旋挖桩和冲孔桩技术经济对比研究

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1、旋挖桩和冲孔桩技术经济对比研究　　【摘要】钻（冲）孔灌注桩近年来在工程施工中得到了广泛的应用，本文针对旋挖成孔、冲击成孔这两种成孔方式，对其技术特点、成孔工效、施工成本等方面进行了对比、分析，为同类工程施工提供借鉴。【关键词】旋挖桩冲孔桩成孔技术特点工效成本对比中图分类号：TU74文献标识码：A0.引言近年来，随着建筑施工行业的迅速发展，钻（冲）孔桩在工程施工中得到了广泛的应用。目前，钻（冲）孔桩除了在成孔方式上不同之外，其在钢筋笼制作、钢筋笼安装、混凝土浇筑等方面均采用了相同的工艺。其成孔方式主要有旋挖成孔和冲击成孔两种，在不同

2、的施工条件下，这两种成孔工艺的适应性、施工效率、成本等也不尽相同。本文旨在通过对旋挖成孔、冲击成孔这两种成孔方式进行对比、分析，为同类工程施工提供借鉴。1.概述（1）旋挖桩11旋挖桩机是用回转斗、短螺旋钻头进行干、湿钻进，逐次取土，反复循环作业成孔为基本功能的机械设备。旋挖机采用动力头形式，其工作原理是用短螺旋钻头或旋挖斗，利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻渣旋转挖掘，然后快速提出孔外，形成具有一定直径和深度的桩孔。（2）冲孔桩冲孔桩机是利用冲击钻头对孔底冲击破碎成孔的机械设备。其工作原理是利用冲孔桩机动力装置将具有一定重量的冲击钻

3、头提升到一定高度后让其自由下落，利用自由下落的冲击动力对孔底进行周期性的冲击破碎，过程中用泥浆循环的方式对孔内碎屑进行清理，形成具有一定直径和深度的桩孔。2.技术特点对比类别旋挖桩冲孔桩适用地层适用于粘土层、淤泥层、砂土层、强度不高的胶结砂岩层、中风化泥岩和强风化岩，在单轴抗压强度30MPa以下硬岩中成孔速度较理想。能满足绝大多数的高层建筑和桥梁施工环境的要求。（目前国内已成功进行过单轴抗压强度120MPa岩层中的旋挖成孔施工）适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层和碎石土层，也适用于卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的岩层施工，在复杂

4、的场地条件下（如地下漂石、建筑垃圾含筋量高的钢筋砼垃圾等场地内）一般无须采取其他处理手段可直接进行桩基施工，其适用性高，善于“啃硬骨头”。对场地11要求自重大，对场地要求比较严格。旋挖桩机工作状态自重一般在70t左右，但其履带与地面接触面积约7.0m2，所以要求的地基承载力在100KPa左右，在地表水比较丰富或雨季施工情况下，一般需采取回填砖渣的方式保证旋挖桩机的正常运转。桩锤重量约10t，桩机重量约15t，加上施工时产生的振动荷载对施工作业面层的要求高，在地表水比较丰富或雨季施工情况下，需采取挤填级配砂石方式提高土层承载力。成孔

5、方式可用短螺旋钻头进行干挖作业，也可用回转钻头在泥浆护壁的情况下进行湿挖作业。只能采取泥浆护壁的方式冲击成孔。钻进速度旋挖机采用动力钻头，钻头的钻进力加上钻杆、桩机的重量，钻进能力强。据统计，旋挖桩机成孔速度最快能达到1m/min，在相同的地层中，旋挖机的成孔速度是冲孔桩机的3-5倍，优势明显。钻机自身重量有限，进行硬土地层钻孔时，难以保证钻头施加足够的压力，从而影响了成孔的速率，且每钻进1~2m需停钻掏渣，大部分作业时间消耗在提放钻头和停钻掏渣上，桩孔越深，提钻、掏渣耗时越长，其整体冲进速度较低。清渣方式利用旋挖钻头直接将土、砂

6、砾等钻渣旋转挖掘，然后快速提出孔外，清渣相对干净、彻底，孔底沉渣厚度一般可控制在3cm以内。通过泥浆循环清渣，111.2m桩可控制在5-7cm，1.4m以上桩一般在7-10cm。孔底沉渣难以掏尽，将会使桩承载力不够稳定。成桩质量孔壁比较平滑、桩径上下一致，孔壁极少出现泥渣沉结物，出现断桩、桩身夹泥、蜂窝等质量问题的可能性较小。成孔直径难以统一、孔壁相对不够平滑，在泥浆护壁、掏渣的情况下，极易导致孔壁附有大量泥渣沉结物，存在断桩、桩身夹泥、蜂窝等风险较高。护筒埋设护筒安装方便，利用钻机动力头的自重、加压油缸、额定转矩和提升力可自动将

7、钢护筒压入或拔出。依靠有操作经验的工人采取冲锤及挖机等埋设。扩底配置有配合扩大头工具，可进行扩底施工。无法扩底混凝土充盈系数由于采用电脑精确控制，旋挖桩钻进过程中，钻头反复钻进过程中钻进角度、垂直度控制精确，孔径精确成孔质量高，充盈系数一般为1.03~1.05。由于冲锤上下往复运动，随着钢丝绳的旋转带动冲锤摆动容易造成桩孔不圆，扩孔率较高，其混凝土充盈系数一般大于1.2。持力层判定11旋挖机在进入强度较高的岩层时，旋挖机的钻进速度明显降低，钻杆有明显的抖动，当达到预判的深度后可直接将挖掘的岩土提升到地面，直接观察孔底基岩情况，及时

8、准确判断入岩情况。冲孔桩机需要靠泥浆循环才能将孔底的岩渣带出，并且还混杂了一直悬浮在其中前期岩渣，以致未能及时准确判断入岩，往往比设计要求入岩20~30cm才能终孔。单桩承载力旋挖桩机靠筒底角刃切土成孔，成孔后孔壁比较粗糙，同钻孔桩比较孔壁几乎没有