旋挖桩(旋挖机结合方凿头开挖方桩应用)

Posted 2023-05-28

篇首语：月与灯依在，不见去年人本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了旋挖桩(旋挖机结合方凿头开挖方桩应用)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

旋挖桩(旋挖机结合方凿头开挖方桩应用)

成永良宋宁魏孔昱

保山市公路工程质量监督站云南省公路科学技术研究院

摘要：方桩挖孔是地下工程，进行地下作业时出现桩孔护壁的破坏或崩塌时，极易造成人身安全事故。本文作者结合保山市东绕城高速抗滑桩施工工程实例，进行旋挖机结合方凿头开挖方桩的研究。研究结果表明，在条件适宜时，采用旋挖机结合方凿头开挖方桩施工方法，产生极大的效益。

关键词：方桩挖孔;施工方法;效益;

1 工程概况

保山东绕城高速公路全长37.204km，其中，起点沙坝至马家庄段27.400km为利用沙蒲一级路提升改造为高速公路，马家庄至止点黑泥田段共9.804km为新建，提升改造段新增加了5个互通式立交.2017年3月9日，保山市政府召开专题会议，决定沙蒲一级路停工，现状移交东南过境绕城高速公路项目公司并进行清算结算，随即沙蒲一级路全面停工。其中k7+120-420段原地形路基左边坡高，右边坡相对较低，为自然坡度角2～5的土质边坡。边坡开挖后并无防护，经多个雨季后不断坍塌，中桩最大边坡高度达31m。目前左侧边坡已大面积坍塌，且坡顶距离房屋较近，K7+350左侧位置仍出现新的错台裂缝。

2 工程地质特征

该处地质情况复杂，地层主要以黏土层，有机质黏土层，砂砾石层和粉质黏土层为主。其中，黏土层，具膨胀性。主要分布于路堑区斜坡表层。厚0～7.5m，局部较厚。有机质粘土层含大量腐朽植物，硬塑状态，高压缩性。砂砾十层，砾石含量24.1%～56.6%，成分以砂岩为主，填充物为粘性土、粉土。粉质黏土层，中压缩性，具膨胀性。

3 方桩施工方案选择

3.1 方桩施工的现场条件

滑坡体上方有居民住房，促使本处理方案必须尽快完成。工程量2.0×2.5m方桩计50根。若以传统人工开挖方桩，为确保工期则投入人力较多，适逢元旦春节期间，人力成本加大，安全、质量风险加大。若以旋挖机结合方凿头开挖方桩，仅需增加投入旋挖机一台(含2名操作手)配两种钻头、一种凿头。挖孔人工全部取消，挖孔工期大幅缩短。旋挖机和人工挖孔的人工、工期对比表如下。

表1 人工、工期对比表下载原图

3.2 工程处理方案

k7+120-k7+420共设置104根抗滑桩。第一排共新増设置39根抗滑桩(不含已施工的14根)，尺寸为2.0×2.5m方柱，桩间距55m;为衔接已施工抗滑桩，A17、A18抗滑桩桩长19m，桩板墙高5m，其余桩长18m，柱板墙高4m。第二排抗滑桩为2.0×2.5m方桩与直径2.0m圆桩相互间隔设置，共41根，桩间距5m，桩长22m。第三排抗滑桩为直径2.0m圆桩，共24根，桩间距5m，桩长22m，桩顶设3×2m承台，悬臂端为1.5×2.0m桩板墙，桩板墙高4m。已施工的14根抗滑粧，待第一排新设计的39根桩施工完后，统一加挂挡土板。

由于人工挖孔工期消耗周期长，且不满足集团下发的安全施工标准化的要求，因此采用旋挖机结合方钻头开挖方桩施工工艺，图1为k7+120-k7+420边坡处治总体图。

图1 k7+120-k7+420边坡处治总体图下载原图

4 施工情况

4.1 平整场地

根据设计图纸的要求，结合地质勘察资料，掌握并分析场地的地质情况，熟悉桩基尺寸及承载力的要求，选定好桩基的桩位，平整施工场地达到机械进入的要求。

4.2 桩位放样

依据测量控制桩点及设计图纸定出桩孔平面位置，注意方桩位置若距护筒内边不足3cm时必须调整护筒位置。(桩位偏差较小时，单体抗滑桩并不影响其功能性，但此例中抗滑桩上部有翼缘板配挡土板联结，所以对桩位要求较高)

4.3 埋设护筒

挖掘机卸载滑坡体荷载，平整场地，给旋挖机、吊车、浇筑混凝土留充足的作业空间。在桩孔位置开挖，不可开挖面过大，确保护筒可以顺利安置即可(护筒一般2m深，根据地质情况可加深)，渣土不得堆放于护筒边缘1m范围内，及时清运。

4.4 钻机就位

将旋挖钻机开至白灰线标记位置处，将旋挖机固定，最后调整钻头中心对准桩基的轴线。注意钻机定位要准确、水平、垂直、稳定，钻机导杆中心、回旋盘中、护筒中心应保持在同一直线上，钻机工作方向与基坑纵向平行，方便钻机移动。

4.5 钻机开挖

4.5.1 四角小孔旋挖

选择100旋挖钻头四角开挖，为减少塌孔现象发生，四角小孔采用对角线开挖方法。四角开挖钻头选择时，尽量满足方桩短边1/2长度作为钻头直径，此时开挖安全、质量、进度、效益最佳。

4.5.2 中心大孔旋挖

四角旋挖完成后，更换200旋挖钻头(方桩短边长度)对桩中核心土开挖。

在钻孔开挖时注意两种情况:

(1)旋挖机钻头型号选择过小。不增加钻孔数，则核心土留存过多，不利于大孔钻头掏土，也不利于方凿头修边。增加钻孔数，可以解决核心土留存过多问题，但效益较差，也严重影响进度。

(2)旋挖机钻头型号选择过大。相邻孔开挖时会大量重叠，效益较差，且旋挖钻头不对称受力时会造成成孔竖直度超出规范允许偏差范围(跑偏)。

4.6 方凿头修边

核心土开挖完成后，方桩边缘只余10%未挖除部分，此时方凿头可以轻松进行修边。方凿头基于旋挖机配套钻头改造加工，可以迅速与旋挖机结合，调整角度让方凿头与桩孔吻合，旋挖机用切削模式(关闭旋转)将桩孔边缘土切除。当切削阻力较大时，说明桩孔内土已过多，旋挖机更换200旋挖钻头进行取土作业，而后再换回方凿头切削边缘，一般12m深2.0×2.5m方桩切削3～4次即可成孔。

4.7 检孔、钢筋骨架安装、浇筑混凝土

吊车吊装检孔器，检孔合格后，旋挖机转场至下一桩位。方桩钢筋骨架刚性较大，制作时需保证定位准确、线型平直。为确保安全，防止吊车倾覆，采用双吊车“双平衡梁”抬吊法吊装钢筋骨架。钢筋安装检验合格后，即浇筑混凝土，混凝土浇筑全部完成后，吊车就位抽拔钢护筒。

以一台旋挖机结合方凿头开挖方桩，开挖作业总计耗时37天。检孔结果，竖直度30～240mm，远小于规范允许误差500mm达到规范要求。

5 方案的实践过程中遇到的难题及解决办法

(1)采用方钻头施工到一定程度时，由于完全依靠钻杆和钻头自重进行向下施工，无法旋转，摩擦力越小越利于施工，因此将方钻头的尺寸做成下口大上口小的形式用于减小摩擦。

(2)在土质为软土地区、红黏土与高液限土地区、膨胀土地区，钻机在开始施工过程中出现下陷等危险情况，因此将旋挖钻履带所处区域进行必要的换填处理来降低危险。

(3)遇到土质中间存在流沙层，施工过程中会出现踏孔现象，经过反复研究决定采用冲孔机造泥浆，用泥浆护壁的形式降低踏孔几率，实践证明可以采用原桩的方式进行方桩施工。

6 项目效益

6.1 经济效益

直接经济效益:，机械成孔相对于人工挖孔不需要采用人工护壁，每米节省了1.96方混凝土，总共节省了1896方混凝土。同样机械成孔也节省了护壁钢筋。同时缩短了工期，降低了成本。

6.2 技术效益

该方法为机械成孔方桩的发展起到一定的推动作用，弥补了传统人工挖孔的弊端。该施工技术可推广性强，对今后同类型施工具有较大的参考性。

6.3 社会效益

本工程采用的旋挖钻结合方钻头开挖方桩的施工工艺，该工艺在满足工程实体各项检验标准外，还发挥了周期短，安全性高，节约成本的特点，使得工程达到安全、经济、优质、高效的预期目标，因此也获得了监理、业主单位及当地政府主管部门的一直好评，充分展示了企业的良好形象。

7 结语

人工开挖抗滑桩安全风险极大，现在大部分圆桩均采用机械开挖，而唯独方形桩一直未能很好地用机械取代人工，此工法解决了此难题，提高了劳动的安全系数，降低了人工的安全事故的发生，利用机械可以在高空、高危险的情况下进行作业，就可以避免人工事故的发生，能做很多人工作业比较危险的事情，产生了极好的安全效益。

该方法在本次抗滑桩的治理中起到关键作用，并且治理完全满足规范要求，受到业主单位的好评。有效解决施工工期紧张、施工质量要求高的问题，达到安全、经济、优质、高效的目标。

参考文献

[1] 冯双雪．浅谈人工挖孔桩施工工艺技术．公路交通科技(应用技术版)，2017,13(07):240-241．

[2] 杨海．高速公路施工的人工挖孔灌注桩技术运用．黑龙江交通科技，2017,40(4):123．

[3] 闫瑞卿．桥梁孔桩施工关键技术及细节问题分析．黑龙江交通科技，2017(8)．

[4] 蒲周．抗滑桩采用人工挖孔方桩在边坡溃坡治理工程中的应用．低碳世界．2017(26).

旋挖桩(旋挖机结合方凿头开挖方桩应用)

旋挖桩(旋挖机结合方凿头开挖方桩应用)

成永良 宋宁魏 孔昱

保山市公路工程质量监督站 云南省公路科学技术研究院

1 工程概况

2 工程地质特征

3 方桩施工方案选择

3.1 方桩施工的现场条件

3.2 工程处理方案

4 施工情况

4.1 平整场地

4.2 桩位放样

4.3 埋设护筒

4.4 钻机就位

4.5 钻机开挖

4.5.1 四角小孔旋挖

4.5.2 中心大孔旋挖

4.6 方凿头修边

4.7 检孔、钢筋骨架安装、浇筑混凝土

5 方案的实践过程中遇到的难题及解决办法

6 项目效益

6.1 经济效益

6.2 技术效益

6.3 社会效益

7 结语

参考文献

成永良宋宁魏孔昱

保山市公路工程质量监督站云南省公路科学技术研究院