旋挖鉆機(jī)在公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用

牛宏偉

摘 要：近年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，公路橋梁作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體。隨著公路橋梁建設(shè)項(xiàng)目的增多，在公路橋梁建設(shè)中對(duì)其實(shí)用性要求不斷提高。對(duì)于公路橋梁工程來講，公路橋梁整體的穩(wěn)定性是施工的關(guān)鍵所在，因此在實(shí)際工作中，需要重視公路橋梁樁基礎(chǔ)的施工，全面提高公路橋梁樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量，確保公路橋梁投入使用后具有較高的安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；樁基礎(chǔ)；旋挖鉆機(jī)；泥漿護(hù)壁；測(cè)量定位；泥漿質(zhì)量

中圖分類號(hào)：U445.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

基于回轉(zhuǎn)斗鉆機(jī)和全套管鉆機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的旋挖鉆機(jī)，將其在樁基礎(chǔ)施工中進(jìn)行應(yīng)用取得了較好的成效。由于旋挖鉆機(jī)具有高效率、少污染及多功能的特點(diǎn)，在當(dāng)前公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中廣泛應(yīng)用，有效地提高公路橋梁施工的質(zhì)量，確保了公路橋梁的穩(wěn)定性。

1 旋挖鉆機(jī)施工特點(diǎn)

旋挖鉆機(jī)采用全液壓驅(qū)動(dòng)，利用電腦進(jìn)行控制，能夠?qū)︺@孔精確定位，對(duì)鉆孔的垂直度和深度進(jìn)行自動(dòng)校正和自動(dòng)量測(cè)，有效地保證了鉆孔的質(zhì)量。旋挖鉆機(jī)具有自動(dòng)化程度度、成孔快及質(zhì)量高等特點(diǎn)，而且在一些高水位及大卵石的地層中能夠正常施工，在當(dāng)前公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中應(yīng)用取得了較好的成效。

由于旋挖鉆機(jī)采用履帶底盤，接地壓力較小，在各種工況上都具有較好的適應(yīng)性，具有行走方便及機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確對(duì)樁孔定位。在旋挖鉆機(jī)作業(yè)時(shí)，其主要是利用泥漿進(jìn)行護(hù)壁，成孔所用泥漿數(shù)量與孔的體積基本持平，而且經(jīng)過沉淀和除砂后泥漿能夠重復(fù)使用，有效地降低了現(xiàn)場排污量，具有突出的環(huán)保功能。另外，在旋挖鉆機(jī)施工時(shí)，孔壁上會(huì)形成明顯的螺旋線，這對(duì)于提高樁摩擦阻力十分有利。

2 旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)工藝原理和在橋梁樁基礎(chǔ)施工中的適用范圍

利用旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中，多數(shù)情況都是采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆斗取土工藝，這種鉆進(jìn)方法無沖洗介質(zhì)循環(huán)，同時(shí)鉆進(jìn)時(shí)孔內(nèi)要注滿優(yōu)質(zhì)的泥漿，保證孔壁的穩(wěn)定性。在具體鉆進(jìn)時(shí)，旋挖鉆機(jī)利用鉆桿和鉆頭自重來切入到土層中，利用斜向斗齒在鉆斗回轉(zhuǎn)時(shí)將土塊切下，并推進(jìn)斗內(nèi)，完成鉆取土工作。當(dāng)土層較硬時(shí)，斗齒無法切入土層，可以對(duì)鉆桿加壓，強(qiáng)行將斗齒切入土中完成鉆孔取土。當(dāng)鉆斗內(nèi)裝滿土后，由起重機(jī)通過提升鉆桿及鉆斗至地面，并將鉆斗內(nèi)土排出。鉆桿向下放，關(guān)好斗門，再回轉(zhuǎn)到孔內(nèi)進(jìn)行下一斗的挖掘。

旋挖鉆機(jī)施工是當(dāng)前樁基施工中最為先進(jìn)的施工方法，具有高效、環(huán)保、低噪及成孔質(zhì)量高、機(jī)械化程度高等特點(diǎn)，在許多土質(zhì)情況下都能夠應(yīng)用。在橋梁樁基礎(chǔ)施工中，需要做好旋挖鉆頭的選用工作，即要根據(jù)地層情況來選擇適宜的旋挖鉆頭。在公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中，利用旋挖鉆機(jī)施工具有高效率、鉆進(jìn)速度快及成孔質(zhì)量好的特點(diǎn)，有效地保證了鉆孔的垂直度。而且在實(shí)際施工中對(duì)泥漿所帶來的破壞較少，有效地保障了泥漿的質(zhì)量。當(dāng)前我國旋挖鉆機(jī)施工技術(shù)還不完善，在一些硬巖層、致密巖石和孤石層施工中還存在較大的超外差度，容易發(fā)生孔內(nèi)和機(jī)械等事故。

3 旋挖鉆機(jī)在公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中的特點(diǎn)以及難點(diǎn)

3.1 泥漿護(hù)壁施工

利用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工時(shí)，基于鉆機(jī)扭矩大、轉(zhuǎn)速快、成孔快及成孔誤差小等特點(diǎn)，因此在一些中軟巖樁孔中較為適用。在施工開始前，要重視鉆機(jī)的測(cè)量定位，成孔時(shí)要采用泥漿護(hù)壁。鉆進(jìn)時(shí)主要是利用鉆土來攪拌泥土，形成自然造漿現(xiàn)象。并根據(jù)施工實(shí)際需要來進(jìn)行泥漿比重調(diào)節(jié)。泥漿循環(huán)過程中會(huì)在孔壁表面形成泥皮，泥皮和泥漿具備的自重會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)孔壁的有效保護(hù)，避免孔壁發(fā)生坍塌事故，效的滿足旋挖鉆機(jī)的施工要求。

3.2 測(cè)量定位的控制

公路橋梁施工過程中，高程控制點(diǎn)可測(cè)到施工現(xiàn)場附件的高程基準(zhǔn)點(diǎn)，在公路橋梁不會(huì)被破壞的地方設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)和平面控制點(diǎn)，利用混凝土來進(jìn)行加固作業(yè)。在具體施工過程中，要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，針對(duì)存在的問題進(jìn)行及時(shí)處理。根據(jù)各個(gè)樁位在全站儀坐標(biāo)的中心位置情況來進(jìn)行樁基測(cè)量放樣，并對(duì)各樁位中心位置進(jìn)行引測(cè)，使其處于公路橋梁不會(huì)受到破壞的位置處，對(duì)其進(jìn)行具體標(biāo)記。待埋設(shè)完護(hù)筒后，需要以主軸線和各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，具體對(duì)各個(gè)樁位進(jìn)行檢查和復(fù)核，確保其位置的準(zhǔn)確性。

3.3 泥漿質(zhì)量的控制

在旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)速度與泥漿比重呈反比關(guān)系，即在較低的泥漿比重下，鉆進(jìn)速度會(huì)處于較快的水平，不易發(fā)生糊鉆的情況，而且泥漿會(huì)在孔壁上形成薄層，有利于孔壁堅(jiān)韌性的增強(qiáng)。但在這種鉆進(jìn)狀態(tài)下，樁身混凝土和樁周之間接觸面也會(huì)增大，樁身摩阻力會(huì)有所增加。在具體灌注混凝土?xí)r，為了進(jìn)一步減少阻力，要對(duì)泥漿質(zhì)量嚴(yán)格控制，在混凝土注入孔底時(shí)，泥漿會(huì)有較大的沖擊力產(chǎn)生，將管口處的淤泥沉渣沖開，減少樁體出現(xiàn)夾泥現(xiàn)象，進(jìn)一步提高混凝土樁身的強(qiáng)度。

4 旋挖鉆機(jī)在公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中的控制要點(diǎn)

4.1 坍孔的防治處理

在公路橋梁樁基礎(chǔ)施工過程中，在對(duì)護(hù)筒進(jìn)行具體埋設(shè)作業(yè)時(shí)，需要保證護(hù)筒底部要具有一定厚度的黏土，并夯實(shí)護(hù)筒周圍的黏土，對(duì)護(hù)筒周圍的黏土進(jìn)行均勻回填，以此來保證護(hù)筒的穩(wěn)定性和防水性。針對(duì)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，科學(xué)合理的對(duì)泥漿比例進(jìn)行配置，并控制好泥漿的鉆進(jìn)速度和黏度，使其保持在合理的范圍內(nèi)。對(duì)于護(hù)筒周圍地面較為潮濕的情況，或是處于汛期時(shí)，需要將護(hù)筒的位置設(shè)置在較高處，提高水頭的高度，有效的保證水頭壓力的穩(wěn)定性。經(jīng)過如此操作，可以有效地防止坍孔情況的發(fā)生，確保成孔的質(zhì)量。

4.2 斷樁的防治處理

在發(fā)生斷樁情況時(shí)，需要具體調(diào)查坍孔的原因，并綜合考慮導(dǎo)致此問題的各項(xiàng)因素，利用吸泥機(jī)將孔內(nèi)的泥土吸干凈。當(dāng)孔內(nèi)情況穩(wěn)定后，才能繼續(xù)進(jìn)行澆筑。當(dāng)坍孔現(xiàn)象繼續(xù)出現(xiàn)時(shí)，或是坍孔的部位處于較深處時(shí)，則要將導(dǎo)管撥出，取出鋼筋籠，利用沙礫與黏土進(jìn)行拌和，然后針對(duì)坍孔進(jìn)行回填，確保回填土要具有較好的沉實(shí)性，然后才能進(jìn)行鉆孔操作。

4.3 堵管的防治處理

在發(fā)生導(dǎo)管堵塞情況時(shí)，當(dāng)設(shè)備停電或是設(shè)備發(fā)生故障后引起的堵管問題，可以采用邊灌注邊檢修的方法，并在整個(gè)過程中控制好灌注施工的速度。對(duì)于由混凝土初步凝結(jié)引起的導(dǎo)管堵塞問題，需要重新處理導(dǎo)管和鋼筋籠，然后再進(jìn)行鉆孔成樁作業(yè)。如果混凝土配置比例不科學(xué)和混凝土在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)離析引起導(dǎo)管的堵塞，可以采用長竿對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行沖搗，還可以通過纜繩抖動(dòng)的方式進(jìn)行導(dǎo)管堵塞的處理，從而使混凝土從導(dǎo)管中脫落下來。如果混凝土沒有脫落出來，使用同樣的方法即可。

結(jié)語

由于旋挖機(jī)具有高效、環(huán)保和高效益的特點(diǎn)，這也使其在公路橋梁樁基施工中備受青睞。當(dāng)前我國一些大型的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)施工中旋挖機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，有效地提高了樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量。在公路橋梁施工過程中，由于樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量直接關(guān)系到公路橋梁投入使用后的安全性和穩(wěn)定性，因此在應(yīng)用旋挖機(jī)施工過程中，需要加大對(duì)樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的管理，并針對(duì)旋挖機(jī)應(yīng)用過程中一些難點(diǎn)問題進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，加大對(duì)施工中各要點(diǎn)的質(zhì)量控制，確保公路橋梁樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量，為公路橋梁整體質(zhì)量的提高起到重要的保證。

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