橋梁基礎(chǔ)處理旋轉(zhuǎn)挖機鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

文/劉坤

1 前言

橋梁基礎(chǔ)工程施工水平的高低，直接關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)整體的安全性和穩(wěn)定性。在橋梁施工階段，遇到的地基土質(zhì)類型是存在差異的，不同的施工區(qū)域存在軟土地基或者是巖土地基類型。在施工時，施工人員必須要做好基礎(chǔ)的處理，提高整體工作的質(zhì)量。在此類工程項目開展階段，旋轉(zhuǎn)挖機鉆孔灌注樁是提高橋梁基礎(chǔ)存在能力的關(guān)鍵，所以對該技術(shù)的應(yīng)用方式進行探討，總結(jié)出更為科學(xué)有效的施工方案，對后續(xù)工程項目的開展有著非常重要的幫助。

2 旋轉(zhuǎn)挖機的特點

2.1 施工效率高

橋梁樁基在具體的實施環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)作業(yè)方式是利用沖擊鉆、循環(huán)鉆等設(shè)備來進行的，但是作業(yè)的效率相對較低，通常要20～30h 才能鉆進一個孔，所以施工周期比較長，并且在鉆孔施工環(huán)節(jié)經(jīng)常會造成塌孔的問題，給工程質(zhì)量帶來很大的負面影響。而通過使用旋轉(zhuǎn)挖機開展鉆孔施工，可以大幅縮短挖掘時間，較之傳統(tǒng)工藝的優(yōu)勢明顯，施工效率提升約3 倍。

2.2 運輸便捷

旋轉(zhuǎn)挖機屬于履帶的結(jié)構(gòu)形式，運輸環(huán)節(jié)使用專用車輛進行，而傳統(tǒng)鉆機一般都會配合大型吊車同時進行運輸，且轉(zhuǎn)運的速度相對緩慢。另外，還有一個原因是旋轉(zhuǎn)挖機可以實現(xiàn)快速定位，速度比較快，施工作業(yè)的效率也很高。

2.3 具備超強的適應(yīng)能力

旋轉(zhuǎn)挖機與傳統(tǒng)的設(shè)備相比，不需要使用吊機、拖車等設(shè)備，可以在不良地質(zhì)條件下使用，打孔位置精度高。

2.4 利于環(huán)保

傳統(tǒng)的循環(huán)鉆機施工時，通過鉆頭進行底部孔的挖掘作業(yè)，并在開挖施工之后利用泵把底部的淤泥全部都帶出地面，將內(nèi)部的泥漿排出去，但同時在現(xiàn)場需要存放較多的泥漿，影響了項目的整體作業(yè)施工。而旋轉(zhuǎn)挖機的應(yīng)用中，一般是通過鉆頭開展深挖作業(yè)，并且應(yīng)用伸縮桿開始裝卸土體作業(yè)施工，整個環(huán)節(jié)泥漿作為護壁材料使用，可以反復(fù)利用，從而減少排污的成本，經(jīng)濟價值比較高[1]。

3 工程概況

某工程項目處于該河流下游的650m 的位置上，為兩個T 型主橋的結(jié)構(gòu)，主跨結(jié)構(gòu)的尺寸為240m，兩邊跨度尺寸為130m，總計長度為500m，橋梁結(jié)構(gòu)的寬度尺寸為42m。主橋橋墩承臺結(jié)構(gòu)設(shè)計為兩幅的形式，承臺間距符合要求，頂面高程為58m。經(jīng)過現(xiàn)場的實際勘察可以發(fā)現(xiàn)，該河床表面主要是粉砂、砂卵石的材料，地層則是泥巖+粉砂巖的結(jié)構(gòu)。整個橋梁是水下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，施工位置上的水深度尺寸為15m，根據(jù)需要采取套箱圍堰法進行施工，以保證工程的質(zhì)量合格。該工程的施工思路是：在江內(nèi)打設(shè)定位鋼樁以及鋼筋混凝土樁，然后設(shè)置旋轉(zhuǎn)挖機施工平臺，再進行鋼護筒的下沉施工，待整體作業(yè)面穩(wěn)定以后方可在平臺之內(nèi)進行鉆孔機灌注操作。當(dāng)樁基灌注作業(yè)完畢后，即可進行套箱下沉，隨后進行混凝土澆筑封底處理，以此滿足樁基施工要求。

4 施工前準備工作

4.1 測量放線

在項目正式施工開始之前，首先需要做好全橋梁結(jié)構(gòu)的中線、水準點的檢查與核對作業(yè)，保證數(shù)據(jù)精度符合要求，各個部位的尺寸達標(biāo)，且平臺高出原地面約0.5m 的高度，比四周的承臺要高出2m 以上，然后進行樁位的確定。

4.2 埋設(shè)護筒

樁位測量放樣工作結(jié)束后，開始埋設(shè)護筒結(jié)構(gòu)。在樁中心部位進行挖土作業(yè)，護筒的直徑為1.8m，高度為2.5m，使用厚度為10mm 的鋼板卷制而成，護筒中心線與樁體的中心線是重合的，整平符合要求。護筒周邊使用黏土進行填充，保證飽滿度與堅實度。

4.3 安裝鉆架和鉆機

在鉆機的平臺表面需要鋪設(shè)一層枕木材料，確保其達到穩(wěn)定性、平整度的標(biāo)準，操作環(huán)節(jié)不會發(fā)生位移或者晃動的情況，且縱、橫方向上的誤差控制在5cm 以下，鉆桿垂直度偏差不超過0.02%，達到技術(shù)標(biāo)準要求。

4.4 泥漿

現(xiàn)場使用的泥漿作用是護壁與浮渣，泥漿的比重較小，容易發(fā)生塌孔的危害，護壁的效果和質(zhì)量相對較差；泥漿比重較大時，容易造成進尺與漏漿等問題發(fā)生，影響施工的效果。本次工程中，在19#橋墩地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)，其主要是膨脹土、強風(fēng)化砂巖、中風(fēng)化砂巖與弱風(fēng)化砂巖的類型，應(yīng)用合金鋼鉆頭成孔作業(yè)，膨脹土部位的泥漿比重為1.2，而中風(fēng)化巖層的泥漿比重設(shè)定為1.25[2]。

5 鉆孔

鉆孔時，需要嚴格控制鉆壓與轉(zhuǎn)速，這是提高質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。

5.1 鉆壓

鉆頭之所以能夠運動，是受到鉆壓與回轉(zhuǎn)扭矩的直接作用下形成切削與破碎巖體的作用力。在鉆進時，會具備一定的鉆壓，如果壓力過小則導(dǎo)致鉆進速度下降，而壓力過大則會造成較大的損傷。因此，施工人員應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件，確定合適的技術(shù)參數(shù)，保證施工質(zhì)量合格。

5.2 轉(zhuǎn)速

鉆桿轉(zhuǎn)速的確定要符合破碎巖土的扭矩要求，同時還要從磨耗、孔壁穩(wěn)定性方面出發(fā)進行分析確定。鉆具強度達到要求后，鉆頭直徑越大，其反應(yīng)速度也會越慢。開始鉆進的過程中，應(yīng)先把鉆頭下降到距離孔口5cm 左右的位置上開啟泥漿泵，經(jīng)過循環(huán)幾分鐘泥漿之后，再開啟鉆機慢慢地回轉(zhuǎn)，同時將鉆頭逐步下入，達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的要求，才能逐步進行鉆進作業(yè)。鉆進完畢之后，轉(zhuǎn)速的控制尤為重要，這是提升成孔質(zhì)量、澆筑水平的關(guān)鍵性措施。如果進尺速度較快，則容易發(fā)生塌孔的問題；而速度過慢就會造成擴孔問題發(fā)生，同時也會產(chǎn)生質(zhì)量問題，所以做好轉(zhuǎn)速控制極為重要。另外，在橋墩樁基鉆孔施工階段，施工人員應(yīng)根據(jù)地質(zhì)的實際情況，在遇到軟弱層以及沙塵的時候適當(dāng)降低鉆進的速度，從而為后續(xù)的工程奠定良好的基礎(chǔ)。一般來說，為了提高鉆孔的整體效果，在鉆進階段施工人員還需要根據(jù)泥漿配比的實際情況，適當(dāng)做好泥漿的調(diào)節(jié)工作，提升鉆進的速度。

5.3 鋼筋籠制作及吊裝

按照吊裝設(shè)備的工作能力制作鋼筋籠結(jié)構(gòu)，同時采取分界制作的方式，鋼筋籠的接頭部位需要交錯設(shè)施。鋼筋籠骨架上部需要設(shè)置四根吊環(huán)，并且穿越鋼管，直接在鉆機平臺上固定，以確保有足夠的長度直接插入系梁結(jié)構(gòu)內(nèi)，達到設(shè)計標(biāo)準的要求。另外，鋼筋籠骨架主筋上部設(shè)置墊塊，以達到保護的效果。

鋼筋籠骨架一般都是采取分節(jié)的方式制作，以滿足吊裝的要求?，F(xiàn)場施工時，鋼筋籠的安裝采取兩點吊裝的方法。第一個吊裝點應(yīng)該設(shè)置在骨架的下部，第二個吊裝點設(shè)置在骨架長度的中點以上三分點的位置上。鋼筋籠直徑在1.2m 以上、長度超過6m 時，應(yīng)該加強吊裝點，避免吊裝環(huán)節(jié)發(fā)生變形等問題。鋼筋籠吊放入孔階段，工作人員需要保證孔位具備垂直性，要按照輕放慢放的原則進行下放施工，下放時不能左右旋轉(zhuǎn)，以避免碰到孔壁。在操作環(huán)節(jié)，如果遇到阻礙時需要停止下放，在查明相關(guān)原因之后處理，再進行后續(xù)的一道施工[3]。

5.4 灌注水下混凝土

導(dǎo)管密封性檢測極為重要，在灌注混凝土前應(yīng)及時進行，一般要保證導(dǎo)管底部和孔底至少以30～50cm 的距離為合格標(biāo)準。第一次灌注導(dǎo)管的過程中，埋設(shè)深度為1～2m 之間?；炷凉嘧⑹┕るA段，應(yīng)避免發(fā)生堵塞、超拔導(dǎo)管等一系列的問題，否則將會給工程質(zhì)量造成影響。另外，嚴格控制混凝土塌落度，尤其是水下灌注混凝土，其材料的質(zhì)量極為重要，一般達到18～22cm 即可滿足工程的要求[4]。同時，在施工中合理計算混凝土材料的使用量，根據(jù)孔徑、深度等進行詳細計算，以滿足工程的使用要求。此外，拆管作業(yè)前，相關(guān)工作人員還需要做好內(nèi)部混凝土面的記錄工作，詳細做好各項記錄。

5.5 后壓漿

選擇合適的注漿管材料，其長度與鋼筋籠長度是相同的，使井口焊接可以順利進行。鉆機成孔完畢后，開始鋼筋籠注漿作業(yè)，隨著鋼筋籠注漿管同時下入孔內(nèi)。另外，在鋼筋籠內(nèi)側(cè)、孔底連接部位分別需要設(shè)置2 根注漿管；在鋼筋籠下放實施的過程中，底部需要設(shè)置單向閥裝置。在成樁的5 天后開始后注漿施工，并且使用清水沖洗，確保結(jié)構(gòu)強度達到6～8MPa。

6 結(jié)語

總而言之，在橋梁基礎(chǔ)工程項目施工階段中，旋轉(zhuǎn)挖機鉆孔灌注樁技術(shù)具備方便、效率高、技術(shù)成熟等諸多要點，因此其得到了廣泛的應(yīng)用。在今后工程項目開展時，施工單位需要根據(jù)項目的實際情況對該技術(shù)的施工方案進行優(yōu)化，并且要求作業(yè)人員嚴格按照工程規(guī)范的流程進行作業(yè)，做好施工的質(zhì)量控制，以此提升橋梁基礎(chǔ)的整體質(zhì)量。在本文的研究中，通過旋轉(zhuǎn)挖機鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用，橋梁基礎(chǔ)的承載能力得到了提升，對橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性有所幫助，該技術(shù)值得推廣使用。