灌注桩成孔旋挖和传统方式的对比

灌注桩成孔旋挖和传统方式的对比

周金波

身份证号：42242219810907****

摘要：目前灌注桩成孔方式有旋挖、回旋和冲击等几种方式，旋挖成孔是较先进的成孔方式，适用性强，速度快，成本适中，对环境的污染小，成孔质量好，操作灵活方便，安全性能高。本文通过对旋挖和传统方式进行对比分析，罗列优缺点，为工程选择是 。

关键词：旋挖成孔；工艺；钻孔灌注桩；对比。

1.引言

钻孔灌注桩在国内各类建筑中得到了大量应用，随着对质量、安全、环保等管理的日益重视，随着施工技术的提升，钻孔工艺也日新月异，旋挖钻孔工艺是近几年新出现的钻孔施工工艺，适用性强，速度快，成本适中，对环境的污染小，成孔质量好，操作灵活方便，安全性能高，值得我们对此工艺进行深入研究。

2.工程及水文地质概况

2.1项目概况

研究依托项目基坑周边采用悬臂支护桩，设计桩径分别为φ800、φ900、φ1000、φ1100、φ1200；桩长分别为11.85m、13.85m、12.85m、13.15m、15.05m、8.45m、9.95m、12.35m，数量623根。

2.2水文地质概况

研究依托项目场地内地形起伏较大，地面标高为15.36-30.08m，最大高差14.72m整平标高为16.00~19.60m，最大高差3.6m。场地北侧为卓溪路，南侧为待建文化中心（地势起伏较大，存在约10m高的土坡），东侧为山林路，场地西侧12m处（用地红线与河堤距离）为一条宽约30m河流（河道上口宽度约30m）。

本工程土质条件良好，旋挖成孔过程中，在可以保证施工质量的前提下，直接用干成孔工法旋挖钻机取土，无需泥浆护壁。

3. 旋挖钻机施工方法

3.1钻孔前准备工作

（1）将桩位部分的障碍物清除，并将其周围的场地用挖土机平整、压实；

（2）放样定位：工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。

3.2钻进成孔

（1）埋设护筒

护筒直径比桩孔直径大200mm，长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m 的要求，护筒顶端高出地面0.3m，护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，护筒埋设偏差不超过30mm，护筒四周用黏土回填，分层夯实。在施工中采用二次校核的方法进行护筒埋设，先放样定点，在所测桩位中心先打入一根钢筋或木桩作桩位标志，按放样位置埋设护筒，然后再校核桩位的准确位置，并在护筒口上用红漆油做好标记，钻机就位时在标记上拉好十字线，并严格按十字线中心对中整平。

（2）旋挖机就位

钻机就位做到场地平整，虚土填实，并在钻机位置铺设钢板垫底，钻具对准孔位中心，机台平整度和垂直度可通过钻机自动安平系统进行调整，自动平整后还要求用经纬仪校核。另外，在钻机对中整平后，在桩孔边设立尺寸标志，以便于每次钻进后的复位对中,并安排专人在钻机前指挥。

（3）钻进成孔

1）本工程采用SR-155 型转挖机钻进，该钻机移动灵活，工作效率高，转速快，转土方便。

2）成孔钻进时，根据土层条件，合理选用钻头。

3）旋挖成孔过程中，如果不塌孔，不缩径，不需要采用静态泥浆护壁或钢护筒护壁，可以保证施工质量时，直接用旋挖钻机取土为干成孔工法。

3.3清孔

由于旋挖钻机的钻渣可直接用钻头提取，通常在钻到设计标高后，用钻头进行清孔，把孔底的沉渣清理干净，厚度控制在100mm之内，检验合格后方可下钢筋笼和导管。

4.工作原理对比

4.1移动方式

（1）旋挖钻机

旋挖钻机属于自行走机械，设置有履带式底盘的行走装置，移动方便，定位准确，自带柴油发动机，可为自身行走以及施工作业提供动力，不需要提供较大的工作面就可以施工，适合狭窄场地的施工。

（2）传统钻机

移动方式多种多样，大部分采用牵引或平台、液压等方式，需要其他机械提供动力，或者自身移动较慢。

4.2开挖方式

（1）旋挖钻机

旋挖钻机配备多种钻头，可根据不同的地质地层选用，钻头固定在可伸缩钻杆之上，利用钻头的旋转以及重力进行开挖，开挖出的进入钻斗，通过钻斗的提升出土，重复以开挖至设计深度。

（2）传统钻机

传统钻机的钻头主要起到搅动的作用，破碎原土结构，通过泥浆的注入和吸出带动破碎后的原土至地面以达到出土的目的，泥浆反复使用，循环进出，在起到出土的作用外同时起到护壁的作用。

5.施工工效和质量对比

5.1施工工效对比

（1）传统钻机

传统钻机主要依靠钻头重量，由于自身重量有限，钻进力量相对较小，在钻孔过程中特别是硬土层钻孔过程中成孔速度较慢，同时受工艺影响，在钻孔过程中需要停钻清孔，停钻清孔需要进行提放钻头和掏渣等操作，已施工的钻孔越深，停钻清孔所占用的时间就越长，极大的占用了有效作业时间，导致传统钻机在施工速度上较慢。

（2）旋挖钻机

旋挖钻机在钻孔的下挖动力由钻头的钻进力以及钻杆和钻头的重力组成，钻进力量较大，相对速度较快。根据对实际施工过程的统计，旋挖钻孔工艺的钻孔速度最快能达到每分钟钻孔1米，在同样的施工条件下，成孔速度可以达到传统钻孔施工速度的四倍左右，在施工功效上旋挖钻机优势明显。

5.2施工质量对比

（1）传统钻机

传统钻机受限于施工工艺，钻头破碎的泥渣通过泥浆进出的方式出土，泥渣在泥浆中容易附着在孔壁之上，同时由于重力下落等作用，造成成桩存在桩身夹泥、蜂窝甚至断桩等质量问题，同时底部会存有沉渣，质量控制不到位的情况下，导致桩承载力达不到设计承载力等问题。

（2）旋挖钻机

旋挖钻孔工艺主要采用钻头切削的方式成孔，孔壁相对平滑，黏性越好的土质施工质量越好，断桩、夹泥等桩身完整性方面出现问题的几率较低，可保证桩身完整性，出土利用钻头旋出，成孔后干净彻底，底部沉渣少，一般在3cm以内，对成桩质量影响很小。

6.安全环保对比

6.1安全对比

（1）传统钻机

传统钻机一般单机用电量60KW，配套泥浆泵组件用电量约30KW，总用电量达90KW,使用外部供电，存在临时用电安全隐患。

（2）旋挖钻机

旋挖钻机采用自带柴油发电机提供动力，免除外设电源的临时用电安全隐患，动力源与机械一体，相对质量有保障，故障率低。

6.2环保对比

（1）传统钻机

传统钻机在施工过程中主要环保污染源在于泥浆的制备和处理方面，施工时需要在现场设置泥浆池进行泥浆制备工作，制备的泥浆通过管道输入成孔内，反复循环经沉降带出渣土，同时渣土中还是含有大量泥浆，倒运、清理均存在大量的环保隐患。

（2）旋挖钻机

旋挖钻机在正常情况下采用干作业施工，不要使用泥浆，从根本上解决了因为使用泥浆而导致得到在制备、运输等一系列的环保问题，提升了环保管理以及安全文明施工。

7.人员配置对比

（1）传统钻机

传统钻机需要辅助人员进行移机、定位工作，同时需要人员进行泥浆制备、护壁、清孔等工作，一般需要6-10人方可进行作业。

（2）旋挖钻机

旋挖钻机为自走行机械，操作员一人即可完成移机、清孔等工作，同时配备2-3人进行定位、护筒埋设等工作，一般3-4人即可。因为两种施工工艺产生的渣土状态不同，所以渣土运输工效不同，同样施工量，传统钻机所产生的渣土运输人员机械近于旋挖钻机工艺的1.5倍左右。

8.结束语

研究依托项目施工过程中使用2台旋挖钻机，平均每台旋挖机每天成桩16根，20个有效工作日就完成了623根灌注桩的施工任务。如采用潜水钻成孔，一般情况下一台桩机1天成孔6个，2台潜水钻机需要69天才能完成本项目的施工任务。由此可见，采用旋挖钻机环境污染小，施工效率高，能有效的缩短工期。

参考文献：

[1]旋挖钻孔灌注桩成桩特性论文

[2]旋挖钻孔灌注桩的技术经济优势