旋挖鉆機(jī)成孔工藝在公路鐵路橋梁等基礎(chǔ)工程上的推廣和運(yùn)用

李劍勇

摘要：針對(duì)旋挖鉆機(jī)成孔工藝在公路鐵路橋梁等基礎(chǔ)工程的應(yīng)用進(jìn)行分析，探討了旋挖鉆機(jī)成孔工藝的工作原理以及適用范圍，詳細(xì)介紹了 旋挖鉆機(jī)成孔技術(shù)，如護(hù)筒埋設(shè)技術(shù)、泥漿的制備技術(shù)、鉆孔操作、檢孔等。結(jié)合這些內(nèi)容，舉例分析了旋挖鉆孔成孔工藝在橋梁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用。希望通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的分析，能夠?yàn)槲覈?guó)公路、鐵路、橋梁等工程建設(shè)提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆機(jī)成孔工藝;護(hù)筒埋設(shè);泥漿制備;鉆孔操作

近年來(lái)，旋挖鉆機(jī)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)成孔速度快，能夠縮短工期，同時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度較低，相鄰干擾較少，自動(dòng)化程度以及安全保障相對(duì)較高。移動(dòng)起來(lái)相對(duì)方便，樁身承載力較高，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用施工中，能夠大大降低污染源，從而改善施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，進(jìn)一步降低工程施工成本。因此，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，意義深遠(yuǎn)。

1 旋挖鉆機(jī)成孔工藝的工作原理以及適用范圍

1.1工作原理

旋挖鉆機(jī)基本工作原理主要是通過(guò)動(dòng)力頭提供扭矩，作用在鉆桿以及鉆頭上。促使鉆頭在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削的同時(shí)，加壓油缸，借助動(dòng)力頭，傳遞加壓力，為鉆桿提供鉆頭，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鉆頭的加壓鉆進(jìn)。渣土進(jìn)入到鉆頭當(dāng)中，主卷?yè)P(yáng)提高鉆桿頭底門(mén)，將渣土倒出，合并上斗門(mén)，回轉(zhuǎn)后對(duì)準(zhǔn)中孔位，下放鉆桿，再次將鉆頭放入到孔內(nèi)進(jìn)行鉆進(jìn)。

1.2適用范圍

旋挖鉆機(jī)適用于不同類型的地層中，Φ600以上不同類型的樁基施工中，尤其是黃土層或者淤泥層的樁基施工中，旋挖工藝具有較大優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)在西北、華東和華北等地區(qū)應(yīng)用十分廣泛^[1]。該技術(shù)對(duì)不同工作裝置進(jìn)行更換，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆孔、地下連墻、預(yù)制樁、咬合樁、全套管鉆進(jìn)等施工。該技術(shù)成孔速度極快，和早期使用正反循環(huán)鉆機(jī)相比，基礎(chǔ)工程成孔過(guò)程中，速度較快，能夠縮短工期，節(jié)約工程成本。成樁質(zhì)量相對(duì)較高，具體施工中，垂直度在1.0%以內(nèi)，成孔比較規(guī)則，為后續(xù)樁基承載能力提供保障。對(duì)混凝土進(jìn)行灌注過(guò)程中，和其他正反循環(huán)成孔灌注混凝土相比，充盈系數(shù)較小，不但能夠確保工程質(zhì)量，并且還能夠節(jié)約施工成本。施工過(guò)程符合環(huán)保性需求，鉆孔期間所用泥漿經(jīng)過(guò)處理之后，還可以循環(huán)使用，這就降低了對(duì)環(huán)境的破壞。

旋挖鉆機(jī)在成孔之前，具有較高的對(duì)位準(zhǔn)確性，偏差也相對(duì)較小，結(jié)合測(cè)量放線要求，可以借助旋挖鉆機(jī)本身所攜帶的電子設(shè)備，完成精準(zhǔn)對(duì)位，這就促使實(shí)際操作和相應(yīng)設(shè)計(jì)之間的誤差大大降低，提高了施工質(zhì)量。

2 旋挖鉆機(jī)成孔技術(shù)分析

2.1 護(hù)筒埋設(shè)技術(shù)

護(hù)筒埋設(shè)技術(shù)是前期工作中的關(guān)鍵性技術(shù)，針對(duì)旋挖鉆機(jī)自帶護(hù)筒驅(qū)動(dòng)器而言，能夠?qū)ψo(hù)筒進(jìn)行自行埋設(shè)。其中護(hù)筒所埋設(shè)的長(zhǎng)度需要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，往往將埋設(shè)的長(zhǎng)度控制在4-6m之間，而整個(gè)護(hù)筒埋設(shè)過(guò)程中，均需要對(duì)埋設(shè)的垂直度進(jìn)行檢查，而埋設(shè)護(hù)筒頂部需要高出原始地面30cm左右，這種情況下，能夠?qū)犊灼鸬奖Ｗo(hù)作用，此外有利于進(jìn)行快速鉆頭定位處理，完成埋設(shè)護(hù)筒的具有較好穩(wěn)定性。

2.2 泥漿的制備技術(shù)

制備泥漿需要結(jié)合實(shí)際情況，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置至少兩個(gè)泥漿池，體積容積均需要結(jié)合施工情況來(lái)確定，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)泥漿環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行合理布置，對(duì)泥漿池當(dāng)中的廢棄物進(jìn)行及時(shí)清理。而泥漿護(hù)壁成孔過(guò)程中，需要使用大量的泥漿，泥漿制備的質(zhì)量對(duì)施工進(jìn)展以及施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，而制備泥漿過(guò)程中，需要對(duì)泥漿相對(duì)密度進(jìn)行嚴(yán)格控制。開(kāi)鉆之前，要完成泥漿制備，所對(duì)應(yīng)的泥漿質(zhì)量和泥漿質(zhì)量均需要滿足相關(guān)規(guī)定。針對(duì)爛泥地基而言，進(jìn)行基礎(chǔ)成孔過(guò)程中，要求適當(dāng)?shù)奶嵘酀{的密度，需要將泥漿年度控制在100s以上。針對(duì)砂礫層的地基而言，成孔過(guò)程中，泥漿粘度需要被控制在50-80s之間^[2]。配合完成泥漿必須進(jìn)行進(jìn)一步檢查，方便進(jìn)一步了解泥漿的參數(shù)，常見(jiàn)的參數(shù)主要有泥漿形成性能檢測(cè)、泥漿密度檢測(cè)以及穩(wěn)定性檢驗(yàn)等。

2.3 鉆孔操作

當(dāng)前期準(zhǔn)備工程完成之后，鉆機(jī)就位，對(duì)桅桿進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)還需要控制好鉆桿的傾斜度，具體鉆進(jìn)過(guò)程中，需要結(jié)合相關(guān)情況進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整。雖然前期制備了符合條件的泥漿，但是具體施工過(guò)程中，因?yàn)榈刭|(zhì)情況相對(duì)復(fù)雜，伴隨著和鉆進(jìn)深度的進(jìn)一步加大，地質(zhì)構(gòu)造也會(huì)出現(xiàn)一定的變化。這種情況下需要及時(shí)對(duì)泥漿參數(shù)作出調(diào)整，對(duì)泥漿含砂率以及漏斗年度、比重等進(jìn)行合理控制。為了確保成孔質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對(duì)泥漿進(jìn)行合理凈化處理，定期對(duì)成孔質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行檢查。

2.4 檢孔

具體鉆孔過(guò)程中，使用檢孔器對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行定期檢查，通常情況下鉆進(jìn)深度為10m之后，需要更換一次鉆頭，或者遇到地質(zhì)情況發(fā)生改變后，需要對(duì)成孔情況進(jìn)行檢查，防止成孔期間出現(xiàn)斜孔或者彎孔等現(xiàn)象。

2.5驗(yàn)孔

旋挖鉆孔如果達(dá)到需求之后，則需要結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)收，如是否達(dá)到持力層等，當(dāng)驗(yàn)收合格之后，針對(duì)成孔當(dāng)中存在的不同垃圾進(jìn)行清理。

2.6 后續(xù)施工

旋挖鉆機(jī)成孔施工完畢之后，需要結(jié)合不同指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收，當(dāng)驗(yàn)收合格之后，需要及時(shí)進(jìn)行清孔處理，然后下鋼筋籠、下導(dǎo)管，并且進(jìn)行二次清孔處理，當(dāng)泥漿比重達(dá)到要求之后，進(jìn)行混凝土的澆筑，并且對(duì)成品樁進(jìn)行合理保護(hù)。

3 旋挖鉆機(jī)成孔工藝在基礎(chǔ)工程中應(yīng)用案例

旋挖鉆機(jī)成孔工藝在公路、鐵路等基礎(chǔ)工程中得到廣泛應(yīng)用，并且獲得良好效果，以某橋梁基礎(chǔ)施工為例，該橋梁對(duì)旋挖鉆機(jī)成孔工程進(jìn)行應(yīng)用^[3]。

3.1 工程概況

該橋梁長(zhǎng)度為1800m，結(jié)合設(shè)計(jì)需要，橋梁樁基的直徑為1.25m，所用材料為鉆孔灌注樁，樁的長(zhǎng)度為55m、最短為32m，是一種摩擦柱。整個(gè)橋梁樁基一共有248根。結(jié)合相應(yīng)地質(zhì)勘查報(bào)告，整個(gè)橋梁地質(zhì)條件從上到下分別是砂層、粉細(xì)砂層、濕陷性黏土層、黏土層和卵石層。在具體鉆孔過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，因此技術(shù)人員對(duì)成孔質(zhì)量提出較高要求。同時(shí)，這一橋梁的工期十分緊張，要求樁基施工在60d內(nèi)完成。

3.2 旋挖鉆機(jī)成孔工藝的具體應(yīng)用

在使用旋挖鉆機(jī)成孔工藝過(guò)程中，對(duì)特殊地址進(jìn)行鉆進(jìn)是施工的難點(diǎn)。砂層施工中，可能會(huì)導(dǎo)致泥漿污染，提高含砂率，對(duì)泥漿指標(biāo)產(chǎn)生影響，因此在砂層鉆進(jìn)過(guò)程中，對(duì)泥漿指標(biāo)進(jìn)行定期檢測(cè)，從而保障泥漿的合格性，防止施工過(guò)程中出現(xiàn)坍孔。技術(shù)人員在泥漿當(dāng)中增加適量纖維素，提高泥漿的附著力。鉆進(jìn)一段距離之后，及時(shí)對(duì)水平面和垂直方向進(jìn)行檢測(cè)，確保成孔質(zhì)量。與此同時(shí)，具體施工過(guò)程中，結(jié)合地質(zhì)條件，對(duì)鉆頭類型進(jìn)行 合理應(yīng)用，控制鉆頭升降速度。使用旋挖鉆機(jī)成孔在樁基施工過(guò)程中，原定為60d的工期，而45d便順利完成。具有較好的成孔質(zhì)量，灌注成樁之后，符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，施工完成后的I類樁達(dá)到98.0%，將其成本費(fèi)用和預(yù)算相比，節(jié)省了12.5%^[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

橋梁、公路、鐵路等應(yīng)用旋挖鉆機(jī)成孔技術(shù)，施工效率高、具有較高經(jīng)濟(jì)性，施工速度快，施工效果良好。該技術(shù)以其多種優(yōu)勢(shì)，獲得工程施工單位的廣泛關(guān)注，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)成孔質(zhì)量高，為工程的后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)，因此具有較高應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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