旋挖鉆成孔技術在橋梁樁基施工中的應用

陳 輝

(保利長大工程有限公司，廣東 廣州 510000)

0 引 言

在實施旋挖鉆成孔技術的過程中，離不開專業旋挖鉆機的支持。旋挖鉆機不僅可以保證行動的自由性，還可借助桅桿變幅結構實現迅速移動，可在較短的時間內與樁位進行順利對接。在桅桿的幫助下，將鉆頭放置于孔位，正式啟動鉆機，就可進行操作。要進行加壓裝置的安裝，通過鉆桿鉆頭施加獲得相應的加壓力。在鉆機提升裝置與伸縮式鉆桿的影響下，就能保證鉆頭順利提出，還能及時將巖土進行清理。通過重復性操作，就能保證鉆孔符合設計的深度。

1 成孔旋挖樁技術概述

在橋梁樁基礎施工中，需充分發揮出旋挖鉆成孔技術的作用。作為橋梁施工的基礎，樁基礎進行施工離不開旋挖鉆機。首先，要利用底部帶有活門的桶式鉆頭對巖土進行破碎處理，保證巖土能夠直接裝入到鉆斗之中。通過鉆機提升裝置和伸縮鉆桿就能提出鉆斗，實現對巖土的卸載。通過反復操作，就能保證最終的成孔達到設計深度的要求。如果巖土層的粘結性比較好，就可采用干式或清水鉆進工藝，無需使用泥漿進行處理。如果地層容易出現塌陷，或者地層分布大量的地下水，就要采用靜態泥漿護壁鉆進工藝，以保證孔內能夠獲得護壁泥漿的保護。研究人員要加強對成孔器的研究與開發，這樣就能在鉆孔的過程中將多余的土直接擠壓到周邊土層即可，無需進行二次提鉆與反復卸土，這樣就能提高工作效率，降低施工成本。旋挖鉆成孔技術不僅可以縮短施工周期，還會通過不斷的改進減少施工噪音，避免對周邊居民的生活產生不利影響，還能進一步保障施工人員的人身安全。研究人員在研究該項技術時，會結合不同的地域和地基等相關因素，保證該項技術在應用時具有一定的針對性和實效性。由于樁基礎通常會受到直徑的限制，因此，在應用這一技術的過程中，必須要進一步提高打孔的深度。此外，還要進一步提高樁基礎的承載力。進行澆筑時，要采用專業的吊錘等必要的工具予以輔助。既要保證澆筑工作順利開展，又要同時對樁基礎進行打擊與夯實處理，這樣就能提高樁基礎的牢固性，延長樁基礎的使用壽命。

2 旋挖鉆成孔技術存在的問題

雖然旋挖鉆成孔技術有其自身的優勢，操作比較簡單，施工效率比較高，但在樁基礎施工的過程中，還可能會產生一些問題。比如，若操作不到位，很容易發生鉆孔異常，從而導致鉆孔坍塌。鉆孔完畢后，會產生彎孔和縮孔等質量問題，影響施工進度。使用旋挖鉆成孔技術時，還可能會產生埋鉆問題，這樣不僅會對設備造成損壞，還會影響工程的工期。因此，在應用旋挖鉆成孔技術的過程中，必須要采取有效的控制對策，對現有的技術進行優化和改進，才能提高橋梁樁基礎施工質量。

3 旋挖鉆成孔技術在橋梁樁基礎施工中的應用

中山市西部外環高速公路主線樁基礎均為鉆孔灌注樁，樁位位于原古神公路中間，地處第四系海陸混合沉積、珠江三角洲平原地貌區，本路段范圍內平原區上覆第四系海陸交互相淤泥、淤泥質土、淤泥質砂、粘土、亞粘土、殘積的亞粘土，淤泥呈流塑狀，局部軟塑，淤泥層具有含水量高，孔隙比大，高壓縮性和強度低的特點。

樁基施工利用圍蔽區域進行，原古神公路左右線保留一條車道，施工車輛圍蔽區兩側通行，采用旋挖鉆成孔技術施工質量好，工作效率高，施工噪音低，塵土污染少。

3.1 對施工場地進行處理

應用旋挖鉆成孔技術之前，要在鉆孔樁的位置處對施工場地進行有效填筑，采用全站儀對每一個樁位的坐標進行精準定位。由于旋挖機的自重數值比較大，在放置這一設備之前，必須要嚴格保障作業平臺的地基具有強大的承載力。正式施工之前，要對施工場地進行平整硬化處理。如果施工平臺是填土筑島圍堰形式，就要在設備施工的位置處設置具有一定厚度的鋼板，避免在施工的過程中平臺產生下沉，誘發位置偏移，保障施工安全。

3.2 護筒的處理

進行旋挖鉆成孔操作時，要考慮到孔內的護壁密實度，如果成孔之后的留置時間比較長，就很容易產生孔塌陷事故。要選擇鋼護筒對孔進行有效的保護，避免內部的松散土質影響孔的質量。如果淤泥層的厚度有所增加，就要進一步增加鋼護筒的長度，這樣才能確保施工順利進行。由于淤泥層的厚度比較厚，通常要搭配一臺專業的震動錘，確保鋼護筒能夠得到及時的處理。埋設鋼護筒時，通常要采用口徑較大的鉆頭提前鉆進2 m左右，再將鉆頭提出，使用震動錘壓入護筒。要隨時對護筒的垂直度和位置情況進行檢查，一旦發現有所偏移，就要及時進行處理，確保成孔后的孔的垂直度符合設計要求，避免樁基位置發生較大的偏移。當澆筑工作完成以后，就要及時將護筒拔出，要做到平穩，避免對周邊地層造成影響，更不要影響樁頭。

3.3 鉆頭的選擇

要根據不同地層的情況，選擇相應的鉆頭。旋挖鉆機鉆頭類型比較多，由于其構造不同，各種類型的鉆頭還可仔細進行劃分。如果不能合理選擇鉆頭，不僅會影響施工效率，甚至還會影響工程質量。如果是淤泥土質，就要選擇雙層底旋挖鉆頭；如果是硬膠泥層，就要選擇單進土口頭齒直螺鉆頭或旋挖鉆頭；如果是粘土層，就要選擇單層底旋挖鉆頭。要根據地層的實際情況配置相應的鉆頭。比如，如果是粘性土層，就要采用長鉆筒，這樣可以提高鉆進速度。短鉆筒適用于含砂量比較高的土層，需搭配泥漿處理，對鉆進速度進行合理控制。在比較堅硬的巖石地層中，可選擇螺旋式鉆頭，如果鉆頭遇到的巖層比較硬，要及時對鉆頭的角度進行調整，就能提高鉆進速度。在淤泥層施工時，要選擇通氣孔鉆頭，還要設置導流槽，這樣就能避免產生孔壁坍塌等質量問題。

3.4 泥漿配置

進行泥漿配置時，需考慮到地表層的實際情況，若其主要以回填土、淤泥等類型為主，就要及時制作泥漿護壁，就能對孔壁進行保護。制備泥漿時，要保證其具有合適的稀稠度。如果泥漿比較稀，就會對鉆進效果造成影響；如果泥漿比較稠，就會影響樁基混凝土的質量。在選擇泥漿的材料時，主要以聚丙烯酰胺、粘土、燒堿、膨潤土為主。要選擇專業的制漿設備進行泥漿制作，將制作完畢后的泥漿倒入泥漿池之中。為了避免泥漿發生沉淀，要采用泥漿泵保證泥漿池中的泥漿循環。為了進一步提高泥漿的粘度，可適當添加燒堿。通過這種方式既能減少泥漿發生沉淀的現象，又能保證顆粒懸浮物的均勻度，提高泥漿的穩定性。

在制作泥漿之前，要將粘土塊進行破碎處理，使用攪拌機對粘土進行攪拌，使之成為泥漿。將泥漿放入泥漿池之中后，還要考慮到原料的回收工作，避免對環境造成污染。要設置完善的凈化循環系統，確保泥漿得到有效的回收。為了保證泥漿的粘稠度合理，就要根據地層的具體情況對其進行有效的調節，滿足鉆進需求。要盡量選擇粘度較高的粘性土作為泥漿制備的主要原料，這樣不僅可以提高泥漿的稠度，還能避免在鉆進的過程中產生質量問題。確定泥漿的濃度符合懸浮細渣的要求后，就可以對孔底的沉渣進行有效處理與控制。確定泥漿符合要求后，就可以在正式澆筑之前，將孔底的沉渣控制在一定的范圍內，要及時進行泥漿補充。

3.5 鋼筋籠的處理

在制作鋼筋籠之前，要明確鋼筋的焊接位置，并做好相應的標記。要選擇三根豎向主筋，并將其固定于鋼筋籠的制作臺架上，在設置加筋箍筋時，要采取焊接工藝進行處理。要選擇特殊的鋼筋掛鉤，將其分成若干組，保證其長度與主筋之間的間距相符。要明確需要焊接的位置，保證其他的豎向主筋得到逐一焊接。進行鋼筋籠運輸時，要選擇專業的吊車進行吊裝處理。在下放鋼筋籠的過程中，要穩定進行操作，避免鋼筋籠與孔壁之間發生碰撞。進行骨架下放時，要仔細觀察骨架與鋼筋籠之間的位置，一旦其到達頂部的加勁箍位置，就要及時采用管壁較厚的鋼管對骨架進行穩定處理。處理完畢后，在對下一環節進行同樣的吊裝與處理。施工人員需保證軸線與第一節之間彼此對準，然后將鋼筋接頭進行連接。通過這種方式繼續吊裝，就能保證所有的鋼筋籠得到順利安裝。

3.6 對鉆進速度進行有效控制

在進行鉆進操作時，要根據不同的地層情況，選擇相應的鉆進速度。最初進行鉆進操作時，或者當鉆機穿過軟硬層之間，就要將鉆桿保持在豎直方向，減緩鉆進速度。要嚴格把控鉆進的速度，避免操作過猛，否則就會產生安全事故。一旦遇到難以鉆進的情況，就要提鉆，并及時進行檢查，了解問題產生的原因，并做好相應的處理工作，然后繼續鉆進。要保證鉆斗的升降速度得到合理的控制，速度過快或過慢均不利于鉆進的質量。如果速度比較快，轉斗的底部就會產生較大的壓力，泥漿會對孔壁形成沖擊，導致孔壁出現坍塌或縮孔等質量問題。為了保證轉斗的升降速度和轉速范圍得到有效的控制，可參照表1。

表1 鉆頭適宜升降速度及轉速參考值

4 成孔后施工與質量控制要點

進行旋挖鉆成孔施工時，要嚴格控制鉆孔的速度，要考慮到孔壁的特殊性，避免出現成孔坍塌等質量事故。當成孔操作完畢后，就要保證鋼筋籠及時得到安裝，還要做好混凝土澆筑工作，避免各工序之間間隔時間過長。如果泥漿具有良好的懸浮能力，就要將混凝土澆筑的等待時間適當延長，但不要超過十個小時。如果地層中的粉細砂層比較多，就要進一步縮短混凝土的澆筑等待時間。進行鋼筋籠的安裝時，要嚴格按照相應的要求進行操作，避免對孔壁造成影響，否則就會產生嚴重的塌方事故。當鋼筋籠順利安裝后，就要立刻進行混凝土澆筑。如果澆筑耽擱的時間比較長，就不能保證孔底部的沉渣是否符合設計要求，一旦出現問題則很難進行處理。通常可采用專業的撈渣轉斗對孔底進行清理，但卻不能保證鋼筋籠底部的沉渣得到徹底清除。首次澆灌混凝土之前，施工人員要嚴格按照相應的要求放置固定球。要保證混凝土的存量與第一次灌注量相等。還要保證施工現場的混凝土罐車中存儲的混凝土數量充足。要加強對混凝土的檢測，確定其質量沒有問題后方可投入使用。

進行樁基礎施工時，要設置相應的鉆孔允許誤差值，在正式鉆孔之前，要使用水平儀對施工護筒的標高予以確認，并將其作為施工的基點，還要明確計算孔的深度，避免在鉆孔的過程中出現較大的誤差，嚴格保障樁基礎的施工質量。要加強對每個階段的施工檢查，這樣才能有效避免問題的發生。要制定完善的管理機制，明確各項職責，一旦發生緊急狀況就能在第一時間內進行處理。要隨時對鉆桿的垂直度進行檢查，可采用深度計數器對鉆孔的深度進行精準控制。

5 結束語

總之，旋挖鉆成孔技術的發展速度比較快，優勢比較多，在開展橋梁樁基礎施工時，要充分發揮出這一技術的優勢，掌握正確的操作方法，保證施工質量得到有效的控制。