道路橋梁施工中的干成孔旋挖樁施工技術探討

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）08-0065-03

0 引言

干成孔旋挖樁施工技術作為一種新興的樁基施工工藝，憑借其獨特的優勢，在近年來逐漸受到業界的廣泛關注。文章旨在通過對干成孔旋挖樁施工技術的深入探討，分析其在道路橋梁施工中的具體應用情況、技術特點、質量控制要點以及存在的問題和挑戰，以期為相關技術人員提供有價值的參考和借鑒。

1干成孔旋挖樁技術概述

干成孔旋挖樁技術是一種先進的樁基施工技術，廣泛應用于橋梁、道路等基礎設施建設中。該技術利用旋挖鉆機，通過鉆斗的旋轉切削土層，直接將土渣提出孔外，形成干燥的樁孔，隨后進行鋼筋籠的安裝和混凝土的灌注，從而完成樁基的施工。

旋挖鉆機成孔速度快，特別是在黏土、砂土等較穩定的土層中，能夠顯著提升施工效率。旋挖鉆機具有施工速度快、噪聲低、振動低等優勢，已成為鉆孔樁施工的主要成孔設備。施工過程中無需泥漿護壁，減少了泥槳的排放，降低了對環境的污染。這種干式成孔方式有利于環境保護，符合綠色施工的理念。該技術可以應用于多種地質條件，如黏土、砂土、泥巖等，具有較強的地質適應性。同時，針對巖土層內水分含量較高、孔壁穩定性較差等問題，可以通過泥槳護壁等方式進行解決，確保施工安全和樁基質量。由于干成旋挖樁施工流程相對簡單，機械化水平高，因此總體施工成本較低。此外，該技術還能夠減少大范圍的清孔作業，進一步降低施工成本。

2 工程概況

某高速公路橋全長 5 4 2 m ，其橋臺樁基結構采用預應力混凝土鉆孔灌注樁設計，樁徑為 1 . 2 m 。橋梁的基礎和樁臺臺身上部均采用預制T梁結構。在跨中位置，梁高設計為 2 m ，而在支點處則增加到 2 . 5 m 。梁底為橢圓曲線線形，增強了橋梁的美觀性和結構強度。橋梁的支撐結構包括獨柱式橋墩和U形橋臺，橋址所在的地層主要由泥巖、砂巖以及人工填土層組成，地層厚度在 0 . 5 ～ 2 m 之間不等，橋梁樁基施工地質條件復雜且多樣化。

3 施工方案

根據施工現場的具體情況和樁位布局，將基礎施工區域劃分為A區和B區，減少旋挖機械在同一區域內頻繁移動對土壤造成的擾動，同時便于管理和組織施工流程。在每個區域內，根據樁位布局和旋挖機械的作業半徑，間隔配置鉆機，旋挖機械不會對已完成的或正在施工的相鄰樁身造成直接碰撞或振動影響。

當樁間凈距不足 時，采用跳挖施工方式。過小的凈距使得相鄰樁身在施工過程中容易受到相互干擾，特別是旋挖機械作業時產生的振動和擠壓力，可能對樁身混凝土造成破壞或影響其強度發展。按照從左到右的順序依次施工，但遇到凈樁距不足時，需先完成一個樁的成孔、鋼筋籠安裝和混凝土澆筑，并等待混凝土達到一定的強度（通常為7d齡期后），再開挖相鄰的樁，這樣可以有效避免相鄰樁身在施工過程中的相互影響。具體順序如圖1所示。

在施工過程中，應加強對相鄰樁身的監測，包括樁身垂直度、樁頂標高等關鍵指標。一旦發現異常情況，應及時調整施工方案。

4成孔旋挖樁施工

4.1施工準備

選用額定功率 4 5 0 k W 、輸出扭矩 4 0 0 k N ？ m 的全液壓旋挖鉆機，檢查鉆機各部件，部件包括動力系統、傳動系統、液壓系統、鉆具系統等，調試鉆機參數，如鉆速、扭矩、鉆壓等，以適應不同土層和巖層的鉆孔需求[1]。

輔助設備選用挖掘機，用于清理施工場地、配合旋挖鉆機進行土方作業等。裝載機，負責裝載和運輸鉆渣、鋼筋籠等物料。出渣車，及時將鉆渣運離施工現場，保持施工環境整潔。吊車，用于吊裝鋼筋籠等重物。

選用性能穩定的混凝土攪拌站或攪拌車，提前進行混凝土配合比試驗，包括普通混凝土和水下混凝土，確保混凝土強度等級達到C30，且坍落度控制在 1 8 0 ～ 2 0 0 m m 范圍內。

4.2測量定位

將全站儀架設在穩定且視野開闊的位置，清晰地觀測所有需要定位的樁芯點。輸入設計坐標系統參數，并通過后視基準點進行全站儀的定向，利用全站儀測量每個樁芯的精確坐標，并在實地標出樁芯的中心點。在每個樁芯中心點位置，插入一根鋼筋頭作為臨時的樁位標記。以鋼筋頭為中心，采用十字交叉的方式在引向樁（臨時設置的參考樁）的外側進行標記。

待鋼筋頭和十字交叉標記完成后，將旋挖鉆機移至樁芯位置。通過調整鉆機的位置和方向，使其與樁圓心坐標對齊。為了驗證樁芯位置的準確性和鉆機的穩定性，須進行 1 . 0 m 深度的試鉆。在試鉆過程中，將鉆桿轉速控制在 1 5 r / m i n ，以確保鉆進的平穩性和對孔壁的保護。試鉆完成后，根據之前設置的十字交叉標記校對鉆筒的位置。如果發現有偏差，應及時調整鉆機。然后，在鉆孔面上再次架設十字點，進行孔位的復核。

4.3 鋼護筒埋設

根據設計要求，選擇長度為 3 m 、壁厚為 8 m m 的鋼護筒。鋼護筒的直徑應比樁徑設計值大 2 0 0 ～ 3 0 0 m m ，以提供足夠的空間用于泥槳護壁和防止孔壁坍塌。在使用前，須對鋼護筒進行質量檢查，無裂紋、變形等缺陷，且壁厚均勻，滿足使用要求。

根據設計坐標在地面上放出樁位中心點，并用木樁或石灰線標記。以樁位中心點為圓心，開挖一個直徑略大于鋼護筒外徑、深度為 0 . 5 m 的圓形基坑。基坑底部應平整，無雜物。利用旋挖鉆機的十字定位功能，精確對準樁位中心點。然后，將鋼護筒緩緩吊起，垂直放入基坑中。在下降過程中，應不斷調整鋼護筒的位置，確保其與設計樁位一致。當鋼護筒下放到設計埋深后，使用水平尺和垂球等工具檢查其垂直度和水平度。如有偏差，應及時進行調整。調整完成后，用黏土沿鋼護筒周圍填筑并夯實，以固定鋼護筒并防止底部塌方。鋼護筒的頂面應高出地面 0 . 3 ～ 0 . 5 m ，以便于后續施工操作。同時，應確保鋼護筒頂面中心點與設計樁位的偏差控制在 1 % 以內，以保證施工精度。

4.4 鉆進成孔及清孔

為了維持孔壁的穩定性和減少孔壁坍塌的風險，提斗和放斗的動作必須緩慢且勻速進行。在鉆進過程中，定期檢查進尺深度和鉆桿的垂直度，確保鉆進方向正確，避免偏孔或斜孔現象的發生。一旦發現偏差，應及時調整鉆機的位置和角度。針對不同地層特性，鉆進策略需靈活調整。在軟弱地層中，可適當提升轉速以提高鉆進效率；而在遇到硬質砂巖等堅硬地層時，則應減緩鉆進速度，降低鉆具磨損，并考慮采用沖擊鉆或振動鉆等輔助手段。

終孔后，采用雙底板撈砂鉆斗進行孔底清渣作業，以徹底清除孔底的沉渣和鉆屑。清渣過程中應注意控制撈砂斗的升降速度，避免對孔壁造成擾動。清孔完成后，需對沉渣深度、孔徑、垂直度等關鍵參數進行全面檢查。沉渣深度應滿足設計要求，孔徑和垂直度誤差應在允許范圍內。

鉆進至設計鉆深后，需檢測樁基是否達到預定的持力層（中風化泥巖夾砂巖）。同時，檢查樁基的傾斜度是否控制在設計樁長的 1 % 以內。用 φ 2 0 m m 鋼筋制作長3 m 、外徑等同于樁徑的籠式檢孔器進行下放試驗。若下放過程順暢無阻，說明鉆孔質量符合設計要求；若遇阻，則需查明原因并采取相應措施進行處理。檢孔器示意圖見圖2所示。

4.5鋼筋籠制作與安裝

根據現場實際情況和吊裝設備的起重能力，將鋼筋籠合理分段制作。每段鋼筋籠的長度應便于吊裝和焊接，同時需保證焊接質量和整體穩定性。在吊裝前，應對吊裝設備進行安全檢查，確保其處于良好工作狀態。準備好吊裝所需的吊具、索具等，并合理布置吊裝作業區域，確保吊裝過程安全順暢。按照預定順序，依次將各段鋼筋籠吊裝至孔口上方。在吊裝過程中，應緩慢平穩地提升和下降，避免鋼筋籠與孔壁發生碰撞。

相鄰鋼筋籠段之間采用單面搭接焊接方式連接。焊接前，應清理焊接區域的鐵銹、油污等雜質，確保焊接質量。焊接過程中，應控制焊接電流、電壓和焊接速度，確保焊縫飽滿，無夾渣、裂紋等缺陷。為保證鋼筋籠的整體強度和穩定性，接頭處應按設計要求進行錯開布置。錯開長度應滿足相關規范要求，以避免應力集中現象的發生。

在綁扎和安裝各段鋼筋籠的同時，需在鋼筋籠內側固定成品聲測管。聲測管應牢固地綁扎在鋼筋籠上，避免在吊裝和澆筑過程中發生移位或脫落。向聲測管內注入清水以檢查其滲漏情況。若發現有滲漏現象，應及時查明原因并采取措施進行處理。為避免因鋼筋籠自重過大而引起籠底變形，需將聲測管與鋼筋籠柱底的距離控制在 5 0 m m 左右。這樣既能保證聲測管的穩定性和安全性，又能有效減少鋼筋籠底部的應力集中現象。

4.6 混凝土灌注

通過垂直導管法進行混凝土灌注。選用鋼筋材質的導管，標準節段長度為 2 . 5 m ，并額外配備2節 1 . 5 m 的短管以適應不同深度需求。所有導管需在施工前進行預拼裝并逐一編號，以便于現場管理。對所有導管進行水密承壓試驗和接頭抗拉試驗，導管在高壓環境下不漏水，且接頭處能承受灌注過程中的拉力。試驗水壓應至少為孔內水壓的1.5倍及管壁所能承受灌注壓力的1.3倍。導管底標高需懸空設置，懸空高度控制在 ，以便于混凝土順利下落并排出導管內空氣。

在終孔后進行混凝土灌注，灌注過程必須保持連續，避免中途停頓造成混凝土質量下降或導管堵塞。通過實時測量混凝土面澆筑高度，精確計算并控制導管在混凝土中的埋深。初次灌注時，導管底口與孔底距離應小于3 0 0 m m ，隨后灌注過程中保持導管埋深在 3 ～ 5 m 之間，以防止混凝土夾泥或斷樁。灌注前，將導管埋入儲料斗內，儲料斗內混凝土儲量足以使導管底首次埋入至少 0 . 8 m 深。灌注時，導管以 2 m / h 的速度勻速提升，同時控制混凝土坍落度在 2 0 c m 以內。當混凝土液面上升至距鋼筋籠底部 1 . 0 m 時，減緩灌注速度至 ，以減少對鋼筋籠的沖擊。待澆筑面高度上升至距鋼筋籠底口 時，停止灌注并拆除該段導管，隨后繼續以 的速度完成剩余灌注[2]。此階段需特別注意混凝土面上升速度，避免過快導致鋼筋籠上浮。整個灌注過程應嚴格控制時間，混凝土在初凝前完成灌注，避免因時間過長導致混凝土性能下降或影響樁身質量。

5 質量控制

鋼護筒一般選用厚度為 1 0 m m 的鋼板制作，內徑宜大于鉆頭直徑 2 0 0 ～ 3 0 0 m m. 。護筒埋設深度一般為 2 ～ 4 m ，頂端高出地面不小于 0 . 3 m ，埋設時需保證護筒的垂直度，偏差不得超過 1 % 。

護筒周圍需分層回填土并夯實，防止護筒偏斜移位。根據不同地質條件選擇合適的鉆頭，并控制鉆進速度，避免過快導致孔壁坍塌或過慢影響效率。鉆孔過程中需持續監測鉆桿的垂直度，發現偏差及時糾正。鉆進至設計深度后，進行清孔作業，確保孔底清潔無沉渣。

使用測繩復核成孔深度，注意測繩遇水可能存在的縮水問題，需提前預濕標定。設置十字校核點，施工過程中經常校核樁身垂直度，確保成孔垂直精度滿足設計要求。

按設計和施工規范要求驗收鋼筋的直徑、長度、規格、數量和制作質量。鋼筋籠制作過程中需設置加勁箍及內三角撐以增強整體穩定性。高強度主筋應采用機械連接，并按規范選擇合適的焊條及焊機進行焊接。

鋼筋籠分段吊裝時需注意保護聲測管等預埋件不受損壞。鋼筋籠安裝時需采用3點吊裝法確保其平穩下放至孔內。安裝過程中需控制鋼筋籠與孔壁的間距以防止碰撞導致孔壁坍塌。鋼筋籠位置固定后需安裝護塊以防止其移位或變形。

灌注前需檢查儲料斗內混凝土儲量是否充足以確保導管能首次埋入至少 0 . 8 m 深。灌注過程中需保持連續作業避免停頓時間過長導致混凝土性能下降。控制導管的提升速度和混凝土的坍落度以確保混凝土灌注質量。根據實時測量到的混凝土面澆筑高度計算并控制導管埋深在合理范圍內（一般為 3 ～ 5 m ）。

6 結論

干成孔旋挖樁施工技術在道路橋梁工程中的應用，展現出了其顯著的優勢和成效。該技術通過旋挖鉆機的機械化作業，實現了高效、精準的成孔與灌注過程，極大地提升了施工效率和質量。干成孔旋挖樁施工技術在道路橋梁工程中具有廣闊的應用前景和推廣價值。未來，隨著施工技術的不斷進步和完善，該技術將在更多領域發揮重要作用，推動道路橋梁建設事業的持續健康發展。

參考文獻

[1]文強.干成孔旋挖樁技術在橋梁施工中的應用[J].交通世界，2021（35）：111-112+114.

[2]張彩華.淺談橋梁施工中的干成孔旋挖樁施工技術[J]黑龍江交通科技，2020（9）：157+159.