市政橋梁旋挖鉆孔灌注樁施工技術研究

楊慶忠

合肥市公路橋梁工程有限責任公司 安徽 合肥 230000

1 旋挖鉆孔灌注樁施工技術的優勢

1.1 成孔率高

由于旋挖鉆機自身具備負荷傳感、液壓先導控制、帶孔深數碼顯示、垂直度自動檢測調節的功能，可以最大限度提高施工效率和自動化程度。通常，市面中常用的旋挖鉆機有孔深60～90m、孔徑1.5～4.0m，基本可以滿足大部分橋梁樁基施工要求。

1.2 具備較高環保性

一般旋挖鉆機在鉆孔過程中，鉆頭旋挖取土，鉆頭提出孔后卸土，產生的泥漿僅僅用來護壁，而不用來排渣，因此，可以看出其具備較高的環保性，在建筑工程施工中得到廣泛推廣使用[1]。

1.3 適用范圍廣

旋挖鉆機具備較強的適用范圍，可以應用在強度不同的膠結砂巖層、淤泥質黏土層、黏土層、砂性土層等，因此，被廣泛應用在各種橋梁工程樁基施工中。

2 旋挖樁機的適用性及技術要求

2.1 結構組成

旋挖樁機由三個部分組成，即主機、鉆頭、鉆桿。其中主機的作用是控制旋挖樁機的運行，并提供相應的動力能源，可以設置在各種場地，常見的主機類型為履帶式；鉆桿斷面有兩種類型，即方形和圓形，按照類別可以將其分為摩擦式和機鎖式兩大類，摩擦式鉆桿的工作原理：在鉆機施壓鉆進時，借助桿鍵條間產生的摩擦力傳輸鉆機壓力，其具備操作簡單、鉆進深度大、高運行效率的優點，但由于其主要依靠桿鍵條之間產生的摩擦力傳輸壓力，一般下行壓力比較小，只適宜在泥沙層、淤泥層、卵石層等軟土層工程中使用。機鎖式鉆桿工作原理：通過桿上機鎖點和鍵二者間咬合對接，將鉆進壓力傳輸至鉆頭，其具備高抗扭矩能力和傳遞壓力，但在提升鉆桿過程中，需進行解鎖操作，操作相對較為煩瑣，適用于強風化、中風化、弱風化等硬地質層工程的施工。鉆頭的類型較多，如螺旋鉆頭、筒式取芯鉆頭、沖抓錐鉆頭、擴底鉆頭、液壓抓斗等，在市政橋梁工程施工中，應結合工程的地層結構，科學選擇鉆頭，如施工現場地層結構為高膠結性的卵礫石或者風化基巖等，則優先選擇截齒螺旋鉆頭；像擴底鉆頭的主要作用是通過擴大底樁頭，使樁承載力得到提高，因此，在使用擴底鉆頭時，需在樁底非鉆進操作時，旋轉擴大樁底；在卵石層鉆機施工中，可以優先選擇沖抓錐鉆頭、沖擊鉆頭；而在連續鉆進施工中，則可以優先選擇液壓抓斗。由于不同的鉆頭性能不同，因此，在鉆進施工中，應結合實際情況科學選擇鉆頭類型，以提高施工效率和質量。

2.2 科學選擇鉆斗，合理設置鉆進速度

在市政橋梁工程旋挖鉆孔灌注樁施工中，為最大限度提高施工效率，應結合實際情況，科學選擇鉆具，以提高施工效率。在鉆進施工中，鉆具與鉆進速度關系密切，在選擇鉆機鉆斗時，要求其強度必須比地層下的抗壓強度高。在成孔施工中，需嚴格控制進尺速度，在鉆進過程中，應結合地層變化情況、孔深等及時對鉆進速度進行調整，如從硬地層向軟地層鉆進施工時，應適當將鉆進速度調高，當由軟地層向硬地層鉆進時，應適當將鉆進速度調低；若在鉆進施工中，遇到縮徑地層，應及時調整掃孔頻率，避免地層出現縮徑問題，影響鉆孔質量。在施工中，若遇砂層或卵石層，應及時將鉆進速度、進尺量降低，增加泥漿黏稠度，以確保孔壁具備較高的穩定性。若在鉆進施工中，遇到密度大的黏土、流塑黏土、泥巖、膨脹土，應及時降低鉆進速度，增加掃孔頻率，嚴禁冒鉆和長時間停留在黏土層中[2]。

3 市政橋梁工程中旋挖鉆孔灌注樁施工準備

3.1 資料準備

在市政橋梁旋挖鉆孔灌注樁施工前，應安排勘察人員，勘察并收集施工現場地質、水文等資料，并對橋梁樁基工程施工圖進行審查，在勘查現場時，應詳細了解現場附近地下管線埋設情況；同時，對主要機械、材料配置情況進行了解，檢查機械器具、材料的質量，確保機械設備、材料的質量等完成達到施工要求，從而為后期工程的施工奠定基礎。

3.2 合理配置人員

一般市政橋梁工程施工量較大、施工周期較長、涉及的范圍較大、現場環境較為復雜，為確保各項工作順利進行，在配置人員時，可以遵循雙班制配置原則，保障24小時連續施工，對于施工中的重要環節，應盡量增加人員配置數量，以保障施工質量。

3.3 機械儀器設備準備工作

在市政橋梁工程施工中，機械儀器設備是重要的組成部分。一般在橋梁工程施工中，常用的機械儀器設備有攪拌機、吊車、泵車、全站儀、水準儀等，為保障橋梁工程的正常施工，應根據工程量科學配置各種機械儀器設備，對于使用頻率較高的設備，應配備備用設備，確保工程的連續施工。

3.4 場地清理

在市政橋梁旋挖鉆孔灌注樁施工前，應安排相應的人員清理路基兩側開挖線原地面表層的雜物，如腐殖土、農作物根系、草皮、表土等，清除厚度為30～50cm。在清除表土時，應將其堆放在指定棄土場，確保鉆機施工平臺具備較高的整平壓實度，為后期旋挖鉆孔灌注樁的順利施工奠定基礎[3]。

4 市政橋梁旋挖鉆孔灌注樁施工流程

4.1 測量放樣及定樁位

在市政橋梁旋挖鉆孔灌注樁施工中，在完成準備工作后，應根據設計圖規定要求，進行測量放線工作，確定樁位中心，并做好標記，在做標記時，應以樁身半徑加護壁厚度的半徑為中心，標記出鉆孔圓周，并撒上石灰線。在此過程中，要求樁位偏差不得超過20mm。在放樣操作中，應由專業放樣測量人員使用全站儀或經緯儀雙向校對其垂直度，并在現場全程指導施工，以保障施工質量。

4.2 埋設鋼護筒

按照設計要求制作埋設鋼護筒，防止孔口出現坍塌，應保證整個鉆進過程中的連續性。埋鋼護筒頂面應高出地面30cm，在填實護筒周圍時，首選黏土，防止出現泥漿與水泥漿流失問題。

4.3 泥漿制備

在制備泥漿時，首選膨潤土，要求泥漿濃度與黏度需達到規定要求，在清孔時，要求在置換泥漿過程中，應具備較高連續性。在澆筑混凝土前，應嚴格將孔底500mm以下的泥漿比重、含砂率分別控制在1.25%、8%范圍內，以在提高孔壁穩定性的同時，防止泥漿出現滲漏。

4.4 旋挖成孔

在市政橋梁旋挖鉆進施工中，應待旋挖鉆機運輸至施工位置后，對鉆桿垂直度進行調整檢查，確保垂直度達標后固定鉆桿，防止在鉆進施工中鉆桿發生位移。在此施工中，需借助旋挖鉆機挖出孔洞中的土壤，且由于鉆進速度較高，需對泥漿密度進行科學調整；同時，在鉆進施工中，需專人對泥漿質量和數量進行檢查，并根據實際情況調整膨潤土和外加劑的使用量。另外，在鉆進過程中，還需結合施工現場土層類別調整鉆進速度。若施工現場土層為黏土，應適當將鉆機鉆進速度調高；若現場土層為砂土，則需嚴格對鉆機進尺進行控制；在實際施工中，還需根據實際情況調整鉆桿運行速度，以控制施工質量，若在實際施工中，提升鉆桿的速度過快，則會出現以下問題：①鉆頭下方位置出現負壓區，此時，若地下水位過高，水會慢慢滲入鉆孔中，增加泥漿護壁壓力；②鉆頭位置的泥漿會順著鉆孔流動，影響泥漿護壁的穩定性；嚴格控制鉆頭下降速度，在鉆頭與鉆孔初次接觸時，應放慢鉆頭下降速度，防止泥漿四濺。

4.5 制作及安裝鋼筋籠

在制作和安裝鋼筋籠過程中，應盡量選擇使用雙面搭接焊方式焊接鋼筋籠，焊接長度應比鋼筋直徑大10倍，鋼筋接頭處要彎折，保證焊接的兩根鋼筋軸線在一條直線上。但與縱向鋼筋總量相比，應將截面鋼筋接頭控制在其一半范圍內。主筋間距誤差、旋螺筋間距誤差分別為10mm、20mm；在鋼筋籠外側設置混凝土墊塊或者焊鋼筋。在制作鋼筋籠時，應在現場分節制作，并對主筋和加強筋進行焊接，在加固螺旋筋、主筋時，應采取隔點焊加固方式，制作的鋼筋籠應達到規定要求。在最后焊接整個鋼筋籠時，應在孔口位置焊接，并將其緩慢放入孔內，以保障鋼筋籠的完整性。

4.6 聲測管安裝

在安裝聲測管之前，相關人員需對每根聲測管進行檢查，確保聲測管的通暢性，在每道加強箍筋上綁扎8字形扎絲。在安裝一節聲測管后，需在聲測管內注滿清水后，方可進行下一節鋼筋籠和檢測管的安裝工作，以此類推，完成整個聲測管的安裝。待安裝完聲測管后，需使用橡膠套進行封閉處理，并用扎絲固定，確保其具備較高的密閉性。同時，需確保聲測管自身的垂直性，且要求聲測管兩端截面與其他軸線保持較高垂直度；另外，確保聲測管切口橫截面和邊緣具備較高光滑性，防止在安裝插管過程中，破壞密封圈。

4.7 導管安裝

在選擇導管時，首選絲扣連接的，底管長度、中間每節導管長度分別為4m、3m。在安裝導管前，應對導管形狀、對接情況、內壁平滑性進行檢查，在確保導管的質量達到施工要求后，方可安裝導管，在孔口連接處對導管進行固定和封閉處理。在吊放導管過程中，應始終確保導管位于中間，以免導管與鋼筋籠接觸，出現破損等問題。

4.8 清孔

在市政橋梁旋挖鉆孔樁施工中，清孔工作是非常重要的一項施工，其直接影響著后期混凝土的灌注質量和橋梁灌注樁質量。在完成一次清孔后，安裝鋼筋籠、聲測管、導管后。在灌注混凝土前，還要進行二次清孔，在此過程中，不斷改變導管在孔底的位置，確保清孔的質量。待完成二次清孔工作后，且孔底泥漿達到施工要求后，方可復測孔底沉渣厚度，待質量達標后，可以進行下一環節的施工。

4.9 混凝土灌注

在灌注混凝土前，將導管底部與孔底間距控制在30cm～50cm范圍內，首次灌注混凝土時，導管埋設深度應控制住1～2m范圍內。在灌注混凝土過程中，應保證灌注的連續性，并對灌注速度進行控制，以免發生導管堵塞等問題，影響混凝土灌注質量。在灌注混凝土時，超灌混凝土高度控制在0.5～1m范圍內、混凝土坍落度控制18～22cm范圍內，進而保證混凝土灌注質量。

在對水下混凝土澆筑前，應嚴格按照樁孔設計直徑、深度等，計算混凝土澆筑量。在拆管前，應測量孔內混凝土面，并做好詳細記錄。在澆筑混凝土過程中，若澆筑高度接近樁頂標高時，應嚴格控制最后一次混凝土澆筑量，將樁頂標高控制在規定范圍內。待完成混凝土澆筑工作后，需緩慢抽出護筒，并清理機械設備，待完成清理工作后，將機械設備放置在指定的儲存場地位置，方便下次施工使用[4]。

5 結束語

近年來，隨著社會經濟的不斷發展，市政橋梁工程建設數量持續增加，但質量問題受到社會各界的關注，為保障市政橋梁工程的施工質量，在橋梁工程施工中，施工企業廣泛應用了一種新型施工技術，即旋挖鉆孔灌注樁施工技術，此技術不僅可以最大限度提高橋梁工程的整體質量，而且可以最小化施工企業的施工成本。因此，在市政橋梁工程施工中，施工企業應結合施工現場的實際情況，規范施工流程，嚴格控制各環節施工質量，以保障旋挖鉆孔灌注樁施工質量。