旋挖鉆施工技術(shù)在橋梁樁基工程中的應(yīng)用研究

范以平

【摘要】文章首先分析了旋挖鉆施工技術(shù)原理和優(yōu)點(diǎn)，探討其施工中相關(guān)操作要點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)際施工中旋挖鉆技術(shù)的高效應(yīng)用。對(duì)橋梁樁基工程旋挖鉆施工技術(shù)的應(yīng)用，要不斷結(jié)合理論與實(shí)踐豐富完善，針對(duì)性提出應(yīng)用舉措，在實(shí)際施工中能夠發(fā)揮出應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)和作用。

【關(guān)鍵詞】旋挖鉆;橋梁樁基工程;原理;優(yōu)點(diǎn);技術(shù)要點(diǎn)

旋挖鉆施工技術(shù)是鉆孔灌注樁作業(yè)中新興的、先進(jìn)的技術(shù)，這種技術(shù)利用了膨潤(rùn)土靜態(tài)無(wú)循環(huán)泥漿護(hù)壁，直接從孔中將挖松的巖土、大粒徑砂礫巖塊帶出。在我國(guó)橋梁工程建設(shè)發(fā)展中，當(dāng)前橋梁樁基數(shù)量也在增加，樁徑不斷擴(kuò)大，隨之加大了工程施工難度。而應(yīng)用旋挖鉆施工技術(shù)則可保障工程質(zhì)量，其施工效率、質(zhì)量高，且具有環(huán)保特性，施工中便于靈活移動(dòng)鉆機(jī)位置，因此在橋梁樁基施工中備受青睞。

1、旋挖鉆施工技術(shù)概述

1.1工藝原理

旋挖鉆成孔技術(shù)也被稱之為鉆斗法，將可閉合開啟的鉆斗連接在鉆桿柱下端，其底部、側(cè)邊配置切削刀具，在鉆具自重作用和鉆機(jī)壓力增加下，鉆具的鋸齒可以順利切入地層，鉆桿在動(dòng)力頭帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)力矩作用下回轉(zhuǎn)，同時(shí)進(jìn)行下對(duì)土層進(jìn)行切削挖掘，土渣則可直接納入鉆斗。鉆斗中土渣數(shù)量過(guò)多之后，鉆機(jī)中設(shè)計(jì)的提升裝置、伸縮鉆桿則可提出鉆頭，在孔外完成卸土。此過(guò)程循環(huán)下直到達(dá)到鉆孔設(shè)計(jì)深度，即形成橋梁樁基工程中需要的樁孔[1]。

1.2適用范圍

旋挖鉆施工技術(shù)適合在中等硬度基巖施工、粘性土和砂卵礫石層和各種土質(zhì)地層中使用。施工中關(guān)鍵之處就是旋挖鉆頭的選擇，要根據(jù)地層性質(zhì)、成孔尺寸等合理選擇。為提高橋梁樁基施工質(zhì)量，選擇使用旋挖鉆機(jī)，可以快速鉆土層，且成孔質(zhì)量比較好。為了保證鉆孔垂直度符合標(biāo)準(zhǔn)，旋挖鉆機(jī)還配備了自動(dòng)測(cè)斜裝置，減少對(duì)泥漿的破壞，保障了泥漿的質(zhì)量。

1.3優(yōu)點(diǎn)

首先，鉆孔作業(yè)中，鉆頭可以從孔中將破碎巖石去除，施工效率高，可以達(dá)到轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)作業(yè)速度的5～10倍;其次其成孔工藝比較特殊，僅僅需要靜壓泥漿護(hù)壁，孔壁泥皮比較薄，因此樁側(cè)摩阻力得以加大，樁基具備良好承載力。施工中孔底產(chǎn)生的塵渣比較少，清理起來(lái)更加容易。泥漿可以干挖或者回收，實(shí)際需要的泥漿少，不會(huì)產(chǎn)生較大環(huán)境污染。同時(shí)這一特點(diǎn)節(jié)省了造漿、排污方面費(fèi)用，有利于施工成本的降低。最后就是在施工中，其鉆孔深度和直徑都可達(dá)到較高水準(zhǔn)。同時(shí)在土層、砂層等施工中應(yīng)用，可以采取多工藝鉆進(jìn)方式。

2、橋梁樁基工程中旋挖鉆施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1測(cè)量放樣

利用全站儀測(cè)量樁位，并將其擺放在合適位置。確定樁位之后，要在樁位中心將鋼筋插入。施工人員要控制好，確保控制樁打在了中心各方向上，使用砂漿做進(jìn)一步固定。后續(xù)施工前，施工人員需做好核查跟蹤，以保證樁位中心與要求相符。

2.2埋設(shè)護(hù)筒、鉆井就位

首先是護(hù)筒的埋設(shè)，使用護(hù)筒可以保證孔口穩(wěn)定、定位良好。埋設(shè)過(guò)程中，要由人工與旋挖機(jī)配合進(jìn)行，旋挖機(jī)負(fù)責(zé)開孔、人工協(xié)助埋設(shè)。護(hù)筒通常選擇鋼護(hù)筒，長(zhǎng)度和厚度要控制好，如果埋置比較深則可焊接連接多節(jié)護(hù)筒使用。焊接處理時(shí)，要保證接頭是圓順的，且其剛度、強(qiáng)度和防漏性能達(dá)標(biāo)。護(hù)筒需準(zhǔn)確埋設(shè)，其中心與樁位中心保持一致，不可超過(guò)5cm的偏差，傾斜度偏差應(yīng)控制在1%以內(nèi)。為保證埋設(shè)中護(hù)筒底部不受成孔沖擊塌孔，可以用紅黏土將其周邊夯實(shí)[2]。

其次是鉆機(jī)就位。就位之前，施工人員要仔細(xì)檢查，確保無(wú)誤后即可就位。完成護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)后，施工人員將旋挖鉆機(jī)移動(dòng)到鉆孔作業(yè)處。可以通過(guò)旋挖鉆機(jī)的顯示器，可以清晰看到鉆桿工作場(chǎng)景。鉆桿調(diào)垂中有手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式，具體如果鉆桿在相對(duì)零位前后5°范圍內(nèi)適合采用自動(dòng)模式，在這一范圍之外則適合采用手動(dòng)模式。

2.3制備泥漿

選擇泥漿的過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際地層情況選擇，并注意隨之對(duì)泥漿性能檢測(cè)。如果PH值過(guò)小，在泥漿中粘土顆粒分解難度大，會(huì)使泥漿粘度和流動(dòng)性降低，同時(shí)加大失水量，也就形成了厚泥皮。容易引發(fā)縮徑、坍孔事故，還會(huì)影響到浮碴和進(jìn)尺。粘土層、亞粘土地層和粗砂土地層施工中，泥漿比重超過(guò)1.2，泥漿粘度在17-22之間即可鉆進(jìn)。但在卵石土層和礫石土層中，泥漿制備時(shí)加入適量黏土使泥漿比重要超過(guò)1.8，這樣利于浮碴和進(jìn)尺。而半硬性淤泥質(zhì)粘土層中，要使用清漿鉆進(jìn)，并適量加入添加劑（片狀氫氧化鈉）以使其PH值加大。巖石地層則更適合采用清漿鉆進(jìn)。

2.4成孔作業(yè)

在開鉆之后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員要注意對(duì)鉆桿垂直度隨時(shí)檢查，并利用相關(guān)裝置控制好鉆孔深度。按照順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)鉆進(jìn)過(guò)程中，要對(duì)齊筒體翻板后側(cè)、切削板，其中的很多鉆屑可以進(jìn)入筒體，在裝滿斗之后改變旋轉(zhuǎn)方向。底板使用定位塊來(lái)定位，并將底部的開口封閉處理好，鉆頭提到地面卸土。鉆進(jìn)作業(yè)的前期階段，其速度要小，以鉆具和鉆頭20%重量控制卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩受力，孔位要準(zhǔn)確不可偏移。鉆進(jìn)位置達(dá)到護(hù)筒下3m部位，則加大轉(zhuǎn)速在壓力影響下，鉆進(jìn)速度也會(huì)變化，因此對(duì)速度的調(diào)整中需控制好壓力。采用撈砂鉆頭將孔中的沉淀物撈出，其中沉渣厚度需小于20cm，避免對(duì)成樁質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。開鉆之前，用水準(zhǔn)儀測(cè)定護(hù)筒標(biāo)高，以該標(biāo)高為基準(zhǔn)點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)方案中孔底標(biāo)高計(jì)算孔深，實(shí)際鉆孔深度要控制好偏差。施工中要采用專業(yè)裝置測(cè)量孔徑，存在縮徑時(shí)需及時(shí)掃孔，確認(rèn)無(wú)誤即可繼續(xù)施工。

2.5鋼筋籠制作與安裝

首先施工人員應(yīng)明確焊接操作的位置，在環(huán)向加勁箍筋上標(biāo)記好準(zhǔn)確位置。在鋼筋籠制作胎架上固定好三根豎向主筋。之后準(zhǔn)備好特制掛鉤，其長(zhǎng)度要符合主筋間距。加勁箍筋上確定焊接主筋的位置，并定位好焊接其它豎向主筋的部位。吊裝鋼筋籠中，比較常見的就是25t吊車，采用三點(diǎn)起吊方法施工。下放鋼筋籠時(shí)盡量保持穩(wěn)定，避免碰撞到孔壁等。骨架下放過(guò)程中，如果到達(dá)鋼筋籠頂部加勁箍筋，需要將其通過(guò)厚壁鋼管固定好，之后起吊其它鋼筋籠。軸線要準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)第一節(jié)，連接起鋼筋接頭。

2.6鉆孔作業(yè)和導(dǎo)管作業(yè)

整個(gè)施工中，鉆孔是最后的工作。操作中要考慮到打孔穩(wěn)定性，利用旋挖鉆施工技術(shù)可以保證其穩(wěn)定性。施工中要使用高質(zhì)量穩(wěn)定液，進(jìn)一步提高施工質(zhì)量。依據(jù)要求選擇好導(dǎo)管，主要為鋼管，每節(jié)長(zhǎng)度控制在2～3m。通過(guò)水密性試驗(yàn)合格才可使用，逐節(jié)測(cè)量、取用導(dǎo)管。安裝中依據(jù)標(biāo)號(hào)按順序安裝，并做好記錄，控制好灌注混凝土中埋管深度。之后就是灌注水下混凝土，需先檢測(cè)，放置好球的位置?；炷链媪颗c首灌方量符合，且現(xiàn)場(chǎng)罐車儲(chǔ)存混凝土10m3以上，才可進(jìn)行灌注。

結(jié)語(yǔ)：

在當(dāng)前橋梁樁基工程施工中，旋挖鉆施工技術(shù)的應(yīng)用已不可或缺，施工中要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙和規(guī)范操作，保證成孔質(zhì)量和工程穩(wěn)定性。對(duì)該技術(shù)也需進(jìn)一步完善，提高其應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]康巍.橋梁樁基旋挖鉆施工技術(shù)的主要應(yīng)用[J].科學(xué)與財(cái)富，2018，（19）：125.

[2]周宗光.旋挖鉆技術(shù)在橋梁樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，（35）：2090-2090.

[3]劉林林.淺析橋梁樁基礎(chǔ)旋挖鉆孔灌注樁的施工技術(shù)[J].建筑·建材·裝飾，2020，（3）：82，100.