關(guān)于旋挖鉆在橋梁樁基成孔施工中的問(wèn)題及對(duì)策

朱日成

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

1 旋挖鉆技術(shù)原理

利用鉆機(jī)的行走功能與桅桿變幅機(jī)構(gòu)，保證鉆具定位更加準(zhǔn)確，運(yùn)用桅桿導(dǎo)向，將鉆桿下放到底部具有活門桶式鉆頭位置，鉆機(jī)的動(dòng)力頭裝置能夠?yàn)殂@桿提供相應(yīng)的扭矩，并利用加壓裝置，運(yùn)用加壓動(dòng)力頭方法，直接將加壓力傳遞到鉆桿的鉆頭處，鉆頭回轉(zhuǎn)將巖土破碎，并將其壓入到鉆頭內(nèi)部，并利用鉆機(jī)提升裝置，包括伸縮式鉆桿，直接將鉆頭提取到孔外進(jìn)行卸土處理，通過(guò)多次循環(huán)，有序的進(jìn)行取土與卸土，達(dá)到指定的設(shè)計(jì)深度即可。

2 旋挖鉆成孔樁優(yōu)勢(shì)分析

2.1 成孔速度比較快

旋挖樁成孔的施工速率比較快。在常規(guī)的公路橋梁樁基施工環(huán)節(jié)，采取循環(huán)鉆機(jī)與沖擊鉆機(jī)比較多，施工效率比較低。例如，在某橋梁工程施工當(dāng)中，直徑為1.5 m、深度為30.0 m的樁基，如果采用循環(huán)鉆機(jī)，施工作業(yè)人員需要2～5 d時(shí)間才能夠完成施工。若運(yùn)用三一SR280型的旋挖鉆進(jìn)行施工，只需要7.5 h左右，就能夠順利完成鉆孔施工。旋挖鉆成孔施工效率比較快，能夠節(jié)省大量的施工時(shí)間。

2.2 適應(yīng)能力強(qiáng)

旋挖鉆機(jī)具有比較強(qiáng)的地層適應(yīng)力，作業(yè)人員通過(guò)更換鉆頭，旋挖鉆機(jī)能夠在黏土與砂土地層中有序施工。旋挖鉆成孔施工工藝的實(shí)用性比較強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，旋挖鉆機(jī)成孔單價(jià)大約為220.0元/m3，在一些工期比較緊張的橋梁工程中，能夠取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 環(huán)保性能好

和常規(guī)的循環(huán)鉆機(jī)相比較來(lái)講，旋挖鉆機(jī)可循環(huán)利用泥漿，但是，常規(guī)的循環(huán)鉆機(jī)則會(huì)產(chǎn)生泥漿，旋挖鉆成孔施工工藝的環(huán)保性能比較好。此外，旋挖鉆機(jī)移動(dòng)更加方便，鉆機(jī)下部帶有履帶，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)移位，而且不需要使用吊車。旋挖鉆機(jī)的對(duì)孔定位更加精確，在對(duì)位施工的過(guò)程中，操作人員運(yùn)用新型電子設(shè)備，就能完成樁孔的精準(zhǔn)定位。

3 旋挖鉆在橋梁樁基成孔施工中的問(wèn)題及對(duì)策研究

3.1 旋挖鉆施工工藝流程

第一，樁位的準(zhǔn)確測(cè)定。在樁位測(cè)定過(guò)程當(dāng)中，作業(yè)人員要做好精準(zhǔn)定位，自放線位置進(jìn)行測(cè)量，減少累計(jì)誤差，并加強(qiáng)對(duì)控制點(diǎn)的保護(hù)，避免樁位受到外界環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生較大偏差。

第二，鉆機(jī)的準(zhǔn)確就位。要對(duì)樁位進(jìn)行有效復(fù)核，運(yùn)用旋挖鉆機(jī)與人工配合方式，準(zhǔn)確的埋設(shè)護(hù)筒，鉆機(jī)就位的過(guò)程當(dāng)中，要保證定位精確、水平。鉆機(jī)導(dǎo)桿中心線、回旋盤中心線與護(hù)筒的中心線處于同一條水平線上。

第三，護(hù)筒埋設(shè)施工。采用人工輔助配合方式，在旋挖鉆斗擠壓作用下，對(duì)埋設(shè)的護(hù)筒位置進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。

第四，護(hù)壁泥漿施工。旋挖鉆成孔需要在護(hù)壁泥漿保護(hù)下進(jìn)行鉆進(jìn)施工，作業(yè)人員要結(jié)合鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)，有序的開展護(hù)壁泥漿施工。鉆頭在鉆進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中，需要多次上、下提鉆操作，若護(hù)壁泥漿質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，特別容易出現(xiàn)塌孔事件。所以，在鉆進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中，作業(yè)人員要結(jié)合該地區(qū)地層條件特點(diǎn)，運(yùn)用平衡鉆進(jìn)施工原理進(jìn)行施工，并加大泥漿管理力度，盡可能使用地層黏土進(jìn)行造漿。

第五，鉆進(jìn)成孔施工。鉆進(jìn)就位完畢后，作業(yè)人員需要妥善調(diào)整鉆桿的垂直度，并在其內(nèi)部注入適量泥漿，并進(jìn)行有序的鉆孔。待鉆頭下降至設(shè)定的深度之后，對(duì)鉆斗施加一定壓力，將土體直接擠入到鉆斗內(nèi)部，若儀表自動(dòng)顯示泥漿已經(jīng)裝滿，在鉆斗底部進(jìn)行關(guān)閉，并將鉆斗提升，將土直接卸到指定的堆放地點(diǎn)。

3.2 孔身傾斜問(wèn)題與處理對(duì)策

在橋梁樁基成孔施工環(huán)節(jié)應(yīng)用旋挖鉆，如果巖層節(jié)理出現(xiàn)大面積的傾斜，特別容易發(fā)生孔身傾斜現(xiàn)象。所以，作業(yè)人員可根據(jù)鉆挖鉆機(jī)顯示器，針對(duì)桅桿工作情況，進(jìn)行有效的現(xiàn)實(shí)，進(jìn)而更好的了解桅桿偏移情況。作業(yè)人員也可以結(jié)合顯示器桅桿位置，進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，保證桅桿能夠順利達(dá)到預(yù)定位置。在具體的作業(yè)環(huán)節(jié)，如果有需要，可以進(jìn)行斜孔施工，作業(yè)人員可利用顯示器自動(dòng)定位按鈕，合理設(shè)定位置，并進(jìn)行調(diào)垂操作。在無(wú)水干孔鉆進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中，作業(yè)人員可以采用測(cè)繩，對(duì)孔洞進(jìn)行全面檢查。如果鉆孔當(dāng)中有泥漿與水，則需要使用檢孔器，對(duì)孔洞進(jìn)行全面檢測(cè)。

通過(guò)應(yīng)用檢孔器進(jìn)行全面檢查，能夠幫助作業(yè)人員更好的了解鉆孔內(nèi)部情況， 如果檢孔器不能夠沉到原有的深度，護(hù)筒中心會(huì)出現(xiàn)較大偏移，引發(fā)彎孔與縮孔現(xiàn)象。為了保證孔身偏斜問(wèn)題得到更好處理，作業(yè)人員要找到孔身偏斜原因，并采取科學(xué)措施進(jìn)行處理。一般情況下，作業(yè)人員需要在偏斜位置，將鉆錐進(jìn)行高吊，進(jìn)行多次掃孔，保證鉆孔處于豎直狀態(tài)。

3.3 坍孔問(wèn)題與處理對(duì)策

在應(yīng)用旋挖鉆成孔施工工藝時(shí)，產(chǎn)生坍孔的原因比較復(fù)雜，具體如下。

第一，鉆進(jìn)過(guò)程當(dāng)中遇到流沙層，鉆孔內(nèi)部的水位和地下水位之間的水位差比較大，很難保持既有的靜水壓力，出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象。

第二，機(jī)器振動(dòng)引發(fā)的坍孔。

為了減少坍孔現(xiàn)象的出現(xiàn)，作業(yè)人員要找到具體原因，并采用針對(duì)性處理措施來(lái)處理，例如，可以適當(dāng)加大水頭、將對(duì)方在護(hù)筒四周的重物有序移開等等。由于鉆進(jìn)深度的逐漸加大，需要作業(yè)人員做好泥漿補(bǔ)充工作，保證鉆孔內(nèi)部水頭壓力符合相關(guān)規(guī)定，防止出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象。如果坍孔現(xiàn)象不是特別嚴(yán)重，作業(yè)人員可以對(duì)坍孔位置進(jìn)行有效的回填，保證泥漿性能得到良好改善。如果坍孔現(xiàn)象比較嚴(yán)重，作業(yè)人員需要利用小礫石夾粘土進(jìn)行有效回填。

3.4 孔徑擴(kuò)大問(wèn)題與處理對(duì)策

通常來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)孔徑擴(kuò)大問(wèn)題的主要原因如下。

第一，泥漿質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。如果泥漿的黏稠度比較大，不滿足有關(guān)技術(shù)要求，泥漿質(zhì)量不滿足相關(guān)要求，會(huì)降低最終的護(hù)壁質(zhì)量，特別容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。如果施工區(qū)域的地下水位比較高，再加上孔洞內(nèi)部的泥漿面低于地下水位，地下水容易出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，地層出現(xiàn)大面積塌陷，使得孔徑不斷擴(kuò)大。

第二，施工操作不當(dāng)。軟流塑地層鉆感比較差，鉆頭通過(guò)壓入的方式，逐漸進(jìn)入到地層當(dāng)中，出現(xiàn)泥包鉆頭形式，鉆頭在提升的過(guò)程當(dāng)中，產(chǎn)生活塞效應(yīng)，鉆頭周圍泥土逐漸被吸入到下部位置，孔壁周圍泥土逐漸被鉆頭吸入到下部，使得孔壁周圍泥土出現(xiàn)流入現(xiàn)象，孔徑逐漸擴(kuò)大。

對(duì)于作業(yè)人員來(lái)講，針對(duì)孔徑擴(kuò)大問(wèn)題，可以采取以下處理措施。

第一，嚴(yán)格控制泥漿的質(zhì)量，保證鉆孔內(nèi)部的泥漿高度符合相關(guān)規(guī)定要求。

第二，合理控制鉆進(jìn)速度，防止出現(xiàn)泥包鉆頭現(xiàn)象。在鉆進(jìn)軟流塑地層的過(guò)程當(dāng)中，作業(yè)人員需要詳細(xì)的記錄下鉆孔深度，防止鉆頭對(duì)底層產(chǎn)生較大壓力。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)旋挖鉆在橋梁樁基成孔施工中的問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行有效分析，例如孔身傾斜問(wèn)題與處理對(duì)策、坍孔問(wèn)題與處理對(duì)策、孔徑擴(kuò)大問(wèn)題與處理對(duì)策等，能夠保證旋挖孔成孔施工工藝得到更好利用，提高橋梁的穩(wěn)固性。