 2004年5月,沿着北京安立路向北,地铁5号线上,一台台旋挖钻机矗立在工地沿线,这里既有迈特、土力等世界著名品牌,也有徐工、三一等国内新秀,形成了一道独特的风景。这风景中最吸引人的还是采用迈特旋挖钻机进行钻孔施工而创造的国内纪录:直径最大—1.8m、最深—81m的混凝土灌注桩。
位于立水桥附近的北京地铁5号线14标段,是清河斜拉桥,按工程要求需要14根直径1.8m、有效桩长75.15m的混凝土灌注桩。要求成桩后桩的中心位置允许偏差为 50mm;孔径不小于设计直径;倾斜度小于 1%。按以往的施工经验,这么大直径的桩只能采用反循环钻孔法,而这种施工方法一是工期长,二是由于其大量反转出来的泥浆对环境造成很大的污染,在北京地区不允许使用。成为限制投标的主要原因。
由于采用旋挖钻机成孔质量好,桩的垂直度可控制在很小的范围内,而且工期可大大缩短。以直径1.5m、深50m的桩孔为例,采用反循环施工方法约需30天左右,而采用旋挖钻机则仅需6~7h左右,因此大口径、大功率、大扭矩的旋挖钻机成为施工的首选。为此北京中建一局西诺公司联合天津松江营造土木工程有限公司捆绑中标,对14个大型桩孔的施工,采用松江营造所购买的意大利迈特公司生产的HR240-800型旋挖钻机。
迈特的HR240-800型旋挖钻机采用多功能专业底盘,在底盘上配置了地下连续墙抓斗、长螺旋、摇管机、预制桩、高压灌注浆等多种工法的预留装置,以便适应各种特殊工况和施工环境的要求。主卷扬由于安装在专业底盘上,所以卷筒的容绳量大,钢丝绳为单绳缠绕排列,提放绳的速度为90~100m/min,提升与下落的速度均为匀速,提升力恒定。该机具有三挡速度,可根据不同的地质层选取最佳的控制速度,而且桩的垂直度可控制在1‰~2‰左右。旋挖钻机钻杆的质量对施工影响非常大,施工中如果出现钻杆弯曲或折断,不但对工程进度影响很大,而且直接影响到成孔质量。HR240-800型旋挖钻机采用凯式钻杆,钻杆外径设计得较大,有效增大了钻杆抗扭截面模数,使钻杆在传递最大扭矩和挤压力的同时,不失稳、磨损少,这一点在青藏线复杂的地质层中得到了验证。
熟悉北京地质结构的人都知道,北京从西向东,沿着老潮白河走向, 以西 部地区的地质层最为复杂,施工难度最大,而东北部地区地质层不很复杂,施工相对容易。此标段的地质构成是地层除上部人工填土外,一般均为第四系地质。第一层为回填土, 该层分杂填土与素填土;第二层为粉土粉质粘土,二者呈互叠状;第三层为砂卵石层;第四层为粘土层。过河段土层均为沉积河泥粘土层,也是较难施工的土层。另外,水文地质条件 是初见水位埋深3.2~4m,标高31.5~30m以下均为静水层,且水量较大,部分地段有层压水。 搞基础施工的人都知道,粘土层是施工难度较大的地质层,而此标段的地质层中有20多m的粘土层,持力层是在砂卵石层,约有50cm,据松江营造现场技术负责人李彦光先生介绍,由于所用的HR240-800型旋挖钻机设备性能先进,设备状况好,加之工程整体组织协调得好,所以整个工程进度十分顺利。在进行第一个桩孔的钻进过程中,由于对地质层不熟悉,加之以前也没有进行过这么大桩孔直径的施工,从安全角度出发,钻进速度较慢,尽管如此,也仅用了 18h 就完成了第一个桩的成孔,平均成孔时间为 1 4 ~15h 左右,效率之高,是其他施工方法所无法比拟的。应该说明的是此次混凝土灌注桩施工,是将成孔分包给松江营造土木工程有限公司,其他如喷锚支护、钢筋笼捆扎、下笼、连接、混凝土的喷射等,全部由工程总承包方组织进行,这也是目前大部分基础桩施工的模式。值得注意的是,此次混凝土灌注桩钢筋笼的连接,采用了“剥肋滚压直螺纹连接”方法,连接速度快,质量好,非常适合超大桩的施工,这也是整个工程施工进度进展顺利的一个原因。
如果您留意一下最近的北京,就会发现这里似乎成了各种旋挖钻机的比武场,地铁5号线、奥运主场馆、“水 立方”等工地上,不断出现旋挖钻机“聚会”的场面,而酝酿已久的京沪高速铁路由于采用大量的高架桥梁,将是继青藏铁路之后又一个旋挖钻机大显身手的地方。种种迹象表明,在现代化基础施工中,旋挖钻机的作用将是其它产品无法替代的,让我们共同关注旋挖钻机。

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