道路橋梁施工中的干成孔旋挖樁施工技術(shù)探討

中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）08-0065-03

0 引言

干成孔旋挖樁施工技術(shù)作為一種新興的樁基施工工藝，憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在近年來逐漸受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。文章旨在通過對(duì)干成孔旋挖樁施工技術(shù)的深入探討，分析其在道路橋梁施工中的具體應(yīng)用情況、技術(shù)特點(diǎn)、質(zhì)量控制要點(diǎn)以及存在的問題和挑戰(zhàn)，以期為相關(guān)技術(shù)人員提供有價(jià)值的參考和借鑒。

1干成孔旋挖樁技術(shù)概述

干成孔旋挖樁技術(shù)是一種先進(jìn)的樁基施工技術(shù)，廣泛應(yīng)用于橋梁、道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中。該技術(shù)利用旋挖鉆機(jī)，通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)切削土層，直接將土渣提出孔外，形成干燥的樁孔，隨后進(jìn)行鋼筋籠的安裝和混凝土的灌注，從而完成樁基的施工。

旋挖鉆機(jī)成孔速度快，特別是在黏土、砂土等較穩(wěn)定的土層中，能夠顯著提升施工效率。旋挖鉆機(jī)具有施工速度快、噪聲低、振動(dòng)低等優(yōu)勢(shì)，已成為鉆孔樁施工的主要成孔設(shè)備。施工過程中無需泥漿護(hù)壁，減少了泥槳的排放，降低了對(duì)環(huán)境的污染。這種干式成孔方式有利于環(huán)境保護(hù)，符合綠色施工的理念。該技術(shù)可以應(yīng)用于多種地質(zhì)條件，如黏土、砂土、泥巖等，具有較強(qiáng)的地質(zhì)適應(yīng)性。同時(shí)，針對(duì)巖土層內(nèi)水分含量較高、孔壁穩(wěn)定性較差等問題，可以通過泥槳護(hù)壁等方式進(jìn)行解決，確保施工安全和樁基質(zhì)量。由于干成旋挖樁施工流程相對(duì)簡(jiǎn)單，機(jī)械化水平高，因此總體施工成本較低。此外，該技術(shù)還能夠減少大范圍的清孔作業(yè)，進(jìn)一步降低施工成本。

2 工程概況

某高速公路橋全長(zhǎng) 5 4 2 m ，其橋臺(tái)樁基結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)，樁徑為 1 . 2 m 。橋梁的基礎(chǔ)和樁臺(tái)臺(tái)身上部均采用預(yù)制T梁結(jié)構(gòu)。在跨中位置，梁高設(shè)計(jì)為 2 m ，而在支點(diǎn)處則增加到 2 . 5 m 。梁底為橢圓曲線線形，增強(qiáng)了橋梁的美觀性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。橋梁的支撐結(jié)構(gòu)包括獨(dú)柱式橋墩和U形橋臺(tái)，橋址所在的地層主要由泥巖、砂巖以及人工填土層組成，地層厚度在 0 . 5 ～ 2 m 之間不等，橋梁樁基施工地質(zhì)條件復(fù)雜且多樣化。

3 施工方案

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況和樁位布局，將基礎(chǔ)施工區(qū)域劃分為A區(qū)和B區(qū)，減少旋挖機(jī)械在同一區(qū)域內(nèi)頻繁移動(dòng)對(duì)土壤造成的擾動(dòng)，同時(shí)便于管理和組織施工流程。在每個(gè)區(qū)域內(nèi)，根據(jù)樁位布局和旋挖機(jī)械的作業(yè)半徑，間隔配置鉆機(jī)，旋挖機(jī)械不會(huì)對(duì)已完成的或正在施工的相鄰樁身造成直接碰撞或振動(dòng)影響。

當(dāng)樁間凈距不足 時(shí)，采用跳挖施工方式。過小的凈距使得相鄰樁身在施工過程中容易受到相互干擾，特別是旋挖機(jī)械作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和擠壓力，可能對(duì)樁身混凝土造成破壞或影響其強(qiáng)度發(fā)展。按照從左到右的順序依次施工，但遇到凈樁距不足時(shí)，需先完成一個(gè)樁的成孔、鋼筋籠安裝和混凝土澆筑，并等待混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度（通常為7d齡期后），再開挖相鄰的樁，這樣可以有效避免相鄰樁身在施工過程中的相互影響。具體順序如圖1所示。

在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)相鄰樁身的監(jiān)測(cè)，包括樁身垂直度、樁頂標(biāo)高等關(guān)鍵指標(biāo)。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時(shí)調(diào)整施工方案。

4成孔旋挖樁施工

4.1施工準(zhǔn)備

選用額定功率 4 5 0 k W 、輸出扭矩 4 0 0 k N ？ m 的全液壓旋挖鉆機(jī)，檢查鉆機(jī)各部件，部件包括動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、鉆具系統(tǒng)等，調(diào)試鉆機(jī)參數(shù)，如鉆速、扭矩、鉆壓等，以適應(yīng)不同土層和巖層的鉆孔需求[1]。

輔助設(shè)備選用挖掘機(jī)，用于清理施工場(chǎng)地、配合旋挖鉆機(jī)進(jìn)行土方作業(yè)等。裝載機(jī)，負(fù)責(zé)裝載和運(yùn)輸鉆渣、鋼筋籠等物料。出渣車，及時(shí)將鉆渣運(yùn)離施工現(xiàn)場(chǎng)，保持施工環(huán)境整潔。吊車，用于吊裝鋼筋籠等重物。

選用性能穩(wěn)定的混凝土攪拌站或攪拌車，提前進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)，包括普通混凝土和水下混凝土，確保混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C30，且坍落度控制在 1 8 0 ～ 2 0 0 m m 范圍內(nèi)。

4.2測(cè)量定位

將全站儀架設(shè)在穩(wěn)定且視野開闊的位置，清晰地觀測(cè)所有需要定位的樁芯點(diǎn)。輸入設(shè)計(jì)坐標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)，并通過后視基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行全站儀的定向，利用全站儀測(cè)量每個(gè)樁芯的精確坐標(biāo)，并在實(shí)地標(biāo)出樁芯的中心點(diǎn)。在每個(gè)樁芯中心點(diǎn)位置，插入一根鋼筋頭作為臨時(shí)的樁位標(biāo)記。以鋼筋頭為中心，采用十字交叉的方式在引向樁（臨時(shí)設(shè)置的參考樁）的外側(cè)進(jìn)行標(biāo)記。

待鋼筋頭和十字交叉標(biāo)記完成后，將旋挖鉆機(jī)移至樁芯位置。通過調(diào)整鉆機(jī)的位置和方向，使其與樁圓心坐標(biāo)對(duì)齊。為了驗(yàn)證樁芯位置的準(zhǔn)確性和鉆機(jī)的穩(wěn)定性，須進(jìn)行 1 . 0 m 深度的試鉆。在試鉆過程中，將鉆桿轉(zhuǎn)速控制在 1 5 r / m i n ，以確保鉆進(jìn)的平穩(wěn)性和對(duì)孔壁的保護(hù)。試鉆完成后，根據(jù)之前設(shè)置的十字交叉標(biāo)記校對(duì)鉆筒的位置。如果發(fā)現(xiàn)有偏差，應(yīng)及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)。然后，在鉆孔面上再次架設(shè)十字點(diǎn)，進(jìn)行孔位的復(fù)核。

4.3 鋼護(hù)筒埋設(shè)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇長(zhǎng)度為 3 m 、壁厚為 8 m m 的鋼護(hù)筒。鋼護(hù)筒的直徑應(yīng)比樁徑設(shè)計(jì)值大 2 0 0 ～ 3 0 0 m m ，以提供足夠的空間用于泥槳護(hù)壁和防止孔壁坍塌。在使用前，須對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行質(zhì)量檢查，無裂紋、變形等缺陷，且壁厚均勻，滿足使用要求。

根據(jù)設(shè)計(jì)坐標(biāo)在地面上放出樁位中心點(diǎn)，并用木樁或石灰線標(biāo)記。以樁位中心點(diǎn)為圓心，開挖一個(gè)直徑略大于鋼護(hù)筒外徑、深度為 0 . 5 m 的圓形基坑。基坑底部應(yīng)平整，無雜物。利用旋挖鉆機(jī)的十字定位功能，精確對(duì)準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)。然后，將鋼護(hù)筒緩緩吊起，垂直放入基坑中。在下降過程中，應(yīng)不斷調(diào)整鋼護(hù)筒的位置，確保其與設(shè)計(jì)樁位一致。當(dāng)鋼護(hù)筒下放到設(shè)計(jì)埋深后，使用水平尺和垂球等工具檢查其垂直度和水平度。如有偏差，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整完成后，用黏土沿鋼護(hù)筒周圍填筑并夯實(shí)，以固定鋼護(hù)筒并防止底部塌方。鋼護(hù)筒的頂面應(yīng)高出地面 0 . 3 ～ 0 . 5 m ，以便于后續(xù)施工操作。同時(shí)，應(yīng)確保鋼護(hù)筒頂面中心點(diǎn)與設(shè)計(jì)樁位的偏差控制在 1 % 以內(nèi)，以保證施工精度。

4.4 鉆進(jìn)成孔及清孔

為了維持孔壁的穩(wěn)定性和減少孔壁坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，提斗和放斗的動(dòng)作必須緩慢且勻速進(jìn)行。在鉆進(jìn)過程中，定期檢查進(jìn)尺深度和鉆桿的垂直度，確保鉆進(jìn)方向正確，避免偏孔或斜孔現(xiàn)象的發(fā)生。一旦發(fā)現(xiàn)偏差，應(yīng)及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)的位置和角度。針對(duì)不同地層特性，鉆進(jìn)策略需靈活調(diào)整。在軟弱地層中，可適當(dāng)提升轉(zhuǎn)速以提高鉆進(jìn)效率；而在遇到硬質(zhì)砂巖等堅(jiān)硬地層時(shí)，則應(yīng)減緩鉆進(jìn)速度，降低鉆具磨損，并考慮采用沖擊鉆或振動(dòng)鉆等輔助手段。

終孔后，采用雙底板撈砂鉆斗進(jìn)行孔底清渣作業(yè)，以徹底清除孔底的沉渣和鉆屑。清渣過程中應(yīng)注意控制撈砂斗的升降速度，避免對(duì)孔壁造成擾動(dòng)。清孔完成后，需對(duì)沉渣深度、孔徑、垂直度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行全面檢查。沉渣深度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，孔徑和垂直度誤差應(yīng)在允許范圍內(nèi)。

鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)鉆深后，需檢測(cè)樁基是否達(dá)到預(yù)定的持力層（中風(fēng)化泥巖夾砂巖）。同時(shí)，檢查樁基的傾斜度是否控制在設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的 1 % 以內(nèi)。用 φ 2 0 m m 鋼筋制作長(zhǎng)3 m 、外徑等同于樁徑的籠式檢孔器進(jìn)行下放試驗(yàn)。若下放過程順暢無阻，說明鉆孔質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求；若遇阻，則需查明原因并采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。檢孔器示意圖見圖2所示。

4.5鋼筋籠制作與安裝

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和吊裝設(shè)備的起重能力，將鋼筋籠合理分段制作。每段鋼筋籠的長(zhǎng)度應(yīng)便于吊裝和焊接，同時(shí)需保證焊接質(zhì)量和整體穩(wěn)定性。在吊裝前，應(yīng)對(duì)吊裝設(shè)備進(jìn)行安全檢查，確保其處于良好工作狀態(tài)。準(zhǔn)備好吊裝所需的吊具、索具等，并合理布置吊裝作業(yè)區(qū)域，確保吊裝過程安全順暢。按照預(yù)定順序，依次將各段鋼筋籠吊裝至孔口上方。在吊裝過程中，應(yīng)緩慢平穩(wěn)地提升和下降，避免鋼筋籠與孔壁發(fā)生碰撞。

相鄰鋼筋籠段之間采用單面搭接焊接方式連接。焊接前，應(yīng)清理焊接區(qū)域的鐵銹、油污等雜質(zhì)，確保焊接質(zhì)量。焊接過程中，應(yīng)控制焊接電流、電壓和焊接速度，確保焊縫飽滿，無夾渣、裂紋等缺陷。為保證鋼筋籠的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，接頭處應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行錯(cuò)開布置。錯(cuò)開長(zhǎng)度應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求，以避免應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。

在綁扎和安裝各段鋼筋籠的同時(shí)，需在鋼筋籠內(nèi)側(cè)固定成品聲測(cè)管。聲測(cè)管應(yīng)牢固地綁扎在鋼筋籠上，避免在吊裝和澆筑過程中發(fā)生移位或脫落。向聲測(cè)管內(nèi)注入清水以檢查其滲漏情況。若發(fā)現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)查明原因并采取措施進(jìn)行處理。為避免因鋼筋籠自重過大而引起籠底變形，需將聲測(cè)管與鋼筋籠柱底的距離控制在 5 0 m m 左右。這樣既能保證聲測(cè)管的穩(wěn)定性和安全性，又能有效減少鋼筋籠底部的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

4.6 混凝土灌注

通過垂直導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土灌注。選用鋼筋材質(zhì)的導(dǎo)管，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度為 2 . 5 m ，并額外配備2節(jié) 1 . 5 m 的短管以適應(yīng)不同深度需求。所有導(dǎo)管需在施工前進(jìn)行預(yù)拼裝并逐一編號(hào)，以便于現(xiàn)場(chǎng)管理。對(duì)所有導(dǎo)管進(jìn)行水密承壓試驗(yàn)和接頭抗拉試驗(yàn)，導(dǎo)管在高壓環(huán)境下不漏水，且接頭處能承受灌注過程中的拉力。試驗(yàn)水壓應(yīng)至少為孔內(nèi)水壓的1.5倍及管壁所能承受灌注壓力的1.3倍。導(dǎo)管底標(biāo)高需懸空設(shè)置，懸空高度控制在 ，以便于混凝土順利下落并排出導(dǎo)管內(nèi)空氣。

在終孔后進(jìn)行混凝土灌注，灌注過程必須保持連續(xù)，避免中途停頓造成混凝土質(zhì)量下降或?qū)Ч芏氯Ｍㄟ^實(shí)時(shí)測(cè)量混凝土面澆筑高度，精確計(jì)算并控制導(dǎo)管在混凝土中的埋深。初次灌注時(shí)，導(dǎo)管底口與孔底距離應(yīng)小于3 0 0 m m ，隨后灌注過程中保持導(dǎo)管埋深在 3 ～ 5 m 之間，以防止混凝土夾泥或斷樁。灌注前，將導(dǎo)管埋入儲(chǔ)料斗內(nèi)，儲(chǔ)料斗內(nèi)混凝土儲(chǔ)量足以使導(dǎo)管底首次埋入至少 0 . 8 m 深。灌注時(shí)，導(dǎo)管以 2 m / h 的速度勻速提升，同時(shí)控制混凝土坍落度在 2 0 c m 以內(nèi)。當(dāng)混凝土液面上升至距鋼筋籠底部 1 . 0 m 時(shí)，減緩灌注速度至 ，以減少對(duì)鋼筋籠的沖擊。待澆筑面高度上升至距鋼筋籠底口 時(shí)，停止灌注并拆除該段導(dǎo)管，隨后繼續(xù)以 的速度完成剩余灌注[2]。此階段需特別注意混凝土面上升速度，避免過快導(dǎo)致鋼筋籠上浮。整個(gè)灌注過程應(yīng)嚴(yán)格控制時(shí)間，混凝土在初凝前完成灌注，避免因時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致混凝土性能下降或影響樁身質(zhì)量。

5 質(zhì)量控制

鋼護(hù)筒一般選用厚度為 1 0 m m 的鋼板制作，內(nèi)徑宜大于鉆頭直徑 2 0 0 ～ 3 0 0 m m. 。護(hù)筒埋設(shè)深度一般為 2 ～ 4 m ，頂端高出地面不小于 0 . 3 m ，埋設(shè)時(shí)需保證護(hù)筒的垂直度，偏差不得超過 1 % 。

護(hù)筒周圍需分層回填土并夯實(shí)，防止護(hù)筒偏斜移位。根據(jù)不同地質(zhì)條件選擇合適的鉆頭，并控制鉆進(jìn)速度，避免過快導(dǎo)致孔壁坍塌或過慢影響效率。鉆孔過程中需持續(xù)監(jiān)測(cè)鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)糾正。鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行清孔作業(yè)，確保孔底清潔無沉渣。

使用測(cè)繩復(fù)核成孔深度，注意測(cè)繩遇水可能存在的縮水問題，需提前預(yù)濕標(biāo)定。設(shè)置十字校核點(diǎn)，施工過程中經(jīng)常校核樁身垂直度，確保成孔垂直精度滿足設(shè)計(jì)要求。

按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求驗(yàn)收鋼筋的直徑、長(zhǎng)度、規(guī)格、數(shù)量和制作質(zhì)量。鋼筋籠制作過程中需設(shè)置加勁箍及內(nèi)三角撐以增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。高強(qiáng)度主筋應(yīng)采用機(jī)械連接，并按規(guī)范選擇合適的焊條及焊機(jī)進(jìn)行焊接。

鋼筋籠分段吊裝時(shí)需注意保護(hù)聲測(cè)管等預(yù)埋件不受損壞。鋼筋籠安裝時(shí)需采用3點(diǎn)吊裝法確保其平穩(wěn)下放至孔內(nèi)。安裝過程中需控制鋼筋籠與孔壁的間距以防止碰撞導(dǎo)致孔壁坍塌。鋼筋籠位置固定后需安裝護(hù)塊以防止其移位或變形。

灌注前需檢查儲(chǔ)料斗內(nèi)混凝土儲(chǔ)量是否充足以確保導(dǎo)管能首次埋入至少 0 . 8 m 深。灌注過程中需保持連續(xù)作業(yè)避免停頓時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致混凝土性能下降。控制導(dǎo)管的提升速度和混凝土的坍落度以確?；炷凉嘧①|(zhì)量。根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量到的混凝土面澆筑高度計(jì)算并控制導(dǎo)管埋深在合理范圍內(nèi)（一般為 3 ～ 5 m ）。

6 結(jié)論

干成孔旋挖樁施工技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用，展現(xiàn)出了其顯著的優(yōu)勢(shì)和成效。該技術(shù)通過旋挖鉆機(jī)的機(jī)械化作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了高效、精準(zhǔn)的成孔與灌注過程，極大地提升了施工效率和質(zhì)量。干成孔旋挖樁施工技術(shù)在道路橋梁工程中具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。未來，隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，該技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動(dòng)道路橋梁建設(shè)事業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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