橋梁基礎施工旋挖灌注技術(shù)要點分析

尚青

（南昌路興交通工程監(jiān)理咨詢有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

旋挖灌注技術(shù)與以往的鉆孔工藝有很明顯的差異，主要是利用靜態(tài)泥漿護壁鉆頭開始鉆進作業(yè)，是一種無沖洗介質(zhì)循環(huán)施工作業(yè)的方式。鉆進施工時，為了提高孔壁的穩(wěn)定性，應用泥漿護壁方法施工。在旋挖鉆機作業(yè)的過程中，通過系統(tǒng)可以自行起落可折疊鉆桅，利用伸縮式鉆桿進入土層，并通過鉆頭回轉(zhuǎn)進行取土操作。因為這一技術(shù)操作靈活、效率較高，所以被大量應用在橋梁基礎施工中。

1 工程概況

某大型橋梁凈寬2×11.5m，最大橋高21m。根據(jù)初步設計方案確定，該項目的橋墩采用肋板臺、雙柱墩、樁基礎的形式，橋梁孔徑按照32-20m連續(xù)裝配式小箱梁進行施工。施工單位經(jīng)過多方面的考察和分析，決定采用旋挖灌注技術(shù)，加強現(xiàn)場施工管理以提升結(jié)構(gòu)的性能。

2 水文地質(zhì)條件

2.1 水文

該橋梁項目建設在河流上，為黃河流域的支流，河谷常年存在地表水流，總長在61km左右，整個流域的面積超過600km2，年均徑流為1665m3。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

經(jīng)過對現(xiàn)場的地質(zhì)構(gòu)造進行勘察，發(fā)現(xiàn)整個區(qū)域處于褶皺帶的范圍內(nèi)，有較為特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)組成形式，巖層產(chǎn)狀比較平緩，傾角在10°以內(nèi)。區(qū)域內(nèi)的土質(zhì)以第四系全新統(tǒng)粉土、上更新濕陷性黃土等為主，巖層產(chǎn)狀平緩，傾角2°左右，但是并未發(fā)現(xiàn)嚴重的斷層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，所以整體來說構(gòu)造比較簡單[1]。

3 旋挖灌注技術(shù)的施工前期內(nèi)容

3.1 樁位線放置

旋挖灌注技術(shù)施工速度快、效率高、質(zhì)量優(yōu)越、操作簡單且安全性好，在多種地質(zhì)條件下以及施工方案中都能應用，已經(jīng)成為目前鉆孔灌注樁施工比較常用的設備之一。較之傳統(tǒng)的鉆機來說，施工效率高、作業(yè)精度高是旋挖鉆機主要的特點。此外，應用旋挖灌注技術(shù)不會產(chǎn)生較大的污染，空隙率較高，承載能力比較強。旋挖灌注技術(shù)適用于黏性土、砂土、礫石層、卵石層和強風化巖層。結(jié)合現(xiàn)場的施工特點和工程要求，最終應用旋挖灌注技術(shù)，按照設計方案標注施工位置，然后進行樁基施工，深度為330mm，加強現(xiàn)場的檢測和控制，進行簽字確認。

3.2 護筒埋設

采用鋼護筒的施工方式，其直徑要超出鉆頭的直徑，定位保護管前做好檢查樁的設置，結(jié)合樁身的位置確定樁體部位，保護管放置在樁線上，通過十字線進行標記。

3.3 泥漿配置

按照工藝方案的要求配置泥漿，每項指標都必須符合要求，以確保樁基的質(zhì)量合格。制作規(guī)定比例的膨潤土、苛性鈉以及纖維素，加入泥漿充分混合攪拌。這種泥漿材料可以有效地提升結(jié)構(gòu)強度，避免泥漿墻坍塌，出現(xiàn)下滲的問題。分析施工性能，加強泥孔壁的防護，避免發(fā)生安全事故問題。在第一樁的施工作業(yè)現(xiàn)場，減小施工速度，對地層條件展開分析，明確鉆進參數(shù)，并根據(jù)現(xiàn)場狀態(tài)調(diào)節(jié)速度。在鉆孔作業(yè)中，要及時調(diào)整鉆桿尺寸，保證結(jié)構(gòu)精度符合要求[2]。

3.4 清理工作和架構(gòu)工作

鉆孔工作全部結(jié)束后，將鋼筋籠之間的孔進行清理，減小鉆進的速度，并使用雙底清渣鉆頭清除沉積物。清孔結(jié)束后，測量技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)需要做出調(diào)整。鋼筋籠放置在規(guī)定部位后，檢查位置精度，并在澆筑前確認位置，合格后才能開展?jié)仓┕ぁ６吻蹇滋幚?，檢查泥漿狀態(tài)，存在缺失后及時補充，使技術(shù)指標合格。經(jīng)過3～5min的清潔，由現(xiàn)場人員進行監(jiān)督管理，沉積物的尺寸控制在100mm以內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)超出該標準應及時清潔，以免影響工程的質(zhì)量。根據(jù)設計方案制作鋼筋籠，嚴格執(zhí)行工藝方案，并遵循質(zhì)量管理標準要求。鋼筋籠的直徑為6～8cm，并由合格的焊接人員進行作業(yè)，制作結(jié)束后及時進行質(zhì)量檢查，修復以及焊接不合格的區(qū)域。在生產(chǎn)結(jié)束后，將鋼筋籠放置到規(guī)定部位上，安裝前進行鋼筋裝訂，達到結(jié)構(gòu)完整性要求，避免發(fā)生損失的情況。避免鋼筋籠在運輸階段產(chǎn)生變形或者損壞的問題。在吊裝的過程中，保證結(jié)構(gòu)的完整性，且吊裝平穩(wěn)，預防發(fā)生嚴重的質(zhì)量問題。最后，安裝鋼筋籠。做好提升環(huán)節(jié)的控制，加強剛度的控制，預防發(fā)生損壞或者堵塞的問題，否則禁止開展施工。在導管移除的環(huán)節(jié)，應合理選擇導管，將導管連接到孔板，設置密封性結(jié)構(gòu)，并及時拆除導管。加強澆筑施工控制，保證施工的質(zhì)量合格。選擇合適長度的管道，距離設置符合要求，達到結(jié)構(gòu)性能的要求。澆筑施工連續(xù)進行，材料性能達到標準要求，預防損壞樁體結(jié)構(gòu)[3]。

3.5 成孔

旋挖灌注技術(shù)在項目施工的整體過程中有重要的作用，其施工效果和質(zhì)量對于整個項目產(chǎn)生影響，為后續(xù)澆筑施工奠定基礎。成孔是極為關鍵的工序，如果成孔的質(zhì)量不合格，會導致塌孔或者傾斜的問題。因此，在鉆進中，必須保證作業(yè)能力達到要求，實現(xiàn)泥漿平衡性配置，保證樁體結(jié)構(gòu)性能良好，預防發(fā)生坍塌或者樁體傾斜的問題。為了使鋼筋籠與鋼管平穩(wěn)地提升與鋪設施工，成孔按照規(guī)范標準執(zhí)行，確保鉆機的垂直度與成孔效果，達到高質(zhì)量的要求，并根據(jù)需要隨時校準，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。

4 旋挖灌注技術(shù)施工的要點

4.1 施工工程資料收集

收集工程資料極為重要，需要做好如下工作：施工開始前，掌握地質(zhì)勘查的報告，獲取水文資料以及樁基施工作業(yè)圖紙。在圖紙中，標注樁體的結(jié)構(gòu)、水位、監(jiān)測點等信息，并掌握監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場進行檢查，保證各種材料符合工程的要求，項目施工順序和標準符合要求，達到成孔的標準要求。檢查鋼筋籠與混凝土澆筑設施，達到現(xiàn)場施工標準。同時還要對混凝土材料的強度和性能進行檢查，確保樁體質(zhì)量合格，達到承載性能的要求。在項目實施的環(huán)節(jié)，收集資料也極為重要，項目施工記錄、設計變更、通知單、會議記錄等都是重要的文件，落實現(xiàn)場簽證檢查措施，加強驗收報告記錄，掌握現(xiàn)場施工情況，提高項目質(zhì)量監(jiān)督管理水平[4]。

4.2 旋挖灌注施工鉆具選擇

不同工程項目所處的地區(qū)不同，使用的鉆具有很大的差異，所以結(jié)合現(xiàn)場施工選擇合適的鉆具極為重要。在正常狀態(tài)下，保證鉆機的各個部分正常運轉(zhuǎn)，確保套筒、鏟斗齒、鉆孔工具等配套設施正常運行。在不同地質(zhì)以及設備條件下，要做好質(zhì)量管控，合理設定施工技術(shù)參數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場情況，確定鉆頭的作業(yè)速度，加強現(xiàn)場質(zhì)量指標監(jiān)控，掌握現(xiàn)場的具體情況，以便于做出項目施工的調(diào)整。選擇旋挖灌注施工的鉆具時，嚴格按照設計方案和工藝標準要求，對環(huán)境做出合理分析。對現(xiàn)場的土壤條件展開全面的調(diào)查，分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)形式，做出詳細調(diào)查和分析。收集全部信息和數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場施工提供指導。在選擇好鉆具之后，組織施工人員進行現(xiàn)場試驗分析，檢驗鉆具的性能。如果發(fā)現(xiàn)不符合要求，及時做出調(diào)整。

4.3 施工場地布置

施工場地的布置極為重要。保證道路通暢，水、電等能源正常運行，施工場地比較平坦，施工作業(yè)方便。施工單位加強現(xiàn)場各項資源的調(diào)配和使用，尤其是施工材料、設備方面的管理，材料存放必須符合材料的性質(zhì)，確保在存放環(huán)節(jié)不會發(fā)生變質(zhì)的問題。由專人管理設備存放，定期清潔、維護、保養(yǎng)以及試運行是必不可少的，確保設備處于最佳的工作狀態(tài)。根據(jù)施工場地的布置需要，加強管理和控制，可以隨時取用材料，有效使用設備，現(xiàn)場各項工作順利進行，工程的質(zhì)量和效率滿足要求[5]。

4.4 旋挖鉆機應用

應用旋挖鉆機開展施工時，鉆頭的速度要從慢到快逐步進行，工作從輕到重開展，并結(jié)合現(xiàn)場的地質(zhì)條件控制鉆進速度。鉆進作業(yè)時，應充分利用旋挖鉆機，結(jié)合施工土壤條件把泥漿調(diào)整到合適的黏度以及比例。應用膨潤土可以預防發(fā)生倒塌的問題，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因為土壤的比例有差異，所以現(xiàn)場施工應根據(jù)具體情況調(diào)整泥漿的比例，控制在合理的范圍內(nèi)，并根據(jù)需要調(diào)整和制作。成孔工作結(jié)束后，及時進行清孔處理，通常需兩次清孔。在每一次清孔操作中，都要達到設計深度的標準要求，再停止鉆進、拔出鉆頭，并檢測泥漿指數(shù)，避免出現(xiàn)誤差的問題。經(jīng)過試驗之后，清潔孔位，將鉆頭存放在底部，全部去除沉積物。在清潔工作之后，檢測孔深尺寸，并開展二次清孔。然后應用測錘進行測量，以達到清孔的標準和要求。

4.5 清孔處理

成孔之后即可進行清孔作業(yè)，在鋼筋籠下放前必須完成。清孔作業(yè)環(huán)節(jié)加強轉(zhuǎn)速的控制，并應用雙底清渣鉆頭完成孔內(nèi)清潔的作業(yè)，并做好全面檢查，達到標準的要求。下放鋼筋籠前進行第二次清孔處理，并及時補充泥漿，各項指標和性能合格。在清孔結(jié)束的3～5min之后，開始進行沉渣厚度的檢測，應確保在100mm以內(nèi)，否則就要再次清孔。

4.6 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠制作結(jié)束后，在鋼筋籠主筋的結(jié)構(gòu)上間隔2m設置一個水泥砂漿墊塊，作為保護層結(jié)構(gòu)使用，達到設計的標準和要求。如果鋼筋籠的直徑比較大，現(xiàn)場施工人員選擇合適的塔吊進行吊裝施工，并確保鋼筋籠吊裝的精度合格，與孔位中心保持一致。鋼筋籠下放到規(guī)定部位后，工作人員開展鋼筋籠的固定處理，并對需要接長鋼筋籠進行處理，還要做好固定，然后吊裝其第二節(jié)鋼筋籠進行焊接連接，形成整體結(jié)構(gòu)。

4.7 混凝土澆筑

鋼筋籠下放到規(guī)定部位后，現(xiàn)場人員開展檢查，每項指標都符合工程的要求后，即可進行混凝土材料的澆筑施工。在澆筑混凝土的階段，施工人員做好現(xiàn)場的導管埋設深度、混凝土上升高度的控制，并做好現(xiàn)場的記錄工作。對樁基工程質(zhì)量進行全面的管理，且導管的埋設深度控制在1～2m之間，同時還要在澆筑時隨時關注導管提升的速度，確保在合理的范圍內(nèi)，預防提升速度過快而導致混凝土結(jié)構(gòu)性能的變化。

5 旋挖灌注技術(shù)的施工質(zhì)量控制措施

5.1 保證鉆孔質(zhì)量

鉆孔是施工技術(shù)應用的前期階段，施工人員對現(xiàn)場的環(huán)境、外部因素、自然氣候等方面進行分析，確定具體的施工工藝方案，明確鉆孔方式，并加強現(xiàn)場鉆孔環(huán)節(jié)的監(jiān)測工作，隨時掌握施工的速度，消除不利因素的影響。如果施工孔洞出現(xiàn)了塌方，應立即查找原因，并選擇合適的應對措施，預防塌陷問題進一步擴大。將泥土吸出，保持結(jié)構(gòu)的正常運行。如果上述措施不能滿足要求，或者出現(xiàn)失控的情況，應及時拔出鉆頭和鋼筋，并再次進行鉆孔作業(yè)，以達到結(jié)構(gòu)的質(zhì)量標準。

5.2 鋼筋籠質(zhì)量控制

對橋梁基礎結(jié)構(gòu)的施工情況分析發(fā)現(xiàn)，在鋼筋籠的安裝施工中，如果存在骨架扭曲、箍筋變形、焊接脫落、混凝土質(zhì)量不合格、初凝時間短等問題，造成鋼筋籠上浮，影響工程的總體質(zhì)量。如果在初期階段出現(xiàn)了鋼筋籠上浮的問題，及時停止?jié)仓鳂I(yè)，并且進行導管反復振動處理，在鋼筋籠恢復到正常的施工位置后，再進行澆筑施工。如果在澆筑施工一段時間后，出現(xiàn)了鋼筋籠上浮的問題，在混凝土與鋼筋的底部接觸時，應減小混凝土的澆筑速度，加強澆筑量的控制，緩慢提升澆筑導管。施工單位在澆筑前，加強混凝土質(zhì)量的管控，保持流動性符合要求，加強初凝時間的控制，預防在施工中出現(xiàn)鋼筋籠上浮的問題，確保澆筑施工的質(zhì)量和效果合格。

5.3 混凝土質(zhì)量控制

在混凝土澆筑施工之前，施工單位制定切實可行的施工工藝和質(zhì)量控制措施，明確澆筑施工流程，并且組織施工人員學習相關的技術(shù)，以提升澆筑施工的總體水平。在混凝土澆筑中，加強現(xiàn)場控制，混凝土材料配合比符合要求才能投入使用，以免影響工程的施工質(zhì)量。組織施工人員對混凝土制作過程進行監(jiān)督和檢查，保證拌和達到均勻性的要求，預防出現(xiàn)離析的問題，從而保證混凝土的性能與質(zhì)量合格。如果現(xiàn)場澆筑環(huán)節(jié)存在埋管的情況，極易導致樁體的質(zhì)量不合格，所以要做好導管下放的高度與速度控制，預防出現(xiàn)質(zhì)量問題，確保澆筑工作順利實施，提高澆筑的質(zhì)量水平。

6 結(jié)語

總之，在橋梁工程施工環(huán)節(jié)，做好基礎工程施工，對后續(xù)橋梁中部結(jié)構(gòu)施工與上部結(jié)構(gòu)施工有重要作用。當前旋挖灌注技術(shù)的出現(xiàn)，可以適用于不同類型的地質(zhì)條件，為橋梁建設奠定了基礎。探討旋挖灌注技術(shù)工藝流程，同時對施工質(zhì)量控制措施進行研究。未來，需要加強旋挖灌注技術(shù)的更新改進，通過引進先進的智能技術(shù)，實現(xiàn)自動化作業(yè)，對橋梁建設的進度、質(zhì)量提供支持。