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淺談旋挖灌注樁在輸電線路工程中的應(yīng)用
2023-10-24
來源:未知
點(diǎn)擊數(shù): 1502          作者:未知
  • 1  概  述

    筆者在《對(duì)輸電線路基礎(chǔ)型式及檢測的小結(jié)》一文中曾對(duì)輸電線路常用的基礎(chǔ)型式進(jìn)行過簡單梳理:按基礎(chǔ)開挖方式可分為大開挖基礎(chǔ)、原狀土基礎(chǔ)兩大類,而在原狀土基礎(chǔ)(常用的有掏挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、巖石基礎(chǔ))中,樁基礎(chǔ)因其適應(yīng)性廣、承載能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)在輸電線路工程中被廣泛使用——特別是當(dāng)塔位處于特殊地貌(如:高陡邊坡、易沖刷位置)、特殊地質(zhì)(如:軟弱地基、高水位塔位)、特殊限制(如:基礎(chǔ)位置尺寸受限)等場景下,采用樁基礎(chǔ)無疑是較為理想的基礎(chǔ)方案。

    在以往的工程中,人工挖孔樁由于施工工藝簡單常被用于高陡邊坡等塔位,但當(dāng)塔位處于壩區(qū)、河灘等地下水位較高、地質(zhì)條件較為復(fù)雜的特殊地段時(shí),若依然采用人工挖孔樁,基坑開挖將具有較大的危險(xiǎn)性(開挖深度大于或等于16m將按超危大工程進(jìn)行嚴(yán)格管控)。該場景下,宜合理選用一種更為安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的基礎(chǔ)方案,就此,結(jié)合筆者工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),本文將對(duì)旋挖灌注樁進(jìn)行簡要介紹。

    2  旋挖灌注樁的定義及特點(diǎn)

    2.1 旋挖灌注樁的定義

    旋挖灌注樁是一種非擠土鉆孔樁,其通過旋挖鉆機(jī)的鉆桿帶動(dòng)回轉(zhuǎn)斗旋轉(zhuǎn)切屑巖土,然后提升至孔外卸土的周期性循環(huán)作業(yè)成孔,最后進(jìn)行下籠澆筑的方式進(jìn)行施工。

    旋挖鉆機(jī)配合不同鉆具,適用于干式(短螺旋)或濕式(回轉(zhuǎn)斗)及巖層(巖心鉆)的成孔作業(yè),實(shí)現(xiàn)其多功能特點(diǎn)。旋挖灌注樁適宜空間相對(duì)開闊、地形較為平坦、地表土有一定強(qiáng)度的場地和粒徑小于200mm的第四系地層、抗壓強(qiáng)度小于20MPa的基巖。旋挖樁適應(yīng)的地層主要為:黏性土、粉土、砂土、碎石土、部分礫石、全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化基巖及人工填土,具有大扭矩動(dòng)力力頭和自動(dòng)內(nèi)鎖式伸縮鉆桿的鉆機(jī)可適應(yīng)微風(fēng)化巖層的施工。目前,鉆挖灌注樁的適用直徑一般在1.5~3.0m之間(最大甚至可達(dá)4m以上),最大樁深一般在20~70m之間(最深甚至可達(dá)120m以上)。

    2.2 旋挖灌注樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)

    2.2.1 優(yōu) 點(diǎn)

        1)施工速度快:旋挖樁不像人工挖孔樁,每天掘進(jìn)的深度有明確的規(guī)定,不得超挖;鉆機(jī)可以滿負(fù)荷進(jìn)行施工;根據(jù)地質(zhì)情況的不同,鉆進(jìn)速度一天可以達(dá)到幾十米到百米左右。

        2)施工安全性高:由于施工人員不存在地下作業(yè),能避免缺氧、塌方等帶來的不安全因素,保證了施工安全、進(jìn)度,避免了較大的安全隱患。

    3)施工過程中噪聲污染小、對(duì)周圍土體擾動(dòng)小:旋挖樁機(jī)施工過程中無需爆破,其噪聲主要來自機(jī)身發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音,相比沖孔、鉆孔灌注樁、人工挖孔樁,噪聲污染要小很多,能很好的滿足現(xiàn)代化施工對(duì)減小噪聲污染的要求;相比擠土樁而言對(duì)周圍土體擾動(dòng)小。

        4)有利于環(huán)保:旋挖樁施工可以采用泥漿護(hù)壁施工和干法施工兩種工藝,其對(duì)泥漿的要求比鉆孔灌注樁和沖孔灌注樁的要求低,可以有效的減少施工過程對(duì)泥漿的使用量和外運(yùn)量,大大的減少施工成本。  

     5)適用地層廣泛:在硬土地層,由于傳統(tǒng)鉆機(jī)的自重有限,不可能給鉆頭施加更大的進(jìn)給壓力。而旋挖鉆機(jī)由于采用動(dòng)力頭裝置,鉆進(jìn)能力大大加強(qiáng),適用于各種土層及軟質(zhì)巖層。

        6)機(jī)械化程度高,可自行行走:旋挖鉆機(jī)的履帶可以自行行走,施工過程全機(jī)械化,人工配合要求低。

    2.2.2 缺 點(diǎn)

        1)施工單位前期投入較大:由于旋挖鉆機(jī)購買成本較高,施工若自購設(shè)備,則前期投入太大;目前市場上較多的是采用租賃設(shè)備來降低前期成本。
        2)施工場地要求較高:旋挖鉆機(jī)為履帶式,在成孔過程或調(diào)整機(jī)位行進(jìn)時(shí),對(duì)場地要求較高。若地表水豐富或者在雨季施工則要慎重考慮。
        3)需要其他機(jī)械配合:比如樁基土方處理時(shí)的車輛配合,樁基混凝土澆筑過程中的吊車配合。
     4)由于旋挖鉆機(jī)對(duì)護(hù)壁的要求較低,對(duì)于松散的土層,容易發(fā)生坍塌,造成二次開挖,增加成本。

    2.3 旋挖灌注樁在我國的應(yīng)用狀況

    旋挖灌注樁的適用性主要取決于其旋挖機(jī)械的推廣與應(yīng)用。我國于20世紀(jì)80年代初從日本引進(jìn)首臺(tái)旋挖鉆機(jī)并成功應(yīng)用于建筑基礎(chǔ)工程中,但由于設(shè)備主要依賴進(jìn)口、價(jià)格昂貴、運(yùn)行成本較高等多種原因一度推廣進(jìn)程緩慢。到2001年青藏鐵路開工建設(shè),100多臺(tái)旋挖鉆機(jī)參與施工并取得巨大成功,充分發(fā)揮了旋挖鉆技術(shù)成孔速度快、環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)降低了對(duì)凍土的熱擾動(dòng)。2005年以后,隨著石太、武廣、京津、哈大、京滬等高鐵(城際)線路先后開工建設(shè),旋挖鉆機(jī)在鐵路橋梁基礎(chǔ)施工中被大規(guī)模采用,旋挖鉆技術(shù)得到快速發(fā)展。

    鑒于國內(nèi)旺盛的市場需求,我國自研鉆挖機(jī)械得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。2000年2月,國內(nèi)首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的徐工KHU2000旋挖鉆機(jī)徹底打破了國外旋挖鉆機(jī)產(chǎn)品一統(tǒng)國內(nèi)市場的格局;2018年我國徐工集團(tuán)生產(chǎn)的XR800旋挖鉆機(jī)其最大鉆孔直徑4.6m、最大鉆孔深度150m,是國產(chǎn)旋挖鉆機(jī)制造由跟隨到超越的一個(gè)標(biāo)志。目前,我國已成為全世界最大的旋挖鉆機(jī)生產(chǎn)制造國和使用國,旋挖鉆技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、電力等行業(yè)基礎(chǔ)的成孔施工中。
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