閱讀 7132 次 鍋錐與旋挖鉆成孔灌注樁施工經(jīng)濟(jì)性與適用性分析

鍋錐與旋挖鉆成孔灌注樁施工經(jīng)濟(jì)性與適用性分析

張玉洪

(中鐵十九局集團(tuán)五公司)

    西安天創(chuàng)數(shù)碼大廈位于西安市高新經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，西臨唐延路，南臨唐新街坊路，建筑物地上28層，地下2層，裙樓地上4層，地下2層，為一棟集辦公、住宅為一體的綜合建筑，建筑物結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，主樓部分采用樁筏基礎(chǔ)，裙樓部分采用樁承臺基礎(chǔ)，樁基類型采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁。    根據(jù)本場地巖土工程勘察報(bào)告，場地地貌單元屬皂河l級階地，場地為非濕陷性場地，無不良地質(zhì)現(xiàn)象，穩(wěn)定地下水位埋深為-l6.30～-l7.00m，工程樁為摩擦樁，場地內(nèi)樁身涉及地層主要為黃土狀土，古土壤、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、粗砂、粉質(zhì)粘土、中砂，裙樓部分樁基設(shè)計(jì)采用樁徑φ600，樁長14m，樁身混凝土強(qiáng)度為C35，總樁數(shù)為335根，設(shè)計(jì)要求單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值為l800KN；主樓部分樁基礎(chǔ)采用樁徑φ600，樁長為32.00m，樁身混凝土強(qiáng)度為C45，總樁數(shù)為356根，設(shè)計(jì)要求極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為5800KN。

    該工程樁基施工委托陜西中機(jī)巖土工程有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)完成，施工工藝主樓部分采用機(jī)械旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔，裙樓部分采用鍋錐鉆機(jī)成孔鉆進(jìn)成孔。

    樁基施工過程中及施工完成后，對樁基施工質(zhì)量進(jìn)行了檢測，檢測內(nèi)容包含：成孔質(zhì)量(孔徑、垂直度、沉渣厚度)、單樁豎向極限承載力及樁身完整性。根據(jù)陜西省建設(shè)工程人工地基工程質(zhì)量第九檢測站所做的《西安天創(chuàng)數(shù)碼大廈鋼筋混凝土鉆孔灌注樁工程檢測報(bào)告》本工程樁基施工成孔質(zhì)量、單樁豎向承載力均滿足設(shè)計(jì)要求，樁身基本完整，可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。成樁檢測結(jié)果如下表示：

    根據(jù)以上檢測數(shù)據(jù)，鍋錐成孔工藝和旋挖成孔工藝均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

    鍋錐鉆機(jī)主要適用于土層成孔，以其靈活方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)被普遍采用，是西安地區(qū)鋼筋混凝土鉆孔灌注樁施工通常采用的成孔機(jī)械；機(jī)械旋挖鉆機(jī)是西安地區(qū)近年來引入的鉆孔灌注樁成孔機(jī)械，旋挖鉆機(jī)的特點(diǎn)是施工機(jī)械化程度高，機(jī)械動(dòng)力大(最大成孔深度可達(dá)到60余米)，成孔速度快。目前在一些成孔深度要求較大或文明施工要求嚴(yán)格的大型工程中被較多采用。

    西安天創(chuàng)數(shù)碼大廈樁基工程的特點(diǎn)是裙樓部分為樁長相對較短的(樁長l4．00m)，主樓部分是樁長相對較長(樁長32．00m)，且主樓部分為重要建筑，故從工程實(shí)際及經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，裙樓樁基施工采用十分經(jīng)濟(jì)實(shí)用的鍋錐成孔工藝，主樓樁基施工采用機(jī)械化施工程度高的旋挖成孔工藝，這樣在確保工程質(zhì)量及施工工期的前提下大大降低了工程投資，為工程建設(shè)方創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

    現(xiàn)根據(jù)工程施工的實(shí)際情況對鍋錐成孔和旋挖鉆機(jī)成孔工藝對施工的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性做以分析對比：

1、成孔直接費(fèi)用對比：

    鍋錐鉆機(jī)成孔每米的工程直接成本經(jīng)測算約為20元／米，而旋挖鉆機(jī)成孔的工程直接成本約為：50元／米，故采用鍋錐鉆機(jī)成孔可節(jié)省約60％的成孔造價(jià)。根據(jù)裙樓樁基施工的工程量，僅成孔直接費(fèi)用一項(xiàng)即可降低投資約54萬元。

2、附加費(fèi)用對比：

    采用鍋錐鉆機(jī)成孔工藝，一般鍋錐鉆機(jī)的卷揚(yáng)系統(tǒng)做即可作為鋼筋籠吊裝安放設(shè)備，省去吊裝鋼筋籠的費(fèi)用約2萬元。且鍋錐鉆機(jī)又可以做為灌注混凝土?xí)r提升導(dǎo)管的設(shè)備。故鍋錐鉆機(jī)可達(dá)到機(jī)械設(shè)備的綜合利用，可最大限度的發(fā)揮其機(jī)械效率。而旋挖機(jī)只能完成成孔，鋼筋籠吊裝及灌注工作仍需用動(dòng)力三角架或吊車來完成。

    旋挖鉆機(jī)為大型施工工程機(jī)械，單機(jī)自重達(dá)60T以上，且采用履帶牽引，在移動(dòng)轉(zhuǎn)彎時(shí)對場地輾壓破

壞嚴(yán)重。為確保工程順利實(shí)施，一般要求對施工場地進(jìn)行硬化處理。而鍋錐鉆機(jī)輕便靈活，對施工場地狀況要求較低，可不進(jìn)行硬化處理。這樣采用鍋錐鉆機(jī)成孔可節(jié)省大批的場地硬化費(fèi)用。

3、對工程工期的影響：

    鍋錐鉆機(jī)的單機(jī)作業(yè)半徑小(約1．5m)，可實(shí)現(xiàn)多臺鉆機(jī)同時(shí)協(xié)調(diào)作業(yè)，同時(shí)鉆出的泥土可實(shí)現(xiàn)集中堆放，場地的整體利用率高，便于連續(xù)作業(yè)；而旋挖機(jī)的機(jī)身自重大，重心高，作業(yè)半徑大(兩臺旋挖機(jī)的最小作業(yè)間距>10m)。且成孔后必須及時(shí)用機(jī)械清理孔口泥渣，方可保證下一樁孔的正常施工。正是鑒于上述原因，在天創(chuàng)大廈的實(shí)際施工中，同時(shí)容納了20臺鍋錐在裙樓部分施工，而在主樓作業(yè)區(qū)僅能容納2臺旋挖機(jī)同時(shí)工作。故鍋錐鉆機(jī)單機(jī)成孔速度雖然較旋挖鉆機(jī)慢，但多機(jī)作業(yè)后綜合評定，鍋錐鉆機(jī)成孑L反而較旋挖鉆機(jī)快。從而保證了裙樓樁基施工與主樓樁基施工同時(shí)完成。

4、場地的適應(yīng)性要求分析：

    鍋錐鉆機(jī)對場地適應(yīng)性極強(qiáng)，場地不平及邊、角的樁都能作業(yè)。而旋挖鉆機(jī)由于其回轉(zhuǎn)半徑大，對狹窄地方的邊、角樁一般無法完成。為保證成孔垂直度，旋挖鉆機(jī)對場地平整度要求較高，如場地高差太大，則無法保證成孔的垂直度。而且成孔和灌注時(shí)場地中有大量泥漿，采用旋挖機(jī)成孔一般必須硬化場地才能夠保證施工質(zhì)量。但場地的硬化后雖然利于成孔質(zhì)量，但開挖樁間土的工作量和難度卻增大了。

5、問題孔的處理和修正：

    鍋錐鉆機(jī)成孔工藝可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)合一，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修正成孔過程中產(chǎn)生偏差，尤其是垂直度的修正，可以通過及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)機(jī)身來進(jìn)行修正。而旋挖機(jī)成孔的垂直度只能靠場地的平整來實(shí)現(xiàn)機(jī)身的水平，從而保證垂直度，如果出現(xiàn)偏差，因孔徑及鉆桿的導(dǎo)向作用，旋挖機(jī)本身無法修正成孔垂直度。

    綜上分析，對于樁長較大的樁孔，旋挖鉆機(jī)以其動(dòng)力大且成孔速度快而體現(xiàn)了自身的優(yōu)勢，而鍋錐鉆機(jī)由于其電機(jī)的功率及鉆桿硬連接(絲扣連接)的限制，對于深度大于40m的孔或樁孔涉及的地層中存在鈣質(zhì)結(jié)核層硬蓋時(shí)，成孔有一定難度，效率也會(huì)大大降低。在遇到塌孔等異常情況，往往鉆鍋被埋，形成不易處理的問題孔。但對于象天創(chuàng)數(shù)碼大廈裙樓樁基的這種樁長在20m以內(nèi)的樁孔采用鍋錐鉆機(jī)成孔的優(yōu)勢卻十分明顯。每臺鉆機(jī)每晝夜可成樁2根，機(jī)械效率發(fā)揮極高。對于此樁長較小的樁孔采用旋挖鉆機(jī)成孔，成孔很快，卻頻繁移動(dòng)鉆機(jī)對點(diǎn)，鉆機(jī)效率卻大大降低。

    總上所述，對于不同設(shè)計(jì)要求的樁基施工，選用適當(dāng)?shù)某煽坠に嚕�在確保工程質(zhì)量的前提下，可大大降低工程投資，縮短工期，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。天創(chuàng)數(shù)碼大廈樁基施工的主要特點(diǎn)就是將鍋錐鉆機(jī)成孔與旋挖鉆機(jī)成孔工藝在同一場地不同施工區(qū)域有效的結(jié)合起來，既降低了工程成本，又保證工程質(zhì)量及總體工期的實(shí)現(xiàn)。

    故在類似的工程實(shí)踐中建議多從地層方面及工程特點(diǎn)上分析，選用適當(dāng)?shù)氖┕すに嚕�以保證施工質(zhì)量降低工程成本，這樣就可創(chuàng)造良好的施工效益。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)