淺談市政道路橋梁樁基礎(chǔ)施工中的旋挖鉆技術(shù)

劉 望

（中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528400）

在道路橋梁建設(shè)工程中，樁基礎(chǔ)是一項(xiàng)重要施工組成部分，不僅可以起到支撐作用，還可以固定橋梁上部的重要連接件，為安全施工提供了可靠保障。在施工過程中，應(yīng)用旋挖鉆技術(shù)不僅能提高施工效率，還能最大程度地減少風(fēng)險(xiǎn)，保證施工質(zhì)量。鑒于上述原因，旋挖鉆技術(shù)被廣泛地采用，促進(jìn)著我國橋梁技術(shù)的發(fā)展。

1.旋挖鉆技術(shù)的原理以及適用范圍

1.1 旋挖鉆技術(shù)的原理

旋挖鉆技術(shù)在施工現(xiàn)場又被稱為鉆斗施工法，其動力的來源是液壓驅(qū)動，鉆桿和鉆機(jī)相連，鉆桿的底部是尖銳的鉆頭，側(cè)部則是帶有耙齒的螺旋狀具有切削能力的刀具，鉆頭帶動鉆桿旋轉(zhuǎn)向下鉆進(jìn)的同時，旋轉(zhuǎn)切割土壤層一直向下，知道裝載量滿后，利用鉆進(jìn)的提升或者是伸縮裝置將鉆頭提出地面。通過這種方式，土壤會被回收，并形成圓形的樁孔。

1.2 旋挖鉆技術(shù)的適用范圍

在現(xiàn)階段樁基礎(chǔ)施工的技術(shù)中，旋挖鉆技術(shù)是最為方便，也是比較先進(jìn)的樁基施工技術(shù)，具有高效率、低噪音、環(huán)保、成孔質(zhì)量高等方面的優(yōu)點(diǎn)，適用于各種土質(zhì)層和砂性土層，還適合砂卵礫石層和基巖中等程度的土質(zhì)。在使用旋挖鉆技術(shù)的過程中，需要注意護(hù)壁措施和成孔尺寸以及實(shí)際地層情況對旋挖鉆效果的影響。市政道路橋梁在實(shí)際施工的過程中，使用旋挖鉆技術(shù)能夠極大地提高施工效率，不僅鉆土快，而且成孔的質(zhì)量也非常的好，還能夠很好地保證樁孔的垂直度。

圖1 旋挖鉆技術(shù)施工剖面圖

2.橋梁樁基旋挖鉆技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

市政道路橋梁樁基礎(chǔ)采用選鉆孔技術(shù)的優(yōu)勢主要有以下幾點(diǎn)：一是施工的效率非常高，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)底部是可移動性的履帶，能夠多種地形展開作業(yè)，靈活性非常強(qiáng)，不僅滿足施工的地理?xiàng)l件，而且能夠靈活移動，快速精準(zhǔn)的定位樁基位置，從而減少因多次重復(fù)定位所產(chǎn)生的誤差，提高了施工的速度和精度；二是用地要求比較少，旋挖孔技術(shù)很大程度上減少了因施工所產(chǎn)生的泥漿、磚瓦等附屬物，不僅減少施工面積，而且破壞面積也大大減少；三是靈活性比較高，旋挖鉆技術(shù)能夠靈活地施工，避免破壞已完成的工程，減少不必要的工程損失；四是成孔的質(zhì)量比較高，旋挖鉆技術(shù)施工后的泥皮比較后，護(hù)壁的作用也比較強(qiáng)，并且成孔粗糙，極大地提高了樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和承載力。

3.旋挖鉆技術(shù)的施工流程

3.1 施工準(zhǔn)備

旋挖鉆技術(shù)的施工準(zhǔn)備流程如下：一是對施工現(xiàn)場的地貌地形地址以及水文資料進(jìn)行核對；二是放線工作的完成，包括中線的復(fù)測、中點(diǎn)線的完成，相關(guān)樁撅的完備；三是施工實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)建立并具備開展工作的能力，相關(guān)材料和設(shè)備都已經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)收完成；四是技術(shù)交底工作的完成，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人要將設(shè)計(jì)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工要點(diǎn)和施工參數(shù)等和操作人員講清楚，保證操作人員在施工的過程中有自己的判斷。

3.2 護(hù)筒制備與埋設(shè)

護(hù)筒的制備與埋設(shè)是旋挖鉆施工的開端，首先需要保證護(hù)筒在施工過程中的垂直性，還要保證護(hù)筒的四周和底部的密閉性和連接的緊密性。在護(hù)筒埋設(shè)之前，放樣工作需要先完成，然后將多余的回填土清潔掉，護(hù)筒就位后緩慢下壓，需要注意的是，護(hù)筒下壓的過程中需要是和關(guān)注護(hù)筒的垂直性，確保護(hù)筒中心和鉆孔中心位于同一點(diǎn)。保證護(hù)筒的垂直度之后，采用分層填壓的方式回填高質(zhì)量的粘土保證質(zhì)量，避免出現(xiàn)坍塌的狀況。

3.3 泥漿配制

泥漿指標(biāo)：比重 1.03～1.08g/cm3，失水量 ＜20mL/30min；黏度 16～28s(漏斗黏度 )；泥皮厚 ＜3mm；pH8～10；膠體率95%～98%。鈉基膨潤土摻量8%～10%；CMC摻量0.3%。清孔后樁底泥漿指標(biāo)：比重＜1.15g/cm3；黏度＜30s。

3.4 鉆孔作業(yè)

鉆孔作業(yè)開展的前提是需要施工人員鎖定樁機(jī)和孔位的位置是否正確，然后安裝符合施工要求的鋼護(hù)筒，并根據(jù)地質(zhì)和泥漿的情況確定護(hù)筒的深度。比如說現(xiàn)場準(zhǔn)備的鋼護(hù)筒厚10mm長3.0m，護(hù)筒頂面高出施工面0.5m，埋土深2～2.5m，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑100mm，鋼護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確穩(wěn)固，護(hù)筒中心和樁位中心偏差應(yīng)小于50mm，垂直度偏差應(yīng)不大于0.5%。旋挖鉆機(jī)在施工的過程中，位置要平整每一次鉆斗提出后，都需要檢查相關(guān)連接裝置的狀況，比如說鉆斗與鉆桿的連接、鉆斗門的連接狀況、鋼絲繩等，然后清理鉆斗中土壤。隨后施工人員要檢查鉆機(jī)鉆桿的垂直度及孔底標(biāo)高，確認(rèn)無誤后再進(jìn)行鉆進(jìn)，如果發(fā)現(xiàn)有沉陷、涌泉或者是樁偏差等狀況，需要立即停止鉆進(jìn)，采取針對性的措施處理以后才能繼續(xù)鉆進(jìn)。

3.5 誤差檢驗(yàn)和控制

允許誤差值是鉆進(jìn)的一個施工設(shè)定，在鉆進(jìn)的施工過程中，孔的垂直度、精準(zhǔn)度、深度都需要保證外允許誤差值之內(nèi)。因此在施工的過程中。施工人員要利用水準(zhǔn)儀保證護(hù)筒的標(biāo)高，選擇一個施工的基準(zhǔn)點(diǎn)，然后計(jì)算出孔的深度；同時，現(xiàn)場操作人員也要一直關(guān)注鉆桿的垂直度，并使用深度計(jì)數(shù)器控制實(shí)際鉆進(jìn)的深度。在驗(yàn)孔的過程中，使用對應(yīng)的驗(yàn)孔裝置對孔徑和孔深以及孔的傾斜度進(jìn)行實(shí)際測量，然后等三方對測定的結(jié)果審核通過后再進(jìn)行下一步的工作。

3.6 清孔

清孔是旋挖鉆施工技術(shù)的最后一步，需要注意的是，鉆進(jìn)作業(yè)到達(dá)設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高上方300mm時，需要將鉆機(jī)停止，靜置一段時間后再進(jìn)行鉆進(jìn)，這樣能夠很好地保證鉆進(jìn)的樁孔尺寸。如果鉆孔結(jié)束后樁孔仍然沒有達(dá)到相關(guān)清孔的規(guī)范要求，那么就需要二次清孔，清孔過程以孔底成渣＜100mm和孔底500mm范圍內(nèi)泥漿相對密度≤1.2/cm3為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。

4.樁基礎(chǔ)施工中旋挖鉆技術(shù)的施工要點(diǎn)

4.1 施工場地處理

施工場地處理是保證旋挖鉆機(jī)正常運(yùn)行的有效條件，可以從兩個方面進(jìn)行：一是清理施工現(xiàn)場的障礙，平整坡度較大的地勢，為旋挖鉆機(jī)提供一個良好的工作平臺，保證了一個安全的施工環(huán)境；二是壓實(shí)鉆機(jī)的工作平臺，相關(guān)資料表明，鉆機(jī)工作的地面承載力至少要達(dá)到250 kN/m，才能保證基層承載力的完好，因此，在施工之前，盡可能地保證鉆機(jī)工作平臺的承載力能夠達(dá)到要求。

4.2 旋挖鉆孔施工

旋挖鉆機(jī)有著先進(jìn)的自動化技術(shù)，不僅操作簡單，而且成孔的效率也非常高，和市政道路橋梁緊張的施工工期進(jìn)行搭配非常合適。但是旋挖鉆機(jī)在不同的地質(zhì)環(huán)境中使用的規(guī)格型號也不盡相同，因此在設(shè)備選擇的過程中要做好相應(yīng)的調(diào)查工作，并在施工前做好設(shè)備的調(diào)試作業(yè)。施工作業(yè)開始前，要加密鉆頭對準(zhǔn)護(hù)筒的中心線，在保證流暢的回轉(zhuǎn)半徑后，鉆頭垂直下沉進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)；過程中，要使用儀器保證鉆進(jìn)的精度，同時確保及時卸土；鉆孔完成后，要及時移出鉆機(jī)，并對樁孔進(jìn)行檢查修復(fù)，滿足后續(xù)的施工要求。

4.3 優(yōu)化誤差控制與檢驗(yàn)方法

橋梁建設(shè)對尺寸的要求程度相當(dāng)高，稍有偏差會造成安全隱患，因此，要確保鉆孔尺寸及位置排布都在合理范圍之內(nèi)。一般可通過水準(zhǔn)儀測量護(hù)筒標(biāo)桿，并以此推算孔的深度，提高樁基礎(chǔ)的質(zhì)量水平。與此同時，加強(qiáng)部門聯(lián)動，將施工過程分步規(guī)劃，并指派專人進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，減少風(fēng)險(xiǎn)，縮短搶修時間。例如，在某橋梁樁基礎(chǔ)施工中，控制誤差從人員素質(zhì)抓起，要求施工人員確定鉆桿處于垂直位置才可進(jìn)行施工，并做好工作記錄，保證階段化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

5.事故處理

5.1 斷樁處理

如果在灌注后不久發(fā)生，鋼筋籠會很快拔出，然后重新鉆孔直至達(dá)到設(shè)計(jì)高程。當(dāng)鋼制保持架被拆除并焊接時，它會比設(shè)計(jì)長度短，并且可以用帶條焊接。如果發(fā)生在樁基中部，應(yīng)快速拔出導(dǎo)管并清洗干凈，然后將導(dǎo)管插入破碎的樁混凝土表面2m內(nèi)，并將一小塊鐵片焊接在樁底管。如果導(dǎo)管不能用上述方法插入或加工，則不能達(dá)到預(yù)期效果。應(yīng)該進(jìn)行兩次密封處理。密封成功后，應(yīng)將管道插入2m以下的碎樁混凝土位置，然后繼續(xù)倒灌。在灌漿結(jié)束時，它可以被灌溉，這樣可以盡可能地將碎樁的混凝土頂部提高到超過有效長度。

5.2 塌孔

塌孔是非常嚴(yán)重的事件，如果發(fā)生這種情況，需要根據(jù)塌孔的情況進(jìn)行處理，如果是輕微的塌孔，那么可以在塌孔的位置采取回填粘性土的措施，回填完畢后再進(jìn)行鉆孔；如果塌孔嚴(yán)重，那么需要全部回填至孔口，靜置一個月，待其自然沉降，然后在重新進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

5.3 浮籠

如果出現(xiàn)浮籠，要立刻停止灌注，然后對導(dǎo)管的深度進(jìn)行計(jì)算，盡可能地減少導(dǎo)管的深度。樁基礎(chǔ)上暴露在外的鋼筋要將其全部焊接在鋼套管上，并且在底部需要密封一個大的漏斗，用來抵消鋼筋籠所受到的浮力。在混凝土的選擇上，要選擇性能良好混凝土，灌注可以是灌注的一部分，然后等待幾分鐘，然后依靠鋼籠下沉，然后再灌注。

5.4 堵管

如果出現(xiàn)堵管的情況，灌注作業(yè)需要立刻停止，并敲擊導(dǎo)管，通過反饋聲音對堵管的位置進(jìn)行判斷，然后根據(jù)灌注的記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算出導(dǎo)管埋入的深度，盡量將堵管接口拔出后按正?；炷凉嘧ⅰＨ绻麤]有將堵管的位置拔出，則可以震動導(dǎo)管，將混凝土震蕩出去。除此之外，還可以利用型鋼，插入導(dǎo)管中，反復(fù)捅搗，景堵住導(dǎo)管的混凝土疏通。除此之外，如果發(fā)現(xiàn)混凝土存在質(zhì)量方面或者離析等情況，必須堅(jiān)決拒用。

6.結(jié)語

近年來，我國工程建設(shè)不斷擴(kuò)大，道路橋梁的工程施工中使用旋挖鉆施工技術(shù)的范圍和頻率越來越高，但由于道路橋梁工程的隱蔽性和不可預(yù)測性，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能對整個工程項(xiàng)目造成巨大的影響。樁基工程是工程建設(shè)中最前期，也是最基礎(chǔ)、最重要的一項(xiàng)施工作業(yè)，最根本的任務(wù)，旋挖鉆施工技術(shù)以其成孔快、質(zhì)量高、操作簡單、移動靈活、效率高等技術(shù)優(yōu)勢在橋梁工程施工中得到了廣泛，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)掌握該施工技術(shù)的精髓，并不斷創(chuàng)新，使其發(fā)揮更好的作用。