近年來,隨著我國工程建設的不斷發展,基坑支護及樁基礎工程越來越多,旋挖鉆機是近幾年鉆孔樁施工中出現的新設備,其成孔速度快,施工方便,文明程度高,已逐步取代傳統的回旋鉆機及沖孔樁鉆。但在巖層強度較高的地層,旋挖鉆機施工速度較慢,甚至無法鉆進,難以充分發揮其特點。本文結合廣州地鐵六號線龍洞站~柯木朗站區間豎井圍護結構鉆孔樁在花崗巖中風化、微風化巖層成孔施工過程中,采用潛孔鉆配合,有效解決了旋挖鉆機在硬巖層成孔的難題。
一、工程概況 龍洞站~柯木塱站區間硬巖段采用礦山法開挖,礦山法隧道通過施工豎井、橫通道進入施工,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,內設環框梁支護,巖層段井身采用錨噴支護。鉆孔樁樁間距為1m,共40根,設計樁長為17.75m,樁底嵌入中風化花崗巖不小于1m。 二、工程地質 初勘地質報告顯示: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、全風化花崗巖層、中風化花崗巖層,最大巖石強度約30MPa。 三、施工機械選擇 經過對地質條件分析,結合及現場場地、施工工期等方面情況,鉆孔樁采用旋挖鉆成孔施工。旋挖鉆機是近年來鉆孔樁施工的新設備,與傳統鉆機成孔施工相比,有以下優點: 、俪煽姿俣瓤。與傳統的循環鉆機相比優勢明顯,這樣就有效地保證了工程的進度,節省了工期,減少了施工投入。 、诘貙舆m應能力強。從軟弱的淤泥質土到強度超過30Mpa的中風化巖石。 、郗h保特點突出。傳統的處理硬巖方法為沖擊鉆成孔,需在現場設置泥漿溝撈渣,文明施工差,噪聲大。 、軜犊讓ξ环奖銣蚀_。 四、存在問題 根據初勘地質報告顯示,鉆孔樁樁底位于中風化花崗巖地層中,最大巖石強度約最大約30MPa,但在旋挖鉆成孔過程中發現巖層較硬無法成孔情況。后期對豎井四個角點位置進行補勘,探明豎井8m*10m范圍內中風化花崗巖巖面高差4.5m,其中豎井東北角鉆孔樁已進入微風化地層,巖石強度達63MPa,這給施工帶來了極大困難。 五、解決方案 由于部分鉆孔樁需進入中、微風化地層,樁均長入中風化巖層6m,巖石強度達63MPa,旋挖鉆機無法鉆進成孔。 如采用傳統沖孔鉆機進行巖層成孔施工,因施工場地小,且機械效率極低,對整個工期影響較大。 經過分析研究,并結合現場巖石強度情況,現場先采用MDL-135D型潛孔鉆機對中硬巖進行破碎,再采用旋挖鉆機成孔。根據各鉆孔樁入巖深度及強度的不同,現場潛孔鉆機鉆孔的數量及布置方式不同。 其中MDL-135D型潛孔鉆機具有垂直度易控制,機械動力大,適用于硬巖鉆進施工,不易卡鉆,施工效果好,速度快的優點。 六、現場進度指標 硬巖層通過潛孔鉆機先行鉆孔,將硬巖化整為零,降低巖石的整體強度,再通過旋挖鉆機成孔,豎井共40根樁,樁均長入中風化巖層6m,施工總工期為40天,成樁進度指標為1根/天。 如采用傳統沖孔鉆機成孔,硬巖層沖擊進度約1m/天,成樁約1根/6天,考慮現場施工條件,即使采用兩臺沖孔樁機施工,施工工期也需要120天。 七、總結 旋挖鉆機在軟土地層中成孔具有施工速度快的優點,已逐漸取代了傳統的回轉鉆機、沖孔鉆機,但在入中硬巖地層中旋挖鉆機無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,再用旋挖鉆機鉆進,很好地解決了中硬巖成孔困難的問題,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,對于周邊環境復雜、文明施工要求高且工期緊的支護樁工程施工時可廣泛使用。 但由于潛孔鉆機鉆進過程中,鉆孔位置垂直度難以保證,施工過程中易發生串孔情況,導致后期旋挖鉆機成孔過程中樁垂直度難以有效保證,對于橋樁基礎及圍護結構與主體結構密貼的工程,其適用性有待進一步驗證。
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