机械洛阳铲在湿陷性黄土等地区的应用分析

机械洛阳铲在湿陷性黄土等地区的应用分析

武晓云1 ,黄俊2 ,彭佳超3

1、2、3中国电建集团贵州工程有限公司   贵州贵阳   550000

摘要：机械洛阳铲是对洛阳铲完成现代化改装工具，都是工程项目桩基施工中的工具。其在垂直节理性较好的土壤层桩基础施工中起着重要作用，与人工挖桩和旋挖机等其他挖孔机械设备相比表现出了很多优势，变成黄土高原地区，山脉和平原区湿陷性黄土地形地貌风电，公路桥梁及其他桩基础施工可靠之选。

关键词：机械设备洛阳铲；湿陷性黄土；桩基础施工；风电层面

在中国社会经济发展与施工工艺飞速发展的背景下，现代化工程建设表现出了技术繁杂程度高，工程规模不断扩张等特性。近些年不断涌现一大批工程建筑规模较大、单体工程多、使用方式全面的综合建筑。这里边多涉及地基基础设计级别甲级的建筑，应用天然地基经常无法达到设计需要，而是要考虑到桩基或是地基基础。在其中，混凝土灌注桩是一种基础形式，具有一定的象征性。为了能让建筑施工经济效益达到最大，桩基施工就是其中一个关键步骤。对黄土高级的和台塬部分地区桩基基础工程施工来讲，应用机械设备洛阳铲成孔的办法非常值得大力发展，本文借助吴起高胜50MW风力发电工程桩基成孔案例，反映了在桩基开挖中应用机械洛阳铲具有的优势。

1机械类洛阳铲的设计方案

1.1结构和成分

洛阳铲，由在我国河南洛阳一带群众李鸭子在二十世纪初所造就，洛阳铲标志着我国考古学钻探工具。它在盗墓里被广泛运用，之后变成考据学里的工具。我国著名古代城址安阳殷墟和洛阳偃师商城遗迹在挖掘中都起到非常重要的作用。在当代发展中慢慢转化成机械洛阳铲用以工程项目桩基施工。机械洛阳铲由手动式洛阳铲通过电动化，机械自动化更新改造成的。全套成桩机器设备包含三角支撑架，导向杆，重锤式，铲头，转为滑车，起重机和柴油发动机。桩身挖孔作业结束后还设置了专用型桩底扩大脚设备进行桩底扩孔。

1.2功能介绍和工作原理等

桩基具体的施工阶段：前期准备工作→施工放线定位，机器设备及时，精确测量控制，洛阳铲土方开挖至建筑标高，桩长接纳，桩身混凝土浇筑，维护保养。在这里主要论述洛阳铲成孔工艺。机械设备洛阳铲借助本身作用力下滑作自由落体运动并跑到路面扎在土壤层之后，铲刃部带有黄土并启动起重机使洛阳铲升至适合部位，当人力手推车到洛阳铲下时，将起重机离合放松一会儿，然后将离合合拢，使铲在半空中摇晃，铲头顶两截铲将一张一合相互之间碰撞，让土体落到手推车上，手动式后转手推车卸土，其实就是实现了一次抓土卸土。铲头做得非常特别，圆柱，上端承重，下边作刃，被左右两个一部分包抄成圆柱形，用铲头自身重量吃土。依据桩基直径不同配置大小不同的铲头，铲头孔径分成30cm、40cm、60cm、80cm、100cm、120cm，也可以根据实际需求特制。

2条件要求及适用地区

2.1条件的需要

机械洛阳铲用于无地表水黏性土，黄土，砂土和没有砂砾，土体直立性好，地表水低于桩深。

2.2适用地区

湿陷性黄土为可用列出土体具有代表性的种类之一，它指的是受一定的压力功效而被雨水湿哒哒，土体构造迅速受到破坏而出现严重额外地基沉降的黄土。温陷性黄土普遍分布在中国地区，以山西，陕西，宁夏，甘肃大部分和河南中西部为主。此外，在新疆，山东，辽宁，青海，河北及内蒙古等一些地域都有发现，但是并不是持续发生。

2.3在项目案例中

2.3.1工程概况等

国家电投吴起高胜新能源技术50MW风电项目生产地在陕西延安市吴起县。经度纬度经度108°12'35.88"~108°21'40.13"，北纬度37°13'49.43"~37°24'20.41"，海拔高度1490m~1730m。地形地貌属黄土山坡地，南北走向，海拔高度地形波动大，地表水掩埋，坍塌，山体滑坡等不良地质发育，场所岩土工程种类多样化，不均匀一，特性差异大，地基土属湿陷性黄土，湿陷级别

IV（非常严重），基本级别为一级（繁杂路基）。安装好海电气W2500-135-100型小型风力发电20台套、新创建110kV升压站1座，基本建设时长12个月。风机基础形式选用混凝土灌注桩。

2.3.2定制的主要特性

基本设计等级为甲等，结构安全等级为1级。风场的场所自然环境归类为III类，选址级别为二级选址，归属于中度繁杂选址。桩基的桩端褥垫层有双层黄土，四层黄土和六层黄土。一共有460根桩，打平后每根桩长度在27m上下。

2.3.3在运用施工过程中

一机械设备洛阳铲有机械操作员一人帮助手推车装运卸土。一台离心风机机位桩承台占地约300平方米，并投入三台机械设备洛阳铲完成流水线作业。用14小时左右时长进行1个桩承台23根桩基造孔工程量，洛阳铲每小时挖孔15m以内。桩孔自04月02日逐渐开挖到07月01日进行最后一个成孔，去掉了气温和公路施工落后的不利条件，现场施工时长35多天（共105个工日）。实践中存有抓土虚假，提不起来土等诸多问题。孔刚需撒进适当冷水以提升土体对铲头粘合力。实际应用还因上海电气设备安塞化子坪镇50MW风力发电（湿陷性黄土地质环境），河南鹤壁市体育馆、徐州泉山三胞广场大型综合体（沙子、粘土地质环境），陇东区域的全世界第一条额定电压最高的电力线路吉泉线甘9标段（湿陷性黄土地质环境）项目等的桩基开挖工程施工，都获得较好的使用体验。

2.3.4质量管理制度等

（1）进行测量控制网建立，包含控制基准线，中心线及水准基点。场地平整选用方格网法布局及设计标高控制测量、挖填土方量计算。对轴线完成施工测量，检算确认无误即可作为工程施工操纵依据。

（2）本文对于机械设备洛阳铲掘进特性与相关安全操作规程，通过组织相关操作人员安全，安全技术交底工作，让作业人员对其担负工程项目任务特性，技术标准，施工技术以和注意事项等有所了解与掌握；

（3）加强施工场地临时性排水系统的建立与现场到排水沟施工方向做成坡度不少于0.2%，这样场地就不会有积水了，如果有必要可以设置截水沟防止地表水进入桩孔内，避免对孔壁稳定性造成影响。

3湿陷性及其他黄土地区工作的优越性比较

（1）采用自重与下落加速度挖土以保证桩孔垂直度与成孔质量；

（2）占地少，不会受到地形制约。每件机械式洛阳铲占地总面积约9m2（含三角支架），可以从有限的资源空间中多台作业工程施工，便于转场装卸。还有一些钻孔机械需要山区道路，转行不方便场里的交通。

（3）对人工要求较低，仅需装备2人的洛阳铲。旋挖钻机和其他钻孔设施需要3名以上的人员。

（4）提高了施工效率，确保施工进度。本实用新型能够一次装备多个同时进行操作，给后续桩基检测和承台施工创造了时间。

4建设注意事项

（1）必须制定设备维修和保养计划并按计划维行

护与维护；

（2）施工中直至混凝土浇筑之前，桩孔需遮盖并安装警示标识，依据桩径选择安装围栏或者遮盖板材；

（3）桩孔周边及交通道闸需有显著安全标识和防护栏，晚间要加设红灯；

（4）在桩承台桩有条件浇筑的情形下，有关责任方接纳后需及时浇筑砼并且在钻孔灌注桩超0.8~1m时及时遮盖维护；

结束语

总而言之，机械洛阳铲适用普通黏性土及填土，季节性冻土层软土，非自重湿陷性，坚硬黏性土，密实碎石土和砂土等、自身重量湿陷性等，水分含量低粉碎石土地质环境。机械洛阳铲用于电力工程及其他行业桩基施工中市场前景广阔，具备安全性适用，经济有效，操作方便。它广泛运用于城市建设，铁路线，道路，公路桥梁，飞机场，海港等桩基工程钻孔灌桩成孔施工过程中，具备运用覆盖面广，工程施工高效率，质量稳定，节能环保等特点。

参考文献

[1] 湿陷性黄土地区建筑标准 ：GB50025-2018[S].

[2] 建筑地基基础设计规范 ：GB50007-2011[S].

[3] 任旭东 . 湿陷性黄土地区机械洛阳铲成孔施工技术 [J]. 山西建筑，2013（15）：44-45.

[4] 王鹏书，孙志威，薛海涛 . 机械洛阳铲成孔灌注桩施工技术 [J]. 江苏建筑，2015（5）：63-65.

[5] 岳菊 . 机械洛阳铲成孔灌注桩在兰山长廊施工中的应用 [J]. 理论探讨，2014（14）：61-62