砂土地層是否適合使用旋挖鉆機取決于多種因素,需綜合分析工程條件和地層特性:
1. 砂土的基本特性
砂土主要由0.075~2mm的顆粒組成,具有低黏聚力、高滲透性和易坍塌的特點。松散狀態(tài)的砂土(如粉細砂)鉆孔時孔壁穩(wěn)定性差,而密實砂層(如中粗砂)相對更適合旋挖工藝。
2. 旋挖鉆機的適應性優(yōu)勢
成孔效率:在含礫砂或密實砂層中,旋挖鉆機的斗齒切削效率較高,單樁成孔時間通常比反循環(huán)鉆機縮短30%~50%。
環(huán)保性:無泥漿循環(huán)系統(tǒng),減少對砂土地層的滲透污染,特別適合城市環(huán)保要求高的項目。
垂直精度:配備電子調垂系統(tǒng)的旋挖鉆機可實現(xiàn)<1/200的垂直度,適用于對精度要求高的樁基工程。
3. 需配合的關鍵技術措施
護壁方案:對于飽和粉細砂層,需采用靜態(tài)泥漿(比重1.05~1.15g/cm3)或高分子聚合物護壁液(如PAC系列)。
鉆具選型:推薦使用雙底撈砂斗或嵌巖短螺旋鉆頭組合,提升砂土采集率至85%以上。
套管跟進:地下水位高且砂層厚度>8m時,應考慮全套管工法(如貝諾特工法),防止流砂現(xiàn)象。
4. 限制性因素
當標準貫入試驗(SPT)擊數(shù)N<10時,孔壁塌孔風險顯著增加;
滲透系數(shù)>10?3cm/s的砂層易出現(xiàn)泥漿漏失,需增加膨潤土摻量(8%~12%);
遇承壓水砂層時,旋挖工藝可能引發(fā)管涌,需提前進行降水或地下連續(xù)墻隔水。
5. 經(jīng)濟性對比
相較于沖擊鉆,旋挖鉆機在砂層中的綜合成本降低約15%~20%,但前期設備投入高(約200~300萬元/臺)。建議在樁徑≥800mm、孔深>20m的項目中優(yōu)先選用。
實際工程中,建議先進行現(xiàn)場試樁(不少于3根),驗證扭矩匹配性(砂層常用150~300kN·m級鉆機)和成孔質量,必要時可采用地質雷達輔助探測砂層密度變化。對于含有軟弱夾層的復合砂土地層,旋挖鉆機需配合注漿加固工藝使用。
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