：旋挖鉆機在砂層地質施工橋梁樁基，成孔后沉渣厚度超標始終是個施工難題，本文介紹采用二次掏孔的辦法解決沉渣厚度超標的施工技術。

　　1 工程概況

　　由我單位施工的某特大橋橋梁工程,地基均采用鉆孔灌注樁基礎，樁長為46~56米不等，樁徑設計為1.25米，每個墩臺鉆孔灌注樁為8根。樁基施工全部采用旋挖鉆機成孔。

　　2 工程地質條件

　　2.1 巖層簡介

　　該段地質條件由上而下依次為：上部為第四系全新統沖積黏質黃土、粉質黏土、粉土、粉砂，中部為第四系全新統沖積砂層，局部分布圓礫土，底部為第四系上更新統沖積粉質黏土、粉土及砂層。其中：地表黏質黃土層厚3~9米，砂層厚40~50米，下部為粉質黏土。

　　2.2 場地不良地質、特殊巖土條件

　　2.2.1 濕陷性黃土

　　上部黏質黃土具I級非自重濕陷性，濕陷厚度約5米。表層黏質黃土均為松軟土。

　　2.2.2 砂土液化

　　工程所屬區為八度地震烈度區，場區穩定水位埋深17~22米，場地分布的飽和砂土屬中密-密實。

　　3 施工中存在的問題

　　3.1 樁基長46~56米。

　　3.2 地質條件差，地下砂層厚。鉆孔樁成孔后灌注混凝土前沉碴過厚,最大可達3m左右,雖經二次清孔后,沉渣厚度仍難滿足規范要求。

　　4 施工工藝方法的比選及確定

　　管段內第一根鉆孔樁開始施工，各項技術指標都嚴格按照施工技術規范要求進行施工，入孔泥漿比重控制在1.1~1.3，含砂率4%以下，黏度16~22S;成孔后進行換漿處理，灌注混凝土前泥漿比重控制在1.1以下，含砂率2%以下，黏度為17~20S，沉渣厚度按摩擦樁控制在20cm以內。在施工過程中我們發現存在許多問題。

　　4.1 泥漿成本大

　　泥漿比重控制在1.1~1.3，平均每根鉆孔樁需要4T左右膨潤土。

　　4.2 換漿處理麻煩

　　成孔后我們采用泥漿泵進行換漿處理，處理起來時間較長，而且很難滿足施工技術規范要求。

　　4.3 沉渣厚度控制難

　　我們根據前期施工得到的經驗是：泥漿比重大，則含砂率就會超標，施工過程中就難免會在混凝土中夾砂，影響成樁質量;如果比重降低，孔內沉渣就很容易超標，也不能滿足施工規范要求。如采用超鉆代替清孔,只能降低地基承載力,不能滿足樁基設計承載力的要求。

　　4.4 單根樁施工周期長

　　每根樁鉆孔約需要6h，鋼筋籠(分三節)現場吊裝焊接就位約需3~4h，導管安裝約需1h，換漿處理約需4h，水下混凝土灌注約需2h，這樣算下來每根鉆孔灌注樁施工時間約為17個小時左右，如果在哪個工序上出現問題，則需要20~24h。

　　為保證鉆孔灌注樁工程質量、減少施工投入、加快施工進度。經多次反復研究決定采用二次掏孔的辦法代替換漿、吸泥或抽碴清孔，經過試驗效果非常滿意。

　　5 二次掏孔施工方法簡介

　　5.1 施工質量進度控制要點及方法

　　5.1.1每臺旋挖鉆機宜有三個以上樁位供旋挖鉆機往返循環進行鉆孔;同時配備三個以上護筒,即每樁位提前埋設一個護筒,供旋挖鉆機往返循環進行鉆孔。

　　5.1.2 入孔泥漿比重不宜過大，一般在1.03~1.06之間。

　　5.1.3 每鉆一個樁位不要一次鉆到設計樁底標高，要留有1~2米的深度不鉆，然后旋挖鉆機進入下一個樁位進行鉆孔，10h后第二個樁位成孔,旋挖鉆機返回繼續鉆進至設計樁底標高，旋挖鉆機移走，開始鉆第三個樁位，第一個孔測量孔深，進行下道工序施工。第三個孔成孔后，旋挖鉆機返回掏挖第二個孔，如此往返循環施工。

　　6 效果檢查

　　在開始試施工時，我們有兩個擔心：

　　1、泥漿比重小能否起到護壁作用;

　　2、樁基在成孔后等沉渣的過程中會不會塌孔。

　　因此，我們先盡量將泥漿比重放大些，開始控制在1.06，等的時間放長些，一般在12小時左右，然后我們發現沒有出現什么問題，一切順利。我們逐漸將泥漿比重放小。實踐證明，該方法可行，而且該方法的優點是顯而易見的：

　　6.1 入孔泥漿比重小，首先能減少膨潤土的摻入量，減少施工成本，其次還能使孔內浮砂充分快速的沉淀。

　　6.2 二次掏孔等待時間長，能夠使孔內浮砂充分沉淀，再用旋挖鉆機進行掏孔，泥漿指標和孔底沉渣都能滿足施工技術規范要求。

　　6.3 三個墩臺位樁基往返鉆孔，增大了工作面,減少了旋挖鉆機待機時間,加快了施工進度。

　　6.4 孔內泥漿比重小，能夠保證混凝土順利灌注。

　　6.5 有效的控制了沉碴厚度。

　　該施工方法質量有以下保證：

　　6.6 入孔泥漿比重放小，只要在等待過程及下鋼筋籠時不塌孔，則灌注過程也不會塌孔,一般等待時間為10h,也不可盲目等待時間過長,要盡快灌注水下混凝土。

　　7 結論

　　7.1 使用旋挖鉆機進行掏孔出渣，能夠使孔內泥漿中浮砂充分沉淀，泥漿指標和孔底沉渣都均滿足施工技術規范要求。

　　7.2 管段共1202根鉆孔灌注樁。經檢測1202根工程樁實測波形良好，其中Ⅰ類樁1161根，占檢測樁總數的96.6%，Ⅱ類樁41根，占檢測樁總數的3.4%，無Ⅲ、Ⅳ類樁。

　　7.3 旋挖鉆機每天配套的吊車、裝載機等機械設備費用一萬余元。經測算使用旋挖鉆機進行淘孔出渣的方法, 成一根樁可節約成本500元，管段共1202根樁基，減去原來成樁826根,實際節約成本(1202-826)根× 500元=18.8萬元。

　　7.4 旋挖鉆機在砂層地質施工鉆孔樁時，每次鉆孔到成樁一般約需17～24小時，采用掏孔出渣的辦法代替泥漿泵循環清孔，使原來泥漿池沉淀出渣線性工序，改為并行工序。可循環連續成孔，連續灌注水下混凝土，功效提高三倍。

　　參考文獻

　　[1]《客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南》(TZ213--2005)。

　　[2]《鐵路混凝土工程施工技術指南》(TZ210-2005)。

　　[3]《鐵路客運專線施工設備》(中鐵一局集團有限公司技術研發中心。2005.3)