旋挖鉆成孔工藝在梁濟(jì)運(yùn)河大橋施工中的應(yīng)用

郭培民

中圖分類號(hào)：TU

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-0992(2009)03-0167-02

摘要：本文通過旋挖鉆機(jī)在濟(jì)寧市太白樓西路梁濟(jì)運(yùn)河樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用，簡(jiǎn)要介紹了旋挖鉆施工的工藝方法及泥漿控制指標(biāo)和在施工過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆機(jī)鉆孔施工應(yīng)用

一、前言

近年來隨著交通事業(yè)的迅速發(fā)展，高速公路、鐵路及民用建筑也迅速發(fā)展，旋挖鉆成孔工藝就是在吸收以往各種成孔工藝優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的灌注樁成孔工藝，該工藝由于噪音低，污染輕，拆卸方便、孔徑、孔深及垂直度控制精度高，成孔速度快等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于高等級(jí)公路、鐵路及大型民用建筑、機(jī)場(chǎng)、港口的施工。

二、概述

濟(jì)寧市太白樓西路粱濟(jì)運(yùn)河大橋是濟(jì)寧市“東拓西跨南聯(lián)北延”城市發(fā)展戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，先后跨越濱湖路、京杭大運(yùn)河，接105國(guó)道，全長(zhǎng)2161m，由市政府統(tǒng)一規(guī)劃實(shí)施，全橋概算投資約3億元，建設(shè)工期為30個(gè)月，由于工期緊任務(wù)重，旋挖鉆成孔工藝的優(yōu)點(diǎn)在鉆孔灌注樁施工中尤為突出。

三、地質(zhì)構(gòu)造

主塔16#墩橋位處原地面標(biāo)高為37.3m，主要地質(zhì)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

本工程橋位樁基處樁基礎(chǔ)所穿過地層均為粘土和亞粘土組成。局部為砂土。粘土層由29.3m以上均為軟塑性粘土和亞粘土，以上粘土、亞粘土層均為硬塑性。

四、機(jī)械設(shè)備

旋挖鉆機(jī)兩臺(tái)，16T、32T吊車各一臺(tái)，裝載機(jī)1臺(tái)，φ1.8m撈砂鉆斗1個(gè)、φ1.5m撈砂鉆斗兩個(gè)。

五、泥漿制備

護(hù)壁泥漿原料采用鈣質(zhì)膨潤(rùn)土做為泥漿原料，膨潤(rùn)土泥漿具有相對(duì)密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、鉆具回轉(zhuǎn)阻力小、造漿能力大等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，在每噸水中摻入7％(70kg)的膨潤(rùn)土和摻加羧甲基纖維素。用泥漿攪拌機(jī)按比例進(jìn)行攪拌制成泥漿。

根據(jù)16#墩?qǐng)龅貤l件，在路中線左側(cè)30m處挖泥漿池和沉淀池，泥漿攪拌機(jī)安放在泥漿池邊。操作工人根據(jù)配合比將袋裝膨潤(rùn)土投到攪拌機(jī)內(nèi)，加人施工用水，進(jìn)行攪拌。每盤攪拌時(shí)間為2分鐘。當(dāng)攪拌均勻后將泥漿放進(jìn)泥漿池內(nèi)。在泥漿池內(nèi)放置一臺(tái)攪絞拌泵不斷的攪動(dòng)拌制好的泥漿，使其不致發(fā)生沉淀，然后根據(jù)需要用泥漿泵抽入內(nèi)。

六、施工工藝

本工程∮1.8m樁基施工成孔機(jī)械采用兩臺(tái)旋挖鉆機(jī)分別為“宇通260”和“三一220”?！叭?20”旋挖鉆最大鉆孔深度為55m，轉(zhuǎn)盤額定扭矩為220KN·m，轉(zhuǎn)速7～30rpm；“宇通260”旋挖鉆最大鉆孔深度為88m，轉(zhuǎn)盤額定扭矩為260KN·m，轉(zhuǎn)速7～28rpm；

1、施工場(chǎng)整平及測(cè)量放樣：鉆孔施工前先做好場(chǎng)地平整工作，對(duì)于不利手施工機(jī)械運(yùn)行的松軟場(chǎng)地應(yīng)進(jìn)行堅(jiān)實(shí)處理，施工面進(jìn)行硬化整平。

2、護(hù)筒埋設(shè)：護(hù)筒具有導(dǎo)正鉆具、控制樁位、隔離地面水滲漏、防止孔口坍塌、抬高孔內(nèi)靜壓水頭和固定鋼筋籠等作用。梁濟(jì)運(yùn)河大橋16#墩設(shè)計(jì)樁徑為1.8m，護(hù)筒采用厚度為10mm的鋼板卷制而成，護(hù)筒直徑為2.1m，高度為3m，在施工現(xiàn)場(chǎng)制作，鋼板接口處采用電弧焊焊接嚴(yán)密。不透水。在加工完成鋼護(hù)筒后。在護(hù)筒的底口和頂口位置焊接十字架鋼筋。以防在埋設(shè)時(shí)護(hù)筒變形。

護(hù)筒埋設(shè)采用旋挖鉆機(jī)挖孔的形式，將旋挖鉆機(jī)就位，調(diào)整鉆機(jī)粗平，使鉆機(jī)鉆桿垂直，用測(cè)錘進(jìn)行檢測(cè)，使旋挖鉆的鉆頭中心與樁中心相重合，然后用直徑為2.2m的鉆頭挖孔，旋挖深度為2.5m，然后移除鉆機(jī)，用吊機(jī)將護(hù)筒吊入孔內(nèi)，在護(hù)筒上找出護(hù)筒底面和頂面的圓心，然后通過控制樁放樣，找出設(shè)計(jì)樁位中心，調(diào)整護(hù)筒，使護(hù)筒的中心與樁位中心重舍，同時(shí)用水平尺校驗(yàn)護(hù)筒豎直后，在護(hù)筒周圍用挖出的土進(jìn)行回填，并用人工進(jìn)行分層夯實(shí)，回填和夯實(shí)時(shí)填時(shí)要對(duì)稱進(jìn)行。以防止護(hù)筒的偏斜。當(dāng)護(hù)筒埋設(shè)完成后將焊接的十字架鋼筋去掉。

3、旋挖鉆施工

根據(jù)駕駛室內(nèi)的水平裝置調(diào)整機(jī)座水平，并將鉆尖對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置，鉆頭旋入坑后，再次調(diào)整機(jī)架水平，兩次調(diào)平后才能保證成孔垂直度，還應(yīng)再按上述步驟進(jìn)行。

為了加快成樁速度。16#墩1.8m樁基采用直徑1.5m和1.8m的鉆頭套打的方式進(jìn)行鉆孔，施工方法是：先在護(hù)筒內(nèi)注滿調(diào)制好的泥漿，采用“三一220”配1.5m直徑的鉆頭鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過程中要隨時(shí)不斷補(bǔ)充泥漿，使孔內(nèi)始終保持高于地下水位1-1.5m的水頭高度，同時(shí)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況調(diào)整泥漿配方和比重。當(dāng)鉆采用“三一220”配1.5m直徑的鉆頭鉆進(jìn)至45m-48m左右時(shí)再換甩“宇通260”配1.8m鉆頭鉆進(jìn)，施工方法同“三一220”鉆機(jī)，這樣利用“三－220”轉(zhuǎn)速快的特點(diǎn)先進(jìn)行粗挖，然后利用“宇遙260”鉆機(jī)扭矩大，鉆孔深的特點(diǎn)使孔成型，這樣能加快了成孔時(shí)間，又因?yàn)樵阢@進(jìn)時(shí)采用兩次鉆孔，使成孔順直度有了提高。

4、鉆孔出土的清理：旋鉆機(jī)動(dòng)力頭可向一側(cè)擺動(dòng)，鉆頭提出孔口后。鉆頭擺向一側(cè)，反轉(zhuǎn)甩土，然后根據(jù)操作室內(nèi)復(fù)位裝置進(jìn)行復(fù)位。使鉆斗入孔取土。在地下水位線以下施工時(shí)，由于鉆頭反復(fù)擺動(dòng)和鉆頭重新對(duì)孔位，極易損傷孔壁，造成塌孔。應(yīng)限制機(jī)頭的擺動(dòng)幅度，當(dāng)鉆頭重新人孔后要適當(dāng)減緩鉆頭的人孔速度，以防因鉆頭入孔激起的水的流速過大造成對(duì)孔壁沖刷加劇。出孔的渣土堆放在不影響施工的地方，晾曬1-2天后，用裝載機(jī)和運(yùn)輸車(2輛)通過便道運(yùn)至指定的位置存放。

5、鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)用小鉆斗撈取沉渣，控制沉渣厚度低于20cm。即一次清孔。當(dāng)孔壁泥漿皮沉淀較厚時(shí)，可用掃孔鉆頭上下往復(fù)，掃刷孔壁。清孔后提出鉆頭，由質(zhì)量員和工程監(jiān)理進(jìn)行孔徑、孔深、垂直度檢測(cè)，驗(yàn)收合格后，移走鉆機(jī)，蓋好孔口蓋板，進(jìn)行下道工序施工。

七、控制要點(diǎn)

1、泥漿相對(duì)指標(biāo)：泥漿指標(biāo)是防止孔徑變形的關(guān)鍵，在施工過程中應(yīng)控制好各項(xiàng)指標(biāo)。當(dāng)深度變大時(shí)應(yīng)隨時(shí)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，一般情況下泥漿相對(duì)密度采用1.1-1.3，粘度采用15-2zpa-s，含砂率8-4％，膠體率96％酸堿度，pH值為8-11。成孔后灌注混凝土前各項(xiàng)目指標(biāo)可調(diào)整至：相對(duì)密度1.03-1.1，粘度采用10-15pa·s，含砂率≤4％，膠體率≥95％酸堿度，pH值為7-9，失水量30mL／30min?？變?nèi)沉淀厚度≤20cm。

2、鉆機(jī)在提升鉆斗時(shí)應(yīng)保持一定的速度，不可速度過大，以防因水流以較快的速度在沖刷孔壁。和提鉆斗時(shí)在其下方產(chǎn)生負(fù)壓而導(dǎo)致孔壁坍塌或縮徑，一般鉆斗升降速度<0.40m／s，并應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)土質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3、鉆孔成型泥漿滿足要求后應(yīng)及時(shí)的時(shí)行混凝土的灌注。以防時(shí)間過長(zhǎng)容易使孔壁失穩(wěn)，如因故不能及時(shí)的灌注時(shí)應(yīng)調(diào)大泥漿指標(biāo)，并不斷的對(duì)孔內(nèi)泥漿進(jìn)行循環(huán)。

八、結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些較為先進(jìn)的技術(shù)得以應(yīng)用，旋挖鉆機(jī)的制造和使用費(fèi)用等方面得到有效的改觀。在一些工期緊，任務(wù)重、工作量太的工程中得到廣泛的應(yīng)用。相信在以后的樁基施工中旋挖鉆施工工藝必將取代普通樁基施工工藝，成為樁基施工行業(yè)的主力軍。