旋挖钻在工程桩基础风化岩层中的应用.doc

旋挖钻在工程桩基础风化岩层中的应用
随着全国城市轨道交通的快速发展，在城市轨道交通建设中钻孔灌注桩基础已被广泛采用，旋挖钻机［1]作为一种多功能、高效率的灌注桩成孔设备，具有高效、节能、低噪声、无污染、适应地层较广泛等优点，可钻进填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软岩及风化岩等，是目前国内灌注桩工程施工中广泛使用的钻孔机械旋挖钻机,尤其是在风化岩层中的应用，旋挖钻机已逐渐被建筑施工行业认可。　　1.旋挖钻与冲击钻的对比分析　　1。1工作效率高　　旋挖钻机配置在可自动行走的履带式底盘上，履带自动行走，桩位之间移动方便，对位快速、准确,利用钻机的自身动力下灌孔桩的护筒，钻杆自动伸缩，钻进过程中也不用装、拆钻杆，减少了桩基施工的辅助工作时间,工作效率明显高。　　1.2自动化程度高，施工质量好　　旋挖钻机［2]是利用伸缩钻杆传递扭矩并带动回转钻斗、短螺旋钻头或其他作业装置进行干、湿钻进、逐次取土(岩屑）、反复循环作业成孔的一种专用机械设备。它是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备，可以实现桅杆垂直度的自动调节和钻孔深度的计量,与传统的冲击钻相比，灌注桩的成孔垂直度和孔径质量高，不会出现扩孔或缩径,同时钻孔深度由电脑控制，超钻或欠钻情况容易控制，沉渣也偏少，与冲击钻相比,旋挖钻机自动化程度高，而且施工质量好.　　1。3环保　　旋挖钻机采用动力头，利用较强的扭矩直接将风化岩土等钻渣旋转挖掘出来，再使用旋挖斗将钻渣提出孔外,地质条件好的情况下，不需要泥浆护壁，可实现干法施工作业，在特殊地层需要泥浆护壁作业时，孔中的泥浆含量也比较低，而冲击钻施工需要采用泥浆护壁且悬浮钻渣，泥浆量很大,因此旋挖钻机泥浆污染少，环保。　　1。4施工成本低　　旋挖钻机施工速度快,工作效率高，因此时间成本低。旋挖钻机动力靠烧柴油,而冲击钻需要申请施工用电，减少了临时用电的巨大投入。旋挖钻机施工无须泥浆护壁和设置泥浆池临边围护，节省了泥浆弃置费,安措费也较低.　　2.工程实例和成本分析　　该标段长5885米,均为高架桥,桩基础均采用钻孔灌注桩,桩径有1。0m,1。2m，1。5m.桩身的地质条件从上到下的地层依次为素填土、全风化煌斑岩、中风化花岗岩、微风化煌斑岩或花岗岩。全标段共计有1036根钻孔桩，投入的机械设备为10台冲击钻机,3台德国宝峨BG25旋挖钻机。技术人员通过现场跟班作业，对旋挖钻机和冲击钻机对比总结如下：　　施工进度：以桩径1.0m，桩长20m为例，旋挖钻机每根桩纯成孔时间约为11小时，冲击钻每根桩纯成孔时间约为84小时，工效可提高6。6倍.　　环境保护：旋挖钻施工采用干钻成孔，对环境没有污染。而采用冲击钻需要购买膨润土造浆护壁，且产生的渣土和泥浆需要外运弃置，可见旋挖钻机的环境保护非常显著.　　安全措施费：采用冲击钻机施工需要开挖泥浆池,且须设置临边围护和现场警示标识，而旋挖钻机无须泥浆池及临边围护，成孔后可立即浇筑混凝土,安措费与冲击钻相比，费用较少。　　燃料动力费:1台冲击钻机的电机功率为55kw，潜水泵和泥浆泵的总功率约为20kw，84小时需要耗用电费为75kw＊0.7＊84h＊1元/kw。h=4410元，折合耗电费220。5元/m。1台BG25旋挖钻机的发动机功率296KW，每小时耗柴油用量为45L/h，20m桩长，11小时的总耗油费用为45L/h*11h*7。5元/L=3712。5元，折合耗油费185.6元/m。　　人工费:每台冲击钻机配3人，三班倒，每天工资200元/人,折合人工费为200元/人*3人*3。5天/20m=105元/m。每台旋挖钻机配9人，三班倒，每天工资200元/人，折合人工费为200元/人＊9人*0。458天/20m=41。22元/m。由以上可以看出，旋挖钻机与冲击钻机相比，人工费可节约60。7％。　　机械费:冲击钻机的进出场费为30000元，总工期按照三个月计算，冲击钻的机械费为333.3元/天，折合机械费用333.3元/天*3.5天/20m=58。3元/m（不含折旧费）.旋挖钻机的进出场费为100000元，总工期按照三个月计算，旋挖钻的机械费为1111.1元/天，折合机械费用1111.1元/天*0.458天/20m=25。44元/m（不含折旧费)。　　材料费：冲击钻钻孔过程耗材料费、修理锤头、更换耐磨块（50元/块），平均每次成桩后更换20个，另加人工费、耐磨焊条费估算400元，共计50＊20+400=1400元。则1400/20=70元/m。旋挖钻孔过程耗材料费、更换钻头（钻头90元/个），平均每次成桩后更换40个,另加人工费、耐磨焊条费估算600元,共计90*40+600=4200元,则4200/20=160元/m。　　弃渣费：冲击钻机泥浆外运按成孔方量1.5倍考虑，弃置单价约为22元/m？，泥浆量为0。5＊0.5＊π*20*1。5=23。56m？，折合费用25.92元/m。旋挖钻机弃渣外运按成孔方量1倍考虑,弃置单价约为20元/m？,弃置量为0.5*0.5＊π＊20=15.7m？，折合费用15。7元/m　　混凝土损耗费：根据现场统计得出,冲击钻的充盈系数为1。15，旋挖钻的充盈系数为1。05,因此冲击钻的损耗费为0。5*0。5＊π＊1*0。15＊450元/m3=53。01元/m，旋挖钻的损耗费为0.5＊0.5*π＊1*0。05＊450元/m3=17。67元/m.　　每米钻孔灌注桩单价分析表
3。结语　　综上所述，在风化岩层中采用旋挖钻机施工桩基础,从工效，环保，施工质量，成本等方面与冲击钻机相比均具有较多的优势，虽然旋挖钻机一次性的机械设备投入费用较大，但不须考虑施工用电、泥浆池及临边围护、泥浆制作及弃置等费用,因此在类似地质条件下优先选用旋挖钻机，只要现场精心组织,设备维护保养好，最大发挥旋挖钻机的诸多优势，其社会效益和经济效益都优于冲击钻机，旋挖钻孔灌注桩技术被誉为“绿色环保施工工艺" 。