工程概況
1
基坑支護結構方案
橋西商住樓工程為一棟地上30層，地下2層的高層建築。基坑開挖深度約8.3m，基坑採用支護樁（旋挖樁）+撐的支護形式，基坑外側採用雙排攪拌樁搭接構成止水幕牆。旋挖樁樁徑為1000mm，樁間距為@150mm，樁身採用C25混凝土，要求穿過軟土層進入強風化不少於2m。
2
工程地質條件
本工程場地主要有如下土層：
（1）雜填土；
（2）淤泥土質；
（3）淤泥質粉細沙；
（4）強風化泥質粉砂岩；
（5）中風化泥質粉砂岩；
（6）微風化泥質粉砂質。
場地內地下水主要賦存於淤泥質粉細砂中，該層厚度較大，且分布連續，具有中等性透水層，為本場地內的強透水層。場地臨近珠江，其地下水承壓水頭高度與珠江水相近，因此場地範圍的第四系地層中的地下水與珠江水有較好的水力聯繫，其主要補給源為珠江水，場地內的地下水位變化受潮汐的影響，地下水位波動較大。
3
請旋挖樁施工平面分布示意圖
4
旋挖樁施工情況
本工程旋挖樁共170根，預計工期為24d，平均每天完成8根。前期施工每天完成8～10根，但由於後來機械故障和春節假期的影響，導致平均每天施工完成數量4～5根。雖然工期有所滯後，但總體上施工進度仍比較傳統沖孔樁和鑽孔樁要快。
SD20旋挖機施工情況
SD20旋挖機將渣土挖出錄像
工藝流程及施工過程控制要點
一
請旋挖機構造及技術參數
橋西商住樓工程旋挖樁採用我國較為常用的金泰SD系列多功能鑽機,現以本工程所採用的SD20旋挖機進行介紹。
鑽杆：具有摩阻式和自鎖式伸縮式鑽杆供選擇
鑽頭：可配套短螺旋鑽頭、普通鑽頭、撈沙鑽頭等
底盤：採用特製的專用可擴展底盤，機動性強，提高整機的穩定性
動力配置：採用Cummins系列渦輪增壓中冷發動機
電控部分：採用派芬自動控制公司自動及手動調平系統
液壓系統：整機採用全液壓傳動系統，實現全功率負載適時控制
結構部分：採用段式可摺疊桅杆，可降低運輸狀態高度
旋挖機結構主要由底盤、鑽杆、鑽具、動力頭、電控系統這五大部分組成，下面簡單介紹這幾部分結構特點。
1）旋挖鑽機的底盤
底盤可分為專用底盤、履帶液壓挖掘機底盤、履帶起重機底盤、步履式底盤。履帶專用底盤結構緊湊、運輸方便、外形美觀、造價高。履帶起重機底盤工作裝置採用附著型式，主臂分為可伸縮箱型結構和框架結構，可兼作旋挖鑽機和履帶式起重機，節約設備投資。步履式底盤一般為三支點液壓步履式行走支架、穩定性好、但移動運輸不夠方便、造價低，目前國內少數廠家採用。
2）鑽杆、鑽具
鑽杆是一個關鍵部件，分為內摩阻式外加壓伸縮鑽杆和自動內鎖互扣式外加壓伸縮鑽杆。內摩阻式鑽杆在軟土層鑽進效率高，鎖扣式鑽杆提高了動力頭施於鑽杆並傳到鑽具的下壓力，適於鑽進硬岩層，對操作的要求也較高。為了提高作業效率，一台鑽機大多配備兩套鑽杆。鑽具有多種，目前有長螺旋和大直 徑短螺旋鑽頭、迴轉鑽斗、撈砂斗、筒形鑽斗、擴底鑽頭、岩心鑽頭等
3）動力頭
動力頭有液壓驅動、電機驅動、發動機驅動。無論何種都 具備低速鑽進、反轉高速甩土功能。目前大都採用液壓驅動，有雙變量液壓馬達、雙速減速機驅動或低速大扭矩液壓馬達驅動。動力頭的鑽進速度一般都具有多擋， 適合在多種工況下作業。電機驅動一般採用特製的恆功率雙速電機，力矩大、過載能力強。
4）電子控制技術
90年代國外旋挖鑽機的控制技術逐步實現智能化，目前國外旋挖 鑽機普遍具備發動機和泵的電子控制系統，能指導主泵最佳輸出，使液壓負載與發動機轉速相匹配，從而利用發動機的最大功率。發動機轉速可在負荷較小或無負荷 時實現自動控制，自動降低發動機轉速，減少油耗、降低噪音和廢氣的排放量。桅杆垂直度自動調平系統能對桅杆進行實時監控，可實現手動和自動切換，在一定范 圍內自動調整角度，保證施工中樁孔的垂直度要求，提高施工質量；還具備迴轉倒土控制、鑽孔深度測量及顯示、車身工作狀態動畫顯示及虛擬儀表顯示、故障檢測、報警及信息顯示、整機啟動前預先自動檢測功能。
SD20旋挖機
螺旋鑽頭
普通撈泥鑽頭與取土筒
遇到較難鑽入時採用旋轉鑽頭鑽入
一般採用旋轉挖斗直接把渣土挖出
鑽頭開蓋狀態
普通寶鵝齒
子彈頭齒
旋挖鑽機常用鑽頭￠600~1200mm，鑽杆兩節通過內套連接，採用液壓鑽進系統，通過旋挖斗直接將碴土挖出並運至孔外，可鑽深40米，不必像普通鑽機在成孔過程中頻繁裝卸鑽杆。
樁機自動化控制程度高，能通過儀表顯示調整底座平整，鑽杆垂直，能顯示鑽深和鑽速。德國產的BJ 系列旋挖鑽機還有對樁位自動找中功能，這些對控制成孔質量非常有利。
SD系列旋挖機詳細技術參數如下表：
二
旋挖機施工工藝流程
旋挖鑽機成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鑽頭迴轉破碎岩土，並直接將其裝入鑽斗內，然後再由鑽機提升裝置和伸縮鑽杆將鑽斗提出孔外卸土，這樣循環往復，不斷地取土卸土，直至鑽至設計深度。對粘結性好的岩土層，可採用乾式或清水鑽進工藝，無需泥漿護壁。而對於鬆散易坍塌地層或有地下水分布，孔壁不穩定，必須採用靜態泥漿護壁鑽進工藝，向孔內投入護壁泥漿或穩定液進行護壁。
施工工藝流程主要分為以下七點：
1） 樁基定位：根據勘測單位提供的水準點及測量控制網引測，在軸線的延長線上做點，樁施工過程中對現場測量控制點進行校核，並做好有效保護。
2）埋設護筒：護筒中心線對準測定的樁位中心，嚴格保護護筒的垂直度，確保其中心線與樁中心重合；護筒固定正確位置後，用粘土回填夯實以保證其垂直度。
3）樁機就位：鑽機安裝就位後，應將鑽頭中心對準樁位中心，確保施工中不發生孔位偏移。（旋挖鑽機一般都帶有定位後的鎖定功能，只要鑽機不整體移位，鑽杆可以自由旋轉，經操作手的操作，就會仍對準原定樁位中心。）
4）成孔：利用泥漿箱和泥漿池配合使用，採用人工（採用泥漿泵攪拌造漿，泥漿採用鈉基或鈣基膨潤土製作，摻量按泥漿比重的要求進行換算或用泥漿比重儀控制即可。）攪漿護壁成孔，泥漿比重應根據具體底層條件而定，根據試樁及施工經驗確定各層地層條件下的鑽進參數（泥漿比重選取範圍一般為1.05～1.10之間）；成孔後對孔徑、孔深、沉渣、泥漿比重等各項指標進行檢查。（旋挖鑽孔最大的優勢就是泥漿可以反覆利用，第一次造漿後，以後做適當補充即可）
5）安放鋼筋籠：利用吊車將鋼筋籠垂直吊入孔內，放到設計標高面後固定好鋼筋籠。
6）安裝導管：利用吊車將導管放入，導管直徑、長度應與孔深配套，管距孔底0.3m，初灌量應保證混凝土擴散後，導管埋入深度不小於1m
7）澆注混凝土：每注入一定量的混凝土，利用吊車向上拔管，每提0.3m， 反插一半，保證混凝土的擴散和密實，如此循環，直至頂面。最小埋入深度不能小於0.5m，最大埋深可達到10m以上，這主要是因為旋挖施工所需要的泥漿比重較小、沉渣較少、砼與泥漿重量差明顯。（具體施工中最大埋管深度達到11m，砼在灌注時仍翻漿正常。）
旋挖樁施工工藝流程圖
三
旋挖樁施工質量的控制要點
1、施工質量質量預控
（1）樁機性能檢查。樁機組裝完成後，應督促施工單位對樁機主要性能進行檢查。對於自控系統的準確性，監理應對樁機底座、導杆垂直度等用經緯儀、水準儀核查，確保自控系統偏差在規範允許範圍內。
（2）成孔工藝評定。通過試成孔，確定鑽機在場地不同土層的鑽進速度，護壁泥漿比重、成孔質量情況作初步分析，為下一步施工提供參考數據。
（3）審查施工組織設計，提倡方案的先進性、可行性、安全合理、質保措施工得力。監幫組合，積極協調，為工程質量保證提供良好的作業條件。施工方案優化對施工階段的質量控制和工效起到了重要作用。
（4）督促施工單位按工程要求建立、健全、完善施工現場的質量管理體系，並檢查管理體系的正常運行。
（5）對旁站內容、關鍵部位、控制目標進行策劃，落實旁站人員，建立旁站工作制度。
2、施工過程的質量控制要點
根據《建築地基基礎工程施工質量驗 》要求，對樁基礎施工工藝流程和灌注樁易出現的質量通病，在施工過程應設立以下質量監控點：
樁位測量：施工前應覆核基礎軸網，建立控制樁，妥善保護；對每根樁定位，可插端頭有油漆標誌的短鋼筋；在每根樁護筒埋設前，還要再次複測，利用軸網上的兩根控制樁作基點，矢量前方交匯法覆核樁位，防止施工期間撓動造成樁位偏差。
護筒埋設：用十字交叉檢查護筒中心應與樁中心重合，護筒周邊土要填實，保護護筒穩定。
樁機就位調整：某些型號的旋挖鑽機具有自動調整顯示，但監理人員應定期對自控系統覆核。
成孔：在鑽孔過程中，應始終保持孔內泥漿液面位於地下水位以上2m左右。檢查自控儀表顯示，防止鑽頭偏移出現孔斜，取出的碴土應及時清運出工作面。
入岩：在鑽至入岩時，根據最後一挖斗取出的石渣與標準岩樣比較，確定入岩介面。如岩層堅硬可換螺旋鑽頭，鑽至不少於設計要求的深度（具體深度可現場根據岩層標高而定）。
終孔檢查：利用測繩、孔規（或孔徑儀）檢查孔深、孔徑、垂直度等。
清孔：按照試成孔經驗，可在鋼筋籠吊起後開始清孔，有利於減少沉碴厚度。清孔後應立即測量孔深，與導管安裝後的孔深比較，確定沉碴厚度。
混凝土水下澆灌：砼澆灌過程是成樁的關鍵階段，也是質量問題易發階段，隱蔽性較強，事後難以補救。因此監理全過程旁站監督，發現問題要及時解決，不留質量隱患。旁站時應注意以下幾點重要環節：
檢查每罐車砼配合比，坍落度應符合要求。
首灌正常後應連續澆灌砼。在澆灌過程中，應經常用測錘探測混凝土的上升高度並適時提升，逐級拆卸導管，保持導管的合理埋深（2～6m)
樁頂的灌註標高和樁頭砼質量控制。規範要求樁頂灌註標高至少比設計高出0.5m。具體超灌高度因設計樁長，浮漿厚度而定，本工程樁頭超灌高度約為0.6m，由於內外壓力差較小，拔管速度過快易造成樁頭砼不密實，裹入泥砂等質量缺陷，因此在澆灌砼最後階段應降低拔管速度並往復插拔。
四
常見問題預防和處理技術措施
現將常見問題預防和處理技術措施歸納如下表，貢大家參考。
五
旋挖機成孔特點
通過與傳統鑽孔樁機的比較，我們可以得出旋挖樁機成孔工藝有明顯的優勢之處，其主要優勢歸納如下：
成孔速度快，是普通循環鑽機的5倍以上，有效地保證了工程進度。旋挖鑽機鑽杆為伸縮式鑽杆，提鑽速度快。按直徑1m, 孔深17m左右的基樁在1h左右即可完成。旋挖鑽機對不同的地質情況適應性強,適用廣泛。
移位方便，旋挖鑽機多為液壓履帶式伸縮底盤，可將鑽機方便地移動到所要到達的位置，而不像普通循環鑽機移位那麼繁瑣，同時又保證了整機穩定性及良好的機動性能。
定位速度快且定位準確度高。開孔前通過人工指揮鑽頭中心對準樁位，再由機械手將對應坐標設置為軸心坐標，施工過程中操作手在駕駛室內利用先進的電子設備就可以精確地實現對位，使鑽機達到最佳鑽進狀態。
鑽孔深度、垂直度可自動檢測及控制。因鑽機自身自動化程度高，鑽孔深度和垂直度可由電子系統控制並在螢屏實時顯示。
安全、環保特點突出。整機採用全液壓傳動，整機調平和行走移位均藉助液壓馬達或油缸，不僅過載保護性好，運轉平穩，安全可靠，操作靈活輕快，震動小、噪音低，大大減輕了操作者工作強度，而且鑽機還設置了主、副卷揚機的高度限位與動臂幅度限位以及駕駛室內液控開關等安全保護裝置，從而促進了文明施工和安全生產；鑽孔過程不用循環泥漿，使用的泥漿可以循環利用，鑽渣可以通過提升旋挖斗時和泥漿分離後運走，減少了污染，施工現場較為整潔乾淨。
成孔後沉渣少。旋挖鑽機成孔採用靜態泥漿護壁，鑽渣是通過旋挖斗提出，故沉渣量很小；而其它鑽機鑽渣是通過泥漿的循環排出，故兩三米沉渣是常見的。
由於旋挖鑽機的特殊成孔工藝，其鑽頭多次上下往復，使孔壁粗糙、不易產生縮徑。與傳統的鑽孔樁相比，旋挖樁的承載力顯著提高,承載樁的施工質量有所保證。
六
旋挖機的局限性
旋挖機優勢明顯，但也有自身難以克服的缺點，歸納如下：
受施工土層的制約較大
旋挖鑽機主要適用於土層、砂層，以及較鬆散的、粒徑較小的卵礫石層，在粘性土層鑽進效果最佳，而在硬岩層、較緻密的卵礫石、孤石層施工比較困難，並容易發生孔內事故和機械事故，體現不出旋挖鑽進的優越性。
整機的價格較貴
目前國產旋挖鑽機價格約為400～500萬元，進口鑽機價格要600多萬元人民幣。對於一般的基礎施工企業，一次性投資幾百甚至上千萬元購置設備有一定困難。
維修費用高、時間長
旋挖鑽機的全負荷正常工作壽命為6000多個小時，超過這一壽命後，一些部件就需要更換修理，尤其是液壓系統主泵、動力頭以及鑽杆鑽具，而往往這些關鍵部件的維修費用較高，時間也較長。橋西支護樁施工中，旋挖機經常出現故障，耽誤施工，原因在於鑽杆已超出正常工作壽命，經常需要維修焊補。
七
旋挖樁的檢測
橋西基坑支護工程根據《建築地基基礎檢測規範》DBJ15–60–2008的要求，對用於支護工程的混凝土灌注樁，採用低應變法進行樁身完整性檢測；根據低應變法檢測結果判定存在樁身缺陷的，採用鑽孔抽芯法補充檢測。檢測方法如下：
1、低應變法：檢測不少於總樁數的10%，且不少於10根。
2、鑽孔抽芯法：檢測不少於總樁數的2%，且不少於3根。
關於旋挖樁的基礎樁檢測，請參考《建築地基基礎檢測規範》DBJ15–60–2008里的基樁檢測規定。
某工程旋挖樁靜荷載檢測
八
旋挖樁的驗收
根據《建築樁技術規範》JGJ 94–2008的要求，當樁頂設計標高與施工場地標高相近時，基樁的驗收應待基樁施工完畢後進行；當樁頂設計標高低於施工場地標高時，應待開挖到設計標高後進行驗收。
基樁驗收應包括下列資料：
1、岩土工程勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設計變更單及材料代用通知書等；
2、經審定的施工組織設計、施工方案及執行中的變更單；
3、樁位測量放線圖，包括工程樁位線覆核簽證單；
4、原材料的質量合格和質量鑑定書；
5、施工記錄及隱蔽工程驗收文件；
6、成樁質量檢查報告；
7、單樁承載力檢測報告；
8、基坑挖至設計標高的基樁竣工平面圖及樁頂標高圖；
9、其他必須要提供的文件和記錄。
旋挖鑽機作為一種新型鑽孔設備，它具有功率大,鑽孔速度快,自動化程度高,移動靈活方便,定位準確,節約勞動力,生產安全,工作方便,環保性能好,噪聲小,工作效率高,節約時間,降低施工成本等特點。但它也有因自身原因帶來的一些問題，由於其施工工藝環節多，一環不慎，便會有質量問題發生，這就需要施工和監理人員具有認真的工作態度、很強的責任心、良好的技術水平和豐富的臨場處理能力。尤其在房屋基礎建設中，更需要加強施工管理，搞好成樁質量。
來源：百度文庫、築龍論壇
版權歸原作者所有