鐵路大橋旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù)與應(yīng)用探討

孫振明

摘要：本文從鐵路大橋施工的實(shí)際需求出發(fā)，結(jié)合旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù)的特點(diǎn)及具體內(nèi)容，以筆者曾參建的某鐵路大橋工程為例，就旋挖鉆鉆孔原理進(jìn)行了分析，較為深入地探討了旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù)各要點(diǎn)與難點(diǎn)，希望能以此為鐵路大橋工程施工技術(shù)人員與管理人員確保作業(yè)質(zhì)量、提升作業(yè)效率奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鐵路大橋 旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù) 應(yīng)用

鐵路橋梁工程多具有工程跨時(shí)長(zhǎng)、資金投入大、設(shè)計(jì)難度高、施工涉及領(lǐng)域廣泛且技術(shù)工藝運(yùn)用復(fù)雜等特點(diǎn)，將旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù)運(yùn)用于鐵路大橋工程施工建設(shè)過(guò)程中，利用其靈活、降噪、低碳環(huán)保、裝機(jī)功率大等優(yōu)勢(shì)，能有效提升施工效率，最大程度上確保建設(shè)質(zhì)量，為路橋工程保質(zhì)保量完工創(chuàng)造條件，為工程質(zhì)量安全的穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。如何克服旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù)中的重難點(diǎn)問(wèn)題，充分利用該項(xiàng)技術(shù)達(dá)到最佳的施工效果成為當(dāng)前各施工團(tuán)隊(duì)探討的熱門(mén)話(huà)題。

1 鐵路大橋工程概況

1.1 工程規(guī)模

筆者曾參建的某鐵路大橋主橋長(zhǎng)2219.3m，鐵路長(zhǎng)度為1913m，結(jié)構(gòu)拱列車(chē)雙向通行。

1.2 地質(zhì)情況

該鐵路橋梁工程沿途地勢(shì)較為平緩，標(biāo)高值均處在213-215米間，落差不超過(guò)3米。沿線(xiàn)部分地段為波狀臺(tái)地地貌，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生幾率較低，土層結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)固，且勘查、試挖過(guò)程沒(méi)有發(fā)現(xiàn)沿途存在有毒有害氣體或液體，不會(huì)對(duì)施工人員生命安全造成危害。

2 旋挖鉆鉆孔原理分析

通常情況下，技術(shù)人員會(huì)利用旋挖鉆機(jī)底部的桶式鉆頭高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鋒利鏟刀的方式搗碎地表巖層，并通過(guò)傳輸設(shè)備將搗碎后的土石塊裝入機(jī)械配備的土石鉆斗內(nèi)，后閉合旋挖鉆機(jī)的底蓋，將伸縮的桶式鉆頭抬離鉆洞，卸凈土石，重復(fù)上述步驟直至鉆頭挖到設(shè)計(jì)深度為止。鉆孔過(guò)程需要聯(lián)系客觀實(shí)際，應(yīng)當(dāng)以事前勘查的土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)為依據(jù)，對(duì)于土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散的巖土層，應(yīng)當(dāng)結(jié)合泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝技術(shù)使用，通過(guò)填充泥漿的方式提升土壤粘稠度，穩(wěn)固鉆洞巖壁結(jié)構(gòu)，使其不易坍塌下陷，確保鉆孔的穩(wěn)定性。對(duì)于土質(zhì)粘性大、含水量較多的巖土層，則可根據(jù)工程條件選擇干鉆或清水鉆洞的方式完成鉆孔工作。

3 旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 鉆孔前的準(zhǔn)備工作

3.1.1 配套儀器的準(zhǔn)備工作 施工技術(shù)人員在正式開(kāi)始路橋工程施工建設(shè)前，應(yīng)當(dāng)做好各項(xiàng)材料及儀器的配備清點(diǎn)工作，為工程定期開(kāi)建提供條件。旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù)需要準(zhǔn)備的設(shè)備有裝載機(jī)、鋼卷尺、電焊機(jī)、水準(zhǔn)儀、鋼護(hù)筒等，且這些設(shè)備儀器需要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，不存在質(zhì)量問(wèn)題，配備有合法的合格證明。

3.1.2 技術(shù)交底工作 技術(shù)交底工作是促進(jìn)技術(shù)部門(mén)與設(shè)計(jì)部門(mén)交流合作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工程技術(shù)人員與工程設(shè)計(jì)人員在此過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)以前期勘察工作搜集的原始資料為依據(jù)，以土質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤特征、開(kāi)挖難易度等內(nèi)容為基礎(chǔ)，就方案中的不足之處進(jìn)行深入探討，全面達(dá)成共識(shí)，共同策劃出最佳的工程設(shè)計(jì)方案，盡量避免出現(xiàn)返修或臨時(shí)調(diào)整方案情況，以節(jié)省工程造價(jià)成本、縮短工期，確保工程建設(shè)的質(zhì)量與效率。

3.1.3 整理場(chǎng)地工作 由于旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù)需要用到的旋挖鉆機(jī)自重量較大且使用履帶行走方式移動(dòng)，只能在較為密實(shí)平整的施工地面行駛，若地面坑洼不平或過(guò)于松軟泥濘，則有可能因重心不穩(wěn)而增加機(jī)械側(cè)翻、沉陷等風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)旋挖鉆機(jī)操作者的生命安全構(gòu)成威脅，為工程作業(yè)埋下了較大的安全隱患。對(duì)此，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在牽引旋挖鉆機(jī)時(shí)，將其活動(dòng)范圍內(nèi)的土層壓實(shí)、壓平整，盡可能為其創(chuàng)造出良好的施工作業(yè)環(huán)境。遇到樁位恰巧位于水中的情況，則應(yīng)當(dāng)選擇土圍堰的方法，用土將鐵路橋梁建設(shè)沿線(xiàn)橫穿水體區(qū)域填筑土圍堰，確保中間區(qū)域不與兩側(cè)水體相通后，利用抽水機(jī)抽盡剩余水量，對(duì)沉積于水底的淤泥進(jìn)行換填，使之成為地鐵線(xiàn)路的鉆孔平臺(tái)。

3.1.4 埋設(shè)護(hù)筒工作 技術(shù)人員在實(shí)際操作過(guò)程中，可以將設(shè)計(jì)方案中涉及的控制點(diǎn)作為突破口，確定下最終樁位，并于其周?chē)?50cm的位置對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)引樁。然后以0.8cm厚的優(yōu)質(zhì)鋼板為原材料，制作出質(zhì)量上乘且防水防漏性能較好的護(hù)筒，高度需達(dá)到300cm，內(nèi)徑長(zhǎng)度需以樁徑為參照，應(yīng)比其大出0.2m左右。為了進(jìn)一步提升護(hù)筒的承載力與抗變形力，可在其筒身上焊接數(shù)道加勁肋，起到加固的作用。技術(shù)人員在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，應(yīng)當(dāng)以引樁定位處為準(zhǔn)確位置，將護(hù)筒底端沒(méi)入土中，僅留出約30cm露出地面，并將土層回填至坑洞中，夯實(shí)加固。

3.2 泥漿處理工作

3.2.1 泥漿原料的選擇 鐵路橋梁工程使用的泥漿多由膨潤(rùn)土、純堿、CMC脛基纖維素等構(gòu)成，其中膨潤(rùn)土可分為鈉質(zhì)膨潤(rùn)土與鈣質(zhì)膨潤(rùn)土兩種類(lèi)型，前者需要投入較多的資金，后者則較為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。膨潤(rùn)土作為泥漿原料的重要組成部分，具有含砂量小、穩(wěn)定性強(qiáng)、粘度適中、造漿力大等特點(diǎn)，使用范圍較廣，使用價(jià)值較高，常與水按照8：100的比例配制。將CMC脛基纖維素?fù)饺肽酀{原料中，能使調(diào)配好的泥漿與地基土表層處形成一層薄膜狀物質(zhì)，有效抑制土層中水分的蒸發(fā)，常用的配比比例為0.1：100，即0.1kgCMC脛基纖維素配比100kg膨潤(rùn)土。在泥漿中加入純堿，能有效調(diào)節(jié)土壤的PH值，將黏性較大的土壤分散開(kāi)來(lái)，最大程度上增強(qiáng)黏土顆粒吸附正離子能力，以此提升泥漿的粘稠度、穩(wěn)定性與固水性，常用的配比比例為0.3：100。

3.2.2 泥漿池的鋪設(shè) 技術(shù)人員在鋪設(shè)泥漿池時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保其具體位置與地界線(xiàn)的距離保持在100cm左右，鋪設(shè)的具體深度與尺寸大小應(yīng)根據(jù)施工需要而定。泥漿池的邊坡坡度沒(méi)有準(zhǔn)確要求，從土質(zhì)粘稠度出發(fā)，僅需保證邊坡無(wú)坍塌、滑坡現(xiàn)象即可。技術(shù)人員在設(shè)計(jì)好最佳尺寸與深度后，就可以著手挖掘工作，在挖掘完成的坑洞內(nèi)鋪上一層塑料布模擬隔水層，完成泥漿池的鋪設(shè)工作。

3.2.3 泥漿的最佳配置順序 技術(shù)人員在配置泥漿的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循操作流程，不得隨意更改、添減操作步驟，應(yīng)參照最佳的配置順序（即加水后添加膨潤(rùn)土，然后依次按照相關(guān)比例加入CMC脛基纖維素、純堿及水泥、草木灰等物質(zhì)），將所有材料投入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌12分鐘，后于鋪設(shè)完畢的泥漿池內(nèi)進(jìn)行二次攪拌，在此過(guò)程中，一定要防止泥漿四濺或外溢現(xiàn)象的發(fā)生，最大程度保護(hù)施工周邊環(huán)境不受破壞。

3.3 鉆孔的技術(shù)要點(diǎn)

技術(shù)人員在實(shí)際鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)以出渣土質(zhì)為依據(jù)，結(jié)合進(jìn)尺情況，調(diào)整鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度，控制其鉆孔深度，盡可能降低鉆機(jī)對(duì)孔壁的擾動(dòng)，將塌孔現(xiàn)象的發(fā)生幾率降到最低。除此之外，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)一邊鉆進(jìn)，一邊檢驗(yàn)渣土樣本，以檢驗(yàn)結(jié)果為參照，適當(dāng)調(diào)整鉆進(jìn)速度、鉆進(jìn)深度、鉆進(jìn)壓力與鉆進(jìn)角度，聯(lián)系實(shí)際情況，控制好泥漿的比重量，進(jìn)一步提升鉆孔質(zhì)量，提高工作效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平與綜合實(shí)力的提升，為了加快城市發(fā)展步伐，越來(lái)越多的路橋工程投入建設(shè)施工中，鐵路橋梁建設(shè)企業(yè)迎來(lái)了發(fā)展的春天。

旋挖鉆鉆孔樁施工技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)工藝，具有較廣的發(fā)展前景，將其用于鐵路大橋施工建設(shè)過(guò)程中，能充分利用其成孔效率高、鉆孔質(zhì)量好、靈活便利、降噪環(huán)保、裝機(jī)功率大等優(yōu)勢(shì)，最大程度上保證路橋工程的施工質(zhì)量與安全，有效縮短工程用時(shí)，節(jié)省工程造價(jià)成本，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)資源的優(yōu)化合理配置，利于施工單位實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益最大化，為其走上健康長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展之路奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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