近年來(lái),隨著我國(guó)工程建設(shè)的不斷發(fā)展,基坑支護(hù)及樁基礎(chǔ)工程越來(lái)越多,旋挖鉆機(jī)是近幾年鉆孔樁施工中出現(xiàn)的新設(shè)備,其成孔速度快,施工方便,文明程度高,已逐步取代傳統(tǒng)的回旋鉆機(jī)及沖孔樁鉆。但在巖層強(qiáng)度較高的地層,旋挖鉆機(jī)施工速度較慢,甚至無(wú)法鉆進(jìn),難以充分發(fā)揮其特點(diǎn)。本文結(jié)合廣州地鐵六號(hào)線龍洞站~柯木朗站區(qū)間豎井圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔樁在花崗巖中風(fēng)化、微風(fēng)化巖層成孔施工過(guò)程中,采用潛孔鉆配合,有效解決了旋挖鉆機(jī)在硬巖層成孔的難題。
一、工程概況
龍洞站~柯木塱站區(qū)間硬巖段采用礦山法開挖,礦山法隧道通過(guò)施工豎井、橫通道進(jìn)入施工,豎井凈空為7m×9m,深度28.738m。豎井采用明挖法施工,土層段井身采用φ800鉆孔樁+φ600旋噴樁樁間止水,內(nèi)設(shè)環(huán)框梁支護(hù),巖層段井身采用錨噴支護(hù)。鉆孔樁樁間距為1m,共40根,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為17.75m,樁底嵌入中風(fēng)化花崗巖不小于1m。
二、工程地質(zhì)
初勘地質(zhì)報(bào)告顯示:鉆孔樁由上至下地層為人工填土層、可塑狀殘積土層、硬塑狀殘積土層、全風(fēng)化花崗巖層、中風(fēng)化花崗巖層,最大巖石強(qiáng)度約30MPa。
三、施工機(jī)械選擇
經(jīng)過(guò)對(duì)地質(zhì)條件分析,結(jié)合及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地、施工工期等方面情況,鉆孔樁采用旋挖鉆成孔施工。旋挖鉆機(jī)是近年來(lái)鉆孔樁施工的新設(shè)備,與傳統(tǒng)鉆機(jī)成孔施工相比,有以下優(yōu)點(diǎn):
?、俪煽姿俣瓤?。與傳統(tǒng)的循環(huán)鉆機(jī)相比優(yōu)勢(shì)明顯,這樣就有效地保證了工程的進(jìn)度,節(jié)省了工期,減少了施工投入。
?、诘貙舆m應(yīng)能力強(qiáng)。從軟弱的淤泥質(zhì)土到強(qiáng)度超過(guò)30Mpa的中風(fēng)化巖石。
?、郗h(huán)保特點(diǎn)突出。傳統(tǒng)的處理硬巖方法為沖擊鉆成孔,需在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置泥漿溝撈渣,文明施工差,噪聲大。
④樁孔對(duì)位方便準(zhǔn)確。
四、存在問(wèn)題
根據(jù)初勘地質(zhì)報(bào)告顯示,鉆孔樁樁底位于中風(fēng)化花崗巖地層中,最大巖石強(qiáng)度約最大約30MPa,但在旋挖鉆成孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)巖層較硬無(wú)法成孔情況。后期對(duì)豎井四個(gè)角點(diǎn)位置進(jìn)行補(bǔ)勘,探明豎井8m*10m范圍內(nèi)中風(fēng)化花崗巖巖面高差4.5m,其中豎井東北角鉆孔樁已進(jìn)入微風(fēng)化地層,巖石強(qiáng)度達(dá)63MPa,這給施工帶來(lái)了極大困難。
五、解決方案
由于部分鉆孔樁需進(jìn)入中、微風(fēng)化地層,樁均長(zhǎng)入中風(fēng)化巖層6m,巖石強(qiáng)度達(dá)63MPa,旋挖鉆機(jī)無(wú)法鉆進(jìn)成孔。
如采用傳統(tǒng)沖孔鉆機(jī)進(jìn)行巖層成孔施工,因施工場(chǎng)地小,且機(jī)械效率極低,對(duì)整個(gè)工期影響較大。
經(jīng)過(guò)分析研究,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)巖石強(qiáng)度情況,現(xiàn)場(chǎng)先采用MDL-135D型潛孔鉆機(jī)對(duì)中硬巖進(jìn)行破碎,再采用旋挖鉆機(jī)成孔。根據(jù)各鉆孔樁入巖深度及強(qiáng)度的不同,現(xiàn)場(chǎng)潛孔鉆機(jī)鉆孔的數(shù)量及布置方式不同。
其中MDL-135D型潛孔鉆機(jī)具有垂直度易控制,機(jī)械動(dòng)力大,適用于硬巖鉆進(jìn)施工,不易卡鉆,施工效果好,速度快的優(yōu)點(diǎn)。
六、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度指標(biāo)
硬巖層通過(guò)潛孔鉆機(jī)先行鉆孔,將硬巖化整為零,降低巖石的整體強(qiáng)度,再通過(guò)旋挖鉆機(jī)成孔,豎井共40根樁,樁均長(zhǎng)入中風(fēng)化巖層6m,施工總工期為40天,成樁進(jìn)度指標(biāo)為1根/天。
如采用傳統(tǒng)沖孔鉆機(jī)成孔,硬巖層沖擊進(jìn)度約1m/天,成樁約1根/6天,考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件,即使采用兩臺(tái)沖孔樁機(jī)施工,施工工期也需要120天。
七、總結(jié)
旋挖鉆機(jī)在軟土地層中成孔具有施工速度快的優(yōu)點(diǎn),已逐漸取代了傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖孔鉆機(jī),但在入中硬巖地層中旋挖鉆機(jī)無(wú)法施工限制了其更廣泛的適用性。
本工程采用潛孔鉆提前將硬巖化整為零,再用旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn),很好地解決了中硬巖成孔困難的問(wèn)題,且工效高于沖擊鉆施工,文明施工條件好、噪聲小。在以后市政工程中,對(duì)于周邊環(huán)境復(fù)雜、文明施工要求高且工期緊的支護(hù)樁工程施工時(shí)可廣泛使用。
但由于潛孔鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中,鉆孔位置垂直度難以保證,施工過(guò)程中易發(fā)生串孔情況,導(dǎo)致后期旋挖鉆機(jī)成孔過(guò)程中樁垂直度難以有效保證,對(duì)于橋樁基礎(chǔ)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)密貼的工程,其適用性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
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