公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中旋挖鉆技術(shù)的應(yīng)用研究

張 偉

（中交二公局第六工程有限公司，陜西 西安 710075）

隨著城市化建設(shè)水平的提高，橋梁建設(shè)中的樁基基礎(chǔ)施工數(shù)量增多、難度提高、規(guī)模越來越大。旋挖鉆施工技術(shù)作為一種高質(zhì)量的成孔施工工藝，可以在鉆孔灌注樁施工中起到良好作用，因而被大部分的施工項(xiàng)目所采用。該種施工技術(shù)效率高、質(zhì)量好、速度快、操作簡便、環(huán)境污染小，可顯著提高建筑的環(huán)保水平。

1 旋挖鉆施工技術(shù)的適用范圍

旋挖鉆施工技術(shù)是一種高效的成孔技術(shù)，可以廣泛應(yīng)用在多種施工土質(zhì)中。（1）旋挖鉆施工技術(shù)可以應(yīng)用在淤泥土質(zhì)地層中（見圖1），可以提高施工的效率，降低土質(zhì)地層的蠕動性，提高建筑施工的環(huán)保水平。（2）旋挖鉆施工技術(shù)可以應(yīng)用在砂性土的施工中，避免土層的流動性過大，影響施工的穩(wěn)定性。（3）旋挖鉆施工技術(shù)還可以應(yīng)用在砂卵礫石層的施工作業(yè)中，降低建筑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性。具體應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)地層的實(shí)際情況，靈活地調(diào)整孔深、孔徑、沉渣厚度以及護(hù)臂措施等。

圖1 淤泥土層使用的旋挖鉆施工技術(shù)

采用旋挖鉆施工技術(shù)進(jìn)行樁基施工，可以在鉆土層時減少土層受到的破壞，并且成孔質(zhì)量較好，可以根據(jù)自動傾斜裝置進(jìn)行垂直度的效應(yīng)測量，避免在施工的過程中泥漿被大量破壞，提高施工基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

2 旋挖鉆施工技術(shù)的關(guān)鍵工藝及應(yīng)用

2.1 旋挖鉆的施工工序

（1）加壓鉆取施工。相對于其他成孔工藝來說，旋挖鉆施工技術(shù)成孔效果較好，實(shí)用性比較強(qiáng)，通過閉合開啟鉆斗底部和側(cè)邊的施工流程，可以顯著增強(qiáng)施工的一體化程度。切削合金鋼黏頭進(jìn)行靈活的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，可以對被挖掘的土層進(jìn)行一定的加壓施工，從而將合金鋼切削挖掘下來的土體放入倒旋斗內(nèi)部。應(yīng)用旋挖鉆施工技術(shù)，還可以通過空外卸土施工，在鉆頭裝滿土之后進(jìn)行整合化循環(huán)，形成一定的樁孔，避免多次施工造成土體的穩(wěn)定性被破壞，提高樁基施工的質(zhì)量，降低施工過程中出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）鉆進(jìn)成孔。在經(jīng)過充分的施工準(zhǔn)備之后，旋挖鉆施工技術(shù)人員可以進(jìn)行測量放樣，對需要打孔的部位進(jìn)行優(yōu)化定點(diǎn)定位，再制備相應(yīng)的高水平泥漿，埋入一定的施工護(hù)具之后，將旋挖鉆的定位進(jìn)行標(biāo)記，樁基就位之后可以進(jìn)行一站式鉆進(jìn)成孔。通過旋挖鉆相關(guān)施工設(shè)備—旋挖齒（見圖2），可以進(jìn)行后期的清孔以及下道工序施工工作，施工的周期可平均縮短40%～60%，施工成本可下降20%～35%，該種施工對于施技術(shù)人員的要求也比較低，只要經(jīng)過簡單的技術(shù)培訓(xùn)之后就可以上崗進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

圖2 旋挖鉆施工關(guān)鍵配件—旋挖齒

2.2 旋挖鉆的作業(yè)要點(diǎn)

（1）充分的施工準(zhǔn)備。旋挖鉆的施工作業(yè)要進(jìn)行鋼護(hù)筒制作以及精準(zhǔn)的埋設(shè)，如果不進(jìn)行這個步驟的準(zhǔn)備，旋挖鉆的施工效果將大打折扣。除此之外，還要對泥漿進(jìn)行一定的制備，提高整個施工的穩(wěn)定性，確保公路橋梁樁基穩(wěn)定。①要進(jìn)行地面的平整。在施工之前對于地面的高差進(jìn)行合理計(jì)算，通過物探設(shè)備、地探雷達(dá)等，對于地面上存在的一些突出物進(jìn)行合理地標(biāo)志，如果地面存在雜物則要一一清除，并重新標(biāo)記平整度。②在清理過程中，如果場地比較陡峭，可以應(yīng)用枕木或者鋼條來對平臺進(jìn)行一定的搭建，在測量平整度之后對于搭設(shè)的平臺進(jìn)行穩(wěn)定程度檢測，必須保障平臺穩(wěn)固。③搭設(shè)平臺之后還要對道路進(jìn)行敷設(shè)檢查，確保電源和水源等必要物質(zhì)充足，在特殊情況下可以開挖蓄水池、泥漿池以及沉淀池等，保障施工順利進(jìn)行。

（2）鋼護(hù)筒制作。鋼護(hù)筒也是旋挖鉆施工中的一個關(guān)鍵點(diǎn)，一般情況下要根據(jù)施工的具體情況來選擇合適的制作供應(yīng)商，如果現(xiàn)場具備制作的條件，也可以采用現(xiàn)場備料、現(xiàn)場制作的方式。一般來說公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中的鋼護(hù)筒厚度，要在5～6m，護(hù)筒的內(nèi)徑要比樁徑稍微大1%～6%，并按照具體的施工設(shè)計(jì)情況，選擇頂部的幾個溢漿口，保障內(nèi)外部的通氣。在對護(hù)體進(jìn)行掩埋的過程中，可以采用明挖方式來進(jìn)行施工，但是也要注意地下障礙物的探測，及時清除液體沉淀物質(zhì)，避免檢測人員的視野受到阻擋，避免施工的進(jìn)度受到負(fù)面的影響，保障開挖的順利進(jìn)行。

（3）泥漿制備。泥漿制備工作要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際土層情況來進(jìn)行選擇，一般來說要合理的控制施工的成本以及施工運(yùn)輸?shù)木嚯x。①選擇在周邊的砂類土或者黏土夾層中進(jìn)行鉆孔實(shí)驗(yàn)，如果鉆孔得到的砂礫土可以使用，則要按照一定的比例，采用膨潤土混合方法進(jìn)行護(hù)壁制作；②在施工的過程中要嚴(yán)格按照泥漿的性能指標(biāo)進(jìn)行選擇，合理調(diào)配水灰比，并對泥漿的性狀、混合程度進(jìn)行二次檢驗(yàn)；③只有符合施工標(biāo)準(zhǔn)之后才能進(jìn)行泥漿的制備，避免操之過急，沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)的核對與檢驗(yàn)，影響泥漿制作的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。

（4）鉆機(jī)就位。在鉆孔施工的過程中，要對鉆機(jī)的配套設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的檢查以及數(shù)據(jù)的比對，嚴(yán)格按照施工計(jì)劃中的相應(yīng)數(shù)值、圖形、模板以及動態(tài)視頻，進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢查以及參數(shù)的調(diào)整。根據(jù)一定的勘查情況對于底層進(jìn)行優(yōu)化選擇與分析，按照地層的數(shù)據(jù)控制結(jié)果，選擇更加合適的鉆頭、鉆進(jìn)壓力、鉆進(jìn)速度。在小范圍進(jìn)行試驗(yàn)之后，對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，查看這些參數(shù)的設(shè)置是否合理，如果存在異常情況，就要對鉆頭、鉆進(jìn)壓力、速度進(jìn)行二次調(diào)整，保障應(yīng)用實(shí)效，才能夠達(dá)到鉆機(jī)就位的要求。鉆機(jī)就位之后，還要嚴(yán)格調(diào)整桅桿的高度，確保鉆頭中心和鉆孔中心一一對準(zhǔn)，避免造成鉆孔偏移，影響實(shí)際的施工效果。

（5）低檔位鉆進(jìn)。在旋挖鉆施工中，應(yīng)該采用低檔位、慢鉆進(jìn)的施工方式，實(shí)時觀察地層的相應(yīng)變化，如果地層對應(yīng)出現(xiàn)的成孔效果達(dá)到了施工技術(shù)的要求，則可以繼續(xù)加速。要根據(jù)孔深的增進(jìn)及時進(jìn)行補(bǔ)漿操作，避免存在壓力的差度影響繼續(xù)的鉆進(jìn)效果。一方面，要隨著孔深的增加，確保定稿高度始終與外部水位持平或者與地下水位持平，這樣的方式可以釋放內(nèi)部的應(yīng)力，避免存在靜水壓力情況。另一方面，可以在孔內(nèi)泥漿進(jìn)水高度出現(xiàn)異常情況下，采用護(hù)壁施工方式，避免孔壁倒塌形成泥皮，影響最終的施工效果。

（6）計(jì)數(shù)器觀察法。在旋挖鉆施工過程中，還要始終檢測鉆桿是否垂直于鉆孔。為了保障施工質(zhì)量，可以采用深度計(jì)數(shù)器對于鉆孔的數(shù)量、深度、鉆進(jìn)的速度進(jìn)行實(shí)時的控制。除此之外還可以采用壓力傳感器、深度傳感器、定位傳感器等方式，對于旋挖鉆的鉆斗順序進(jìn)行實(shí)施的探測，保障底板的削切板和筒體翻版處于始終的對齊狀態(tài)，對于進(jìn)入筒體之后的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行合理的調(diào)整，快插慢拔，進(jìn)行一定程度上的卸土，避免筒體承受過大的壓力，影響實(shí)際的鉆進(jìn)效果。管理人員要做好該步驟的技術(shù)交底工作，保障施工人員可以較好地操作智能設(shè)備，避免施工質(zhì)量受到人為因素的影響。

（7）清洗工作。應(yīng)用旋挖鉆進(jìn)行施工可以采用換漿法進(jìn)行清洗和檢測，一般情況下要在鉆進(jìn)完成之后再進(jìn)行清洗，確?？變?nèi)的水類相對穩(wěn)定。除此之外，還可以采用清除鉆渣和沉淀層的清洗方法，使得孔底的沉淀厚度有所減少，達(dá)到樁基施工的實(shí)際要求，盡可能避免樁底存留過后的沉渣，影響實(shí)際的施工穩(wěn)定性。技術(shù)人員要始終從結(jié)構(gòu)角度對于施工后續(xù)的清洗和檢測工作進(jìn)行一體化的分析，強(qiáng)化技術(shù)性檢測方法，通過物探技術(shù)對于底部的清洗狀況進(jìn)行實(shí)時檢測與分析，并將獲得的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為信息圖表以及可視化圖形，提高分析的效果。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著技術(shù)水平的提升，旋挖鉆在橋梁樁基礎(chǔ)施工中應(yīng)用越來越廣泛，提高了橋梁施工的穩(wěn)定性。從文章分析可知，研究旋挖鉆施工技術(shù)應(yīng)用有利于我們從問題角度看待目前橋梁基礎(chǔ)施工中存在的不足。因而要深化技術(shù)研究，通過旋挖鉆施工技術(shù)水平的提升，促進(jìn)我國橋梁施工技術(shù)的不斷發(fā)展。