橋梁樁基礎(chǔ)旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

程峰

摘要：本文以橋梁樁基礎(chǔ)旋挖鉆孔灌注樁施工為探討主題，針對(duì)當(dāng)前橋梁樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析旋挖鉆孔樁施工原理與技術(shù)特點(diǎn)，從選擇適宜的鉆斗與鉆進(jìn)速度、旋挖鉆機(jī)入巖鉆進(jìn)的注意事項(xiàng)、鉆斗施工過程中升降速度的影響與泥漿材料的制備等四方面總結(jié)旋挖鉆孔灌注樁的適用性與技術(shù)要求，為橋梁樁基礎(chǔ)施工建設(shè)的優(yōu)化發(fā)展提供良好建議。

關(guān)鍵詞：橋梁樁基礎(chǔ);旋挖鉆孔灌注樁;施工技術(shù)

引言：近年來橋梁道路工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)于環(huán)保節(jié)能方面，政府相關(guān)部門出臺(tái)的制度規(guī)范要求愈加嚴(yán)格，旋挖樁施工工藝逐步走向低噪音、高效率與底污染的發(fā)展方向，并增加了對(duì)智能化操作技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)前，具有環(huán)保智能操作特點(diǎn)的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，但復(fù)雜性也是這一操作技術(shù)的主要特點(diǎn)，正確應(yīng)用旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)才能確保橋梁樁基礎(chǔ)的高質(zhì)量建設(shè)。

1 旋挖鉆孔樁施工原理與特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的成孔方法不同，旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)著重創(chuàng)新了成孔工藝。現(xiàn)階段，旋挖鉆斗施工機(jī)理的應(yīng)用最為常見，其主要借助鉆桿的可調(diào)節(jié)性將主機(jī)動(dòng)能扭矩加以傳遞，并帶動(dòng)回旋鉆斗的運(yùn)行，以干、濕兩種模式旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)過程中，鉆齒將土渣進(jìn)行切削，然后借由斗門進(jìn)入到桶內(nèi)，下部土渣會(huì)將推力逐漸層層疊加，然后將桶體裝滿土渣，在裝滿后將桶體從孔內(nèi)提出，向外缷土。旋挖機(jī)是一種專業(yè)的機(jī)械設(shè)備，進(jìn)行逐次取土與成孔作業(yè)的反復(fù)循環(huán)，其具備極高的自動(dòng)化程度，在主機(jī)部分，主要采取履帶式底盤承載的運(yùn)行模式，在不同的施工場(chǎng)地內(nèi)都可以自如運(yùn)行。利用電腦控制技術(shù)，能夠?qū)︺@孔位置精確定位，并將成孔的垂直度進(jìn)行自動(dòng)校正，并對(duì)鉆孔深度自動(dòng)測(cè)量，將成孔質(zhì)量最大程度內(nèi)提高，確保其符合各個(gè)方面的技術(shù)指標(biāo)要求[1]。在成孔速度方面，主要由鉆桿伸縮來控制，不僅需要將力矩傳遞到鉆頭，還可以快速升降鉆頭，進(jìn)行缷土作業(yè)，使得成孔的輔助時(shí)間大幅縮短，實(shí)現(xiàn)成孔效率的大幅提升。與常規(guī)的回轉(zhuǎn)樁機(jī)成孔方式相比，此種成孔方式的作業(yè)速度是其5-6倍。環(huán)保也是旋挖鉆孔技術(shù)的主要特點(diǎn)，當(dāng)土渣從旋挖樁的鉆頭內(nèi)取出來時(shí)，一般都采用車運(yùn)方式隨時(shí)運(yùn)走，不會(huì)將土渣堆積在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。泥漿材料主要起到護(hù)壁作用，不需用以排渣，在泥漿材料的存儲(chǔ)方面，可以利用專用罐儲(chǔ)存泥漿，放在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，加以循環(huán)再使用，將施工污染有效降低。柴油動(dòng)力由主機(jī)自帶，在成孔作業(yè)過程中，不需與外接電力源進(jìn)行連接，或配備其他大型的發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了部分電纜安全隱患的有效清除。

2 橋梁樁基礎(chǔ)旋挖鉆孔灌注樁的適用性與技術(shù)要求

2.1鉆斗與鉆進(jìn)速度的選擇

在橋梁樁基礎(chǔ)旋挖鉆孔灌注樁施工過程中，應(yīng)選擇適宜的鉆斗與鉆進(jìn)速度，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量與作業(yè)效率的有效提高。若選擇的鉆具不合適，一方面，成孔速度會(huì)被制約，作業(yè)速度慢，且會(huì)造成鉆具的嚴(yán)重消耗，動(dòng)力能源被大量浪費(fèi)。在嚴(yán)重情況下，很容易引發(fā)鉆孔內(nèi)施工事故。在各種鉆頭的標(biāo)準(zhǔn)適用范圍內(nèi)，鉆孔速度與鉆具選擇的合理性具有十分緊密的聯(lián)系，通過切割作業(yè)，旋挖機(jī)會(huì)平整分割所鉆地層，形成大塊巖渣，再將其裝入鉆頭桶內(nèi)，最后從孔內(nèi)運(yùn)輸出去。因此在選擇鉆機(jī)鉆斗時(shí)，必須確保其強(qiáng)度要超過地下層部分的抗壓強(qiáng)度，確保切削作業(yè)效果良好。在進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)綜合考慮旋轉(zhuǎn)速度與截齒角度等其他因素，大幅度提高鉆孔作業(yè)效率。

在控制成孔過程中的進(jìn)尺速度時(shí)，應(yīng)結(jié)合地層的變化情況與孔深情況等調(diào)整鉆進(jìn)速度參數(shù)，在完成硬底層的鉆進(jìn)作業(yè)后，便進(jìn)入到軟地層的鉆進(jìn)施工，這是可以將鉆進(jìn)速度適當(dāng)加快，當(dāng)軟底層向硬底層過渡時(shí)，可以將速度適度減慢，緩慢進(jìn)入。若地層較容易縮進(jìn)，可以將掃孔次數(shù)適當(dāng)增加，防止鉆孔作業(yè)過程中出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象。當(dāng)鉆頭向卵石層與砂層進(jìn)入時(shí)，應(yīng)將鉆進(jìn)速度適當(dāng)減慢，將泥漿稠度適當(dāng)提高，將每此鉆進(jìn)的進(jìn)尺量縮減，確保孔壁部分穩(wěn)定。若黏土與泥巖材料的質(zhì)密較大，在鉆進(jìn)膨脹土與流塑黏土?xí)r，很容易在鉆頭部位出現(xiàn)糊鉆與吸鉆的問題現(xiàn)象，當(dāng)鉆進(jìn)到中地層時(shí)，應(yīng)合理把控鉆進(jìn)速度，不能過快，要對(duì)成孔部位經(jīng)常清掃，在黏土層部分不宜停留過長(zhǎng)時(shí)間[2]。同時(shí)應(yīng)調(diào)制好泥漿材料配合比，唉鉆進(jìn)土層的過程中，泥漿的比重與濃度都會(huì)逐漸增大，產(chǎn)生的浮力也會(huì)變大，在下行時(shí)鉆頭會(huì)明顯感到阻礙，因此應(yīng)將泥漿比重適當(dāng)降低，將鉆頭部位的壓力加大，以此將鉆頭強(qiáng)行壓到孔底部位進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，合理暴恐鉆數(shù)即可。

2.2旋挖鉆機(jī)入巖鉆進(jìn)的注意事項(xiàng)

要保持鉆進(jìn)作業(yè)可持續(xù)進(jìn)行，必須保證鉆機(jī)的鉆進(jìn)壓力高于地層的抗壓強(qiáng)度。這只是條件要素的其中之一，在入巖鉆進(jìn)的過程中，旋挖機(jī)會(huì)借助鑿齒切削巖層表面，切削力度應(yīng)將巖石自身的屈服應(yīng)力有效克服，保證鉆機(jī)的自重足夠，并給予足夠大的動(dòng)力能源，這是進(jìn)行入巖作業(yè)機(jī)械設(shè)備需要滿足的基本要求。當(dāng)削切巖石時(shí)，鉆頭產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)直接影響能源，兩者產(chǎn)生的影響是相互的。在鉆進(jìn)入巖的過程中，鉆桿會(huì)將鉆機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)向鉆機(jī)主機(jī)部位傳遞，由此處于靜態(tài)狀態(tài)的鉆機(jī)設(shè)備會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楸粍?dòng)的受沖擊狀態(tài)，這會(huì)使得設(shè)備受到的損壞迅速加快。因此，不僅需要注意將設(shè)備自身的抗振能力提高，還應(yīng)掌控好鉆頭的減壓與加壓過程，在作業(yè)過程中操作人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)轉(zhuǎn)速與進(jìn)尺予以合理控制，不能遇到阻力就盲目地提高施壓，避免嚴(yán)重機(jī)械事故的發(fā)生。

2.3鉆斗施工過程中升降速度的影響

鉆進(jìn)作業(yè)是鉆斗的一項(xiàng)功能，除此以外，還可以切削孔底原狀土之后借助鉆斗提升土渣出孔，在鉆斗鉆進(jìn)的過程中，不停式、循環(huán)式的反復(fù)提升與下降作業(yè)會(huì)在一定程度上擾動(dòng)孔壁，在此種情況下，應(yīng)將鉆進(jìn)作業(yè)的上升與下降速度合理控制，若速度過快，在孔壁與鉆斗外側(cè)部位內(nèi)水流的流動(dòng)速度也會(huì)加快，形成水流快速?zèng)_刷孔壁的現(xiàn)象[3]。有時(shí)在提升鉆斗時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)下方孔壁的嚴(yán)重負(fù)壓，使得孔壁出現(xiàn)縮徑與塌方的現(xiàn)象。與此同時(shí)，在鉆進(jìn)樁底持力層時(shí)，還要對(duì)負(fù)壓情況予以全面考慮，因?yàn)樵阢@進(jìn)過程中，鉆斗會(huì)對(duì)下方產(chǎn)生負(fù)壓吸引，從而使得樁底部的持力層逐漸松弛，樁底沉渣部分增大厚度，控制鉆斗的提升速度，進(jìn)行緩慢的鉆進(jìn)作業(yè)。

2.4制備泥漿

護(hù)壁是旋挖樁的主要作用，不需要用來攜渣。一般施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的泥漿池應(yīng)兩個(gè)以上，包括泥漿儲(chǔ)備池與回漿用的沉淀池，池的大小應(yīng)為鉆孔容積的1.5倍以上。因?yàn)槟酀{作為護(hù)壁使用，制備的泥漿通常都會(huì)回收重復(fù)利用，泥漿經(jīng)沉淀凈化后輸送回儲(chǔ)備池，在儲(chǔ)備池中進(jìn)一步處理，在下一次要重新使用前必須要測(cè)試合格后方可使用。在鉆進(jìn)過程中，為防止塌孔，要保持孔內(nèi)泥漿液面高度，在鉆頭鉆進(jìn)或提升過程中的液面保持不變，保證泥漿柱壓力。

2.5鉆孔清孔

旋挖機(jī)鉆進(jìn)接近設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)，控制好終孔前的旋挖量，達(dá)到孔底標(biāo)準(zhǔn)高時(shí)，應(yīng)注意清渣，因鉆斗的截齒鉆進(jìn)時(shí)會(huì)擾動(dòng)孔底土層，鉆進(jìn)時(shí)部分鉆渣和回落土多多少少都會(huì)沉淀下到孔底。因此，在進(jìn)行終孔作業(yè)時(shí)，可以在孔底部位利用鉆斗持續(xù)不遞進(jìn)旋轉(zhuǎn)，將孔內(nèi)沉淀物大大減少。

總結(jié)：利用旋挖樁成孔施工技術(shù)會(huì)帶來良好的作業(yè)效果，其具有成孔速度快，效益高、質(zhì)量好與污染少的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，適用的地層范圍較廣。這種成孔方式還具有較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和較高的性價(jià)比，因此橋梁等大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)施工都加快了對(duì)這一鉆孔技術(shù)的應(yīng)用，確保橋梁工程建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]高嚇密.旋挖鉆孔灌注樁二次清孔工藝[J].安徽建筑，2018，24（05）：221-222.

[2]牛宏偉.旋挖鉆機(jī)在公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（15）：105-106.

[3]李玉強(qiáng).橋梁樁基礎(chǔ)旋挖鉆施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（03）：233-234+237.

作者簡(jiǎn)介：姓名：程鋒出生年月：1992年5月 性別：男 籍貫：湖北武民族：漢最高學(xué)歷：大學(xué)本科現(xiàn)有職稱：市政工程助理工程師? 研究方向：市政工程