简析建筑工程岩土勘察和施工处理技术

1、简析建筑工程岩土勘察和施工处理技术 摘要：随着国民经济水平的提升和城市化进程 的推进，我国的城市化建设也在如火如荼地开展，但 是由于不同地区间的地质情况、岩土结构存在较大差 异，由此也给建筑工程的建筑施工带来了一定的困难。 为了保证建筑工程的质量和安全，必须提前做好建筑 区域岩土的详细勘察工作，制定切实可行的施工处理 技术，降低建筑工程中的事故发生概率。 关键词：建筑工程；岩土勘察；施工处理技术； 地质情况；岩土结构 文献标识码： A 中图分类号： TU47 文章编号： 1009-2374（2016） 11-0109-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.11.0

2、53 在硬质基岩中施工大直径桩基，传统施工工艺已 经有很多成功的范例，形成了一套相对成熟的施工方 法，但是对于采用旋挖钻机在硬质基岩中进行超大直 径成孔这一新方法目前还没有可靠经验可循。如何在 硬质基岩中采用旋挖钻机高效入岩施工仍然是超大直 径桩基施工中的难题。 本文结合一个成功的工程实例， 详细介绍了旋挖钻机高效入岩施工方法，为类似工程 提供一些可借鉴的方法。 1 工程概述 深圳高新区联合总部大厦地上 52 层，地下 4 层， 桩基础设计为旋挖灌注桩基础，塔楼部分为抗压桩， 其中3000mm的桩21根，单桩抗压承载力为 75000kN;2600mm的桩12根，单桩抗压承载力为 56000kN

3、;1600mm的桩10根，桩长为3565m不 等，桩端入中分化花岗岩1.5m。裙楼部分为抗压（抗 拔）桩，桩径分为 1200mm、1600mm 两种，桩长为 3047m不等，桩端入强风化花岗岩3m。旋挖灌注桩 共计 114根，总工期 180 天（含基坑内剩余 1.5 万 m3 土方开挖、桩基检测）。 1.1 工程地质条件 拟建场地原始地貌主要为沿海滩涂，原始地形在 场地内起伏不大，地面时常为海水淹没。现场地已经 人工填海整平为陆地，地面较平整。 1.2 实际施工情况 该工程由深圳中铁二局工程有限公司承包， 2013 年 11 月 3 日正式开工，共投入两台三一旋挖钻机 （SR360、SR420

4、-U）。采用钠基膨润土人造泥浆护壁， 以不同直径的截齿筒钻相互组合搭配钻进入岩。根据 施工统计，3.0m、岩层埋深32.5m,入中风化花岗 岩 2.3m 用时为 7.5h。 2 不同直径截齿筒钻组合入岩工艺特点 2.1 岩石破碎理论 传统岩石破碎理论将岩石随轴压增加而破坏的过 程分三个阶段：（1）研磨破碎阶段；（2）疲劳破碎阶 段；（3）跃进破碎阶段。自由面破碎理论认为当旋转 钻头附近存在自由面，钻头侵入时岩石会产生侧旁的 破碎，有利于提高钻头的入岩效率。图 2 是 Brych 设 计的自由面岩石破碎试验。钻头距自由面距离不同， 岩石破碎时所需轴压也不同。随着钻头距自由面距离 增加，岩石破碎所

5、需轴压逐渐增加，但当钻头距自由 面距离超过一定值后，岩石破碎所需轴压趋于稳定， 达到极值。 2.2 入岩施工难点及创新工艺思路 本工程的难点在于如何以较快的速度完成中 （微） 风化中1.5m深的钻进。基于岩石破碎理论，提高旋挖 钻机入岩施工效率可从以下两个方面着手： （ 1 ）结合 三一 SR420-U旋挖钻机先进的动静耦合加载技术以 及截齿筒钻组合施工实现岩石跃进破碎； （2）不同直 径截齿筒钻组合施工，前一次钻进为后续钻进提供孔 底自 由面。 2.3 多钻头组合施工方法的主要内容及施工步骤 本工程具体施工时，基岩以上地层选择普通捞砂 斗钻进。基岩部分交替采用截齿筒钻及普通捞砂斗相 互组合的

6、工艺钻进。成孔步骤如下：（1）用2.8m捞 砂斗取土至中风化岩面；（2）用3.0m截齿筒钻扩孔 至中风化岩面标高，然后用捞砂斗捞渣；（3）用0.8m 截齿筒钻在钻孔中心中风化岩面取芯；（ 4）用大一级 别钻头逐级扩孔至设计桩径，直至桩底标高，截齿筒 钻钻进与捞砂斗捞渣交替进行。 3 对以不同直径截齿筒钻组合施工方法的分析 3.1 截齿筒钻破碎硬质基岩优势 截齿前端呈高抛物线型（俗称“子弹头” ），破碎 岩石时属于典型的球式压入破碎。本工程自制的筒钻 在前端焊接可以自转的截齿，截齿在钻头公转的同时 自转，岩石在截齿滑动条件下剪切破坏，同时截齿间 相互为对方提供自由面，加速了岩石剪切破碎速率。 对

7、于同一岩层，在相同的钻压及扭矩条件下，采用不 同的截齿前倾角度、内（外）倾角度及不同截齿布置 间距和布置方式的截齿筒钻，其钻进效率相差较大。 因此选用合适的截齿前倾、内（外）倾角度、截齿间 距、布置方式，可大大提高入岩效率。再结合三一 SR420-H旋挖钻机先进的动静耦合加载技术，即可实 现岩石跃进破碎。 3.2 不同直径截齿筒钻组合施工方法优势 （ 1）基于岩石破碎理论， 通过对截齿筒钻截齿布 置方式的优化，再结合旋挖钻机先进的动静耦合加载 技术，即可实现岩石跃进破坏，大大提高旋挖钻机入 岩效率；（2）采用不同直径截齿筒钻组合施工，逐级 钻进扩孔，前一级钻进为后续钻进提供充足的自由面。 4

8、结语 （1）超大直径旋挖灌注桩在基岩中钻进时， 可以 采用小直径截齿筒钻取芯、不同直径截齿筒钻逐级扩 孔成型、捞砂斗捞渣等过程成孔方法； （ 2）本工程实 践证明，旋挖钻机在硬质基岩中进行超大直径钻进， 采用不同直径截齿筒钻“逐级扩孔法”施工，再配以 旋挖钻机先进的加载功能，依次逐级扩孔法是一种高 效的入岩施工工艺；（3）合理地布置截齿筒钻钻头上 截齿前倾角度、内（外）倾角度及不同截齿布置间距 和布置方式，可显著提高截齿筒钻入岩的效率。 参考文献 1 赖海辉，朱成忠，李夕兵，等 .机械岩石破碎 学 M. 长沙：中南工业大学出版社， 1991. 2 徐小荷，余静 .岩石破碎学 M. 北京：煤炭工 业出 版社， 1984. 3 BRYCH J.Rock Mechanics for Underground Coal GasificationA.Proceedings of the 12th Annual Underground Coal Gasifi