针对具体地质状况选择桩机之实践

针对具体地质状况选择桩机之实践1问题的提出在福州地区的房屋建筑桩基工程方面，以往有过的经验是：需穿越的卵石层或碎石层也只有3~4米左右、在持力层上覆盖的强风化层仅2~3米左右，同时省定额部门定价的原则也是按这一常规来制定，从而直接制约了投标控制价。随着建筑物高度越来越高，单桩承载力要求也越来越大，从而必须向越来越深的岩土层中选取符合高层建筑所需的高承载力的持力层，因此施工的难度也越来越大，要求桩机设备性能也越来越先进，同时单价也越来越高。然而人们认识的不到位，定价的不合理，造成了低单价中标，形成了一个被动局面：低单价的常规桩机设备无法施工，先进大型设备能施工但单价高又与中标价相差太大难以接受。基于以上情况，笔者在以下工程实例中，对如何选择经济适用桩机进行了探讨。2工程概况及地质情况福州某工程主楼，地上35层，地下2层，主楼结构体系为框架-核心筒结构，单柱最大轴力荷重为55000KN。主楼桩基为冲（钻）孔灌注桩，桩径为Φ1300，桩长约60米。满樘桩，桩距3.6米，共130根。持力层为中风化层，单桩承载力为1300吨，为福州市房屋建筑工程中单桩承载力使用最大的。施工难度在于需钻透约13米的卵石层和约20米的强风化岩层，这在福州地区以往的工业与民用建筑施工中从未有过的。1．2地质钻探情况：主要岩土层平均厚度。辣岩土圆杂填土摆淤泥咐粉质粘土俘卵石萄强风化岩按中风化岩霸厚度涨2.42呀12.8狠7.5钻12.4宾20.1恼进迹入喉0.5有一定难度的岩土层描述如下：卵石⑥：灰色、灰黄，饱和，中密，含5～20mm砾约30～35％，次圆次棱角状，含50～60％的卵石，径约30～80mm多见，大者150mm，成分主要为花岗岩及凝灰熔岩类，以粘性土及砂粒充填。散体状强风化花岗（斑）岩⑧：灰黄色，花岗(斑状)结构，散体状，大部份长石类矿物已风化呈土状，岩芯手捻可散。散体状强风化辉绿岩⑧-1：灰绿色，辉绿结构，散体状，岩芯子捻可散。碎块状强风化花岗（斑）岩⑨：灰黄色，花岗（斑状）结构，碎裂—碎块状，部份长石类矿物已风化呈土状，局部芯呈碎块状，锤击可散。碎块状强风化辉绿岩⑨-1：灰绿色，辉绿结构，碎块状结构，岩芯手折可断。中风化花岗（斑）岩⑩：褐灰色，灰黄色，花岗（斑状）结构、块状构造，岩石较坚硬，裂隙较发育。中风化辉绿岩⑩-1：灰绿色，辉绿结构，块状结构，裂面风化痕迹较明显。场地处于福州“王庄-新店”断裂东侧，场地中有数条发育的辉绿岩脉，形成了花岗岩与辉绿岩交互在一起，同一个桩孔内出现二种以上的岩性，由于岩质不均、强度差别很大，给钻孔带来非常不利的影响，易造成桩孔的倾斜。岩石饱和抗压强度试验报告（需要穿越的岩层）执岩为凡功性券风化程度虫取样深大度枣m距饱和抗压抛强偷度弹MPa棉单刷宅诚冲值款平均值方辉绿岩绵强风化霸36.6会0~37杨.45蛛3.0毁3.3援2.8礼3.0寺花岗岩墙强垮~漂中风化脏44.3鬼0~45筐.70放21.4沈24.2悟24.3怪23.3裙花岗岩蛇强晌~原中风化眨55.5辜0~55哨.9盖19.7禽22.7歼23.7认22.0禾花岗岩情强煎~禽中风化滥45.3附0~45谜.90夕17.8钉18.8两18.8脂18.5求花岗岩辞中风化智54.1拢0~54形.50沾35.2驰42.8祖33.2刃37.13各种桩机试成孔试验：3．1冲钻工艺基本参数的初步估算及取值：3．1．1根据《实用桩基工程手册》计算办法：钢丝绳冲击钻头重量，，式中符号表示及取值：峰—锁—虏底刃线压轿力慌（无N/骂m俗）；砂卵申砾石软岩愉=80~类100其N/铃m穿；漂石或闯大卵石硬积岩弦=100发~120嫌N/签m醋；赛取惠12讽0俱；料—渴—穴重力加速弓度；台取额9.这8烘㎨；唤—茧—象底刃总长智（锻m庭）冠2*1.绕3+4*孤0.55挡=4.8席愁m宜。扎代锹则：河=120狐*4.8职/9.8著=58.闲7鸦7是㎏。许反循环成煎孔施工工斩艺，在硬盆岩层中采泡用滚刀钻魔头的钻压熔：罢，陈柜式中符号辨表示及取寒值：蓬—幸—得面积比压姐（㎫），梨一般取幸>2妹，（控：岩石单筑轴抗压强冲度亏㎫果,徐取棕(境23.3律+20.熔0+18漏.5)/流3=20府.6腰）挑；坑—育—箩刀刃宽度晋（㎝）；漏滚刀刃宽利度代=0.砖5晶㎝掀—珠—腐同时接触令岩石工作桥面的刀刃酬总长（㎝名）。采需用敞7号个滚刀，盐每个滚刀吹长悲度芝2茅0舰㎝，中间贡有两道槽歼，每道庄槽询1.临5茧㎝，则刀止刃总穷长备=20-无2*1.冷5=1啄8半㎝住则：灾=0.1而*2*2启0.6*暂0.5*数18=3启7.1K吼N炒，即钻压肤取霜40K蜡N嚼。吃3芝．谜1惰．莫2倍根据《桩屿基工程手张册》计算嘱办法：仁牙轮钻头版钻压要求等：一般要塌求每㎝钻军头直径上俩钻压不小是于趁300~皆500忠N译。封即学130*洞500=问6500姐0N=6拢5K味N茂。续冲击钻头甘的重量要器求：一般功按其冲孔胶直径原每编10架0鹅㎜，甩取蚀100~躺14笼0睡㎏为宜。稼即剃1300殖*140玻/100踢=182干0杜㎏。蝶3铺．钞1竿．猴3揉根据《建壤筑施工手虎册》计算咽办法：凭钻进基岩同中加压数为笨15~2面5K趁N趁。靠冲击钻头烧的重量要惕求：一般库按其冲孔陈直径惰每惠10骄0谨㎜，臭取技100~悟14身0棵㎏为宜。星即聋1300家*140坑/100慈=182总0遭㎏。脏3深．异1蛋．扒4映根据《钻冈探工程技僻术》计算容办法：棒在中硬以主下基岩、絮风化基岩业地层，钻恼压铜取抓20~4堂0K害N令。燃3郊．滔1赖．判5全福州地区狮常用桩机扰性能汇总路表：滔桩机型号和GPS-堪15威GPS-嗽20价ZZ-4泰简易冲击叛钻机鞋最大冲钻团孔直坡径抢m雷1.5刊2.0缓2.0借1.8淡冲钻孔深示度义m拦50侮80状60炕60第转盘最大易扭扯矩亦KN.m皇18灿30薪/打/乔主卷扬单抗绳提升冻力活KN拥30茫30蹄80泛50枝钻具重葱量殊KN敞/箩/代30捧30盛钻塔额定昂负惩荷钓KN最180卖180柿/坟/枯3绩．吨1嫂．控6酸综合上述眉计算结果统和桩机性皱能允许的见荷载，初库步取定：蜜冲孔桩机烈的冲击钻液头重量楚取艳30K利N怪；钻孔桩顺机的钻压吓取珍40K任N膊。特3惊．喇2则各种桩机婆实际冲钻援孔过程中懂存在问题庆及工效：膛3汁．弄2虏．夸1虽述单独由简放易冲击钻款机（俗称烦广东冲）虽施工：采程用醉30K诸N刃左右的十农字冲击钻迎头埋和各3P权N剥泥浆泵，具冲击一段袄时间，提免起冲击钻狗头，下泥辞浆泵软管甜到孔底，见进行正循福环清碴，伙如此循环均返复。问示题是：在晋卵石层和限强风化花灰岗岩中，出进尺十分趋缓慢。分汇析其原因被是：由于欲此清碴办壮法是依靠体泥浆的流睁动和浮力兆来托着碴康从护筒口退流出，需批要的条件撒是：一泥减浆需具有啊一定的比路重才能有争产生足够紧的浮力；寒二岩碴需盆破碎到一立定程度，走小到一定器的重量，柄能让泥浆幅托起。但纪是泥浆比饺重太大了悟，由于浮览力大了，集又降低了走冲击钻头呼的冲击效行果。同时用此种桩机陡提升冲击凶钻头卷扬速机由人工非操作，工躬作频率低厚。这样工乓效无法满其足工期的杜要求。试检验结果一戚根桩需用甜约踢4活5体天才能完叶成。避3韵．细2终．将2距附单独泄由梦ZZ-懒4语型冲击钻盏机（河北对宝钻机械骗厂）施工气：采喜用电30K坐N思左右的十嘉字冲击钻壮头和掏碴嚷筒，冲击稿一段时间决，提起冲盲击钻头，幼下掏碴筒获清碴。问籍题：一是嚼在淤泥层讽冲击成孔责过程中，肺由于急于蔬求成，未卸造好孔壁贿就下掏碴秋筒掏碴，久极易造成脑塌孔；二阁是在强风片化岩层冲貌击过程中牢，冲击钻程头磨损严宝重，造成五孔径逐步子缩小，需涂要经常地息提起钻头终进行修理拥，并要控种制好钻头给修补后的笑尺寸，以效防修补后督钻头再下辱孔冲击时胁被卡住。赵由于提升末冲击钻头升的卷扬机情是机动的李，工作频票率比简易剑冲击钻机废的工作频赶率高，试株验结果一揭根桩需哑用尝3斥0捡天才能完善成。袭3蔬．莫2锈．啊3指葵单独开由串GPS-坊1晴5义型工程钻巧机施工：惜采用一般熟的锥型钻哨头，正循鄙环清萍碴夏—修—范问题是：窝一是在卵爸石层中钻版进时，钻逮机跳动剧南烈，进尺连极其缓慢既；二是在利强风化层络钻进时，也钻进困难对，且所钻筑的桩孔不胡垂直，可属能是钻杆值刚度不够济，只好顺仍着裂隙钻经进，或是拉在软硬相迟互交叉地呀层中偏向克软的。此勒类桩机不命适用。潜3电．迈2啊．君4料病单独楚由崖GPS-膨2议0蓬型工程钻蔽机（上海棕金泰探矿惑机械厂）航施工：牙勇轮钻头（号在钻头筒雨体内放脚置浅40K迟N借的配重）黑、反循环此清碴。存织在问题是敞：一是在增淤泥层钻瑞进时，不最能发挥作提用且容易李造成塌孔驴；二是在喷卵石层中者钻进时，遗由于钻杆肥的内径还印不够大，涝钻头底部腐的泥浆回众流吸口经剪常被卵石痕堵塞；三幅是在强风摘化及中风胁化岩层中劲钻进时，乞由于钻压芬不足，钻垮机跳动明论显。试验矮结果一根伸桩需曲用沟2快5锡天才能完总成。库3栗．底2发．支5湿确定桩机选施工方案纵通过以上辫几种桩型只试成孔的雄试验对比扬，按技术茫工艺可行锣、相对低济的成本、广相对短的维工期三个恢因素，以捕充分发挥夏各种桩机挡的优势，板即针对不驻同岩土质汗用不同的讯、易钻进男该岩土层歇的桩机来坝施工。嚼冲孔桩机场的十字冲富击钻头：遍冲击型刃膛具给孔底须岩石以直悉接的垂直欣方向冲击晕；用冲击迎法破碎含既有较大的刷卵石层、主漂砾石层涛中施工成挑孔效率高患。冲击土粗层时的冲甘击挤作用潜形成的孔鸭壁较为坚驴固。所以垃卵石层及滔以上土层舍选用冲击牺钻机施工织，甘从质ZZ-击4猜型冲击钻订机（河北尽宝钻机械叛厂）与简亩易冲击钻辉机（俗称霸广东冲）秤二种桩机长对比赶，盆ZZ-午4件型冲击钻毅机具有工表作频率高酱、进尺快摘的优势，范选洽用朗ZZ-浓4而型冲击钻团机。终钻孔桩机粱的牙轮钻恋头，冲击棉-亩剪切型刃纵具的作用临，不仅以咏垂直方向胸和水平方携向的冲击盐，还有牙漫轮滚动时窃齿刃向下砍冲击的速摩度对岩石没的作用，剃用牙轮钻墨头钻进强墓风化岩层午和中风化吉岩层成孔她率高。所关以强风化伍岩层及中否风化岩层柜选用工程衡钻机配牙搏轮钻头施列工，逃从坡GPS-斯1举5提型工程钻轻机耕与涉GPS-探2亚0辜型工程钻瓶机对比闪，冰GPS-师1姨5滚型工程钻灵机扭矩明泉显不足恢，珍GPS-隙2竞0宝型工程钻狠机扭矩相忌对强些，滤所以选残用沙GPS-是2沫0仪型工程钻孕机且适当厘地加大钻锁压。青4唐薄工程桩施活工：妙肝颂由于工期讯紧，采取胁了只要场献地允许就彼尽可能多海按排桩机煤进场施工多，共安排迎六荷台慢ZZ-辛4辫型冲击钻宅机（河北旅宝钻机械抢厂）和六击台样GPS-超2弃0养型工程钻荡机（上海丑金泰探矿被机械厂）乳，泥浆池联全部设置路到外围的是裙房场地红上，桩机晕在不同桩报位上的移才位和安装桌钢筋笼都岭采传用合5裳0铁吨履带起燃重机吊运默和安装的踪办法，混府凝土输送请采用混凝篇土搅拌车差直接送至掏桩位上的层混凝土料事斗上。砍4裤．玻1季纱桩位放样参及复核悉首次放样蜓采用极坐棒标方法，梢一次性将亩所有的桩杰位全部定镜位好；当告桩机进入猴场地准备聪施工时，亩还需要再施次复核桩底位轴线的志尺寸。此都时场地上历已布满桩招机等机械阅设备，若幻用坐标法现复核必然侨会被桩机毅等机械设养备所挡阻常视线，而突无法进行享，为了解形决这个问能题采用高睛空借点、扶方向线交谨汇法的办塘法来进行改桩位复核阁的工作。未4能．史2凝耍桩位护筒虏为保证桩欲位的准确你性，采用潜人工挖孔磨桩的办法析进行人工碧挖孔、装呈模板浇混船凝土护壁颗。为确保絮桩位的稳纠定性，护雾壁深度宜聋超过由碎借砖碴回的贫那一部份瞎杂填土深耽度，使混葱凝土护壁芒着落在粘坚土性杂填含土上面，泊从而避免仅冲击钻头诸冲击在碎知砖碴层时糟，碎砖碴韵松动引起宵混凝土护桃壁底处漏培浆或塌孔担，导致整擦个混凝土挣护壁的塌坊陷或倾斜陆。股4海．鞠3视献卵石层以斑上土层：削主要是杂碗填土、淤挽泥、粉质施粘土等土培层。采理用您ZZ-很4妇型冲击钻述机施工，炭掏碴筒掏浇碴的工艺版。特别在涝淤泥层冲秧击成孔过燕程中，严瞧格控制进咐尺速度，血用短行程岭冲击成孔破，以造壁买和固壁为泼主，防止葬塌孔。异待卵石层采煌用铲ZZ-每4坟型冲击钻破机施工，瞧掏碴筒掏换碴工艺。移在卵石层厚用长行程模冲击成孔排，以加快葵卵石的破检碎速度。姓强风化岩柿层、中风朴化岩层：度采徒用息GPS-王2笋0萌型工程钻输机配牙轮榨钻头，根桂据试成孔直的经验，侧在最底节淘钻杆下端侵（钻杆与就牙轮钻头减筒体连接客的那一节她钻杆）加粪设长4框吨的配重吵，增加钻冒压、减少灰钻杆的跳盐动。砂石随泵反循环军清碴工艺诵。竟ZZ-逝4蒜型冲击钻拦机施工强样风化岩层青顶面时，彼由键5冒0付吨履带起伐重机将冲谢击钻机吊肌位到别的住桩位继续叫从地面到部卵石层底防的冲击工按作。然后摔由亭GPS-怜2宵0谊型工程钻贡机从强风迎化岩面开岭始钻进直验至桩底标毯高。执5动踏实施结果贸：播罗5艰．袄1鞠升由于采取昂了发挥每朝种桩机擅茶长不同的隆地质的措剃施，以及乏不同桩机展之间进行览有效的搭谅接，把每傲根桩占用稻施工工期兄的有效时焰间压缩乘为查1次5闻天左右，丰实现了预造期目标。昏5每．诵2肺翼单桩竖向粘抗压静载击试验，实互测结果单卡桩竖向极披限承载力踏均达到或丈超过设计殃的要求赚值甩2400昂0K聪N葬。师5铜．程3种件基桩低应章变动力检帐测，胞抽单4伐0唇根基桩进击行桩身完成整性实测叶，其紧中减3复8雕根为反Ⅰ剩类桩浴、台2拳根为耕Ⅱ蜻类桩。赵5突．君4确杰桩身取蕊日结果：钻稻芯法检恭测最6孔根桩，检嘴测结果是遮：桩身完寇整性项目始，芦4亲根为补Ⅰ跟类桩栗、荷2冒根为颜Ⅱ漂类桩；桩男身抗压强昂度代表值犹均起过设薯计值；桩撒底沉渣情匀况说，启4宵根桩底无敏沉渣碑，躬2顿根桩底沉棋渣分别鹅为京0.02要m飞和耍0.05弓m顿。扯6断赵总结和建盒议：雕在桩机选斗择方面，涌如何以最牺优的办法困解决好技壮术和经济牛两个方面条的问题，艇笔者认为仰，首先，闻要正确地速认识工程深桩正式施券工之前的目试验桩的耽目的，试批验桩应该障是为设计之人员提供渡验证理论辱的计算结案果，同时隙也为工程夹桩的施工悼提供指导美依据。其夜二，不要鞋一味地要载求用最先辣进的，大熄型的桩机藏设备，应是该以经济寄适用为原束则。其三接，要客观棍地、实事皮求是地、寻用发展的钓观点来考伯虑问题，饺施工技术哀难度的增睛加必然要毒增加经济翼的投入，仓即单价也烫应该随施新工技术难具度的增加恰而相应调施整，从而走确保工程掏的顺利进眼行。轮由于该主糊楼的桩基轨是满樘桩扭，若其中妻有的桩达扭不到设计迈要求，再页进行补桩晴也无位置铅可补，因拍此为了保棕证每根桩臭承载力都病能达到设教计要求，敞最为关键品的是桩尖划