【摘 要】 通過旋挖鉆機在樟井特大橋樁基施工中的應(yīng)用，總結(jié)了旋挖鉆機施工特點及其優(yōu)越性。 旋挖鉆機施工效率高、節(jié)能、成孔質(zhì)量好、噪音及污染小，在橋梁施工過程中加快了鉆孔施工進度，降低了施工成本，并保證了施工質(zhì)量，建議推廣使用。

【關(guān)鍵詞】 旋挖鉆機 工藝原理 控制要點

1、工程情況

泉州環(huán)城晉石高速公路A3標(biāo)段位于晉江市內(nèi)，本標(biāo)段起于晉江市羅山街道小梧塘村，設(shè)樟井特大橋上跨獅城大道，分離成雙線布設(shè)于獅城大道邊分隔帶上，于樟井村設(shè)置樟井樞紐互通引出圍頭疏港支線，至湖格村轉(zhuǎn)而向北至本合同段終點，路線總里程3.71km。

本項目鉆孔樁共計866根，樁徑為1.2m、1.5m、1.6m、1.8m，樁基大部分為摩擦樁，樁長25m～62m不等。

橋址內(nèi)地質(zhì)大部分為沿海丘陵剝蝕臺地-沖海積平原地貌，剝蝕臺地區(qū)，表層多分布有坡殘積粘性土層，層厚變化較大，層厚6.0～29.3m不等，獅城大道沿線表層多分布有近期人工筑路堆填的素填土層，最大厚度7.5m。本合同段的鉆孔樁主要以砂土狀強風(fēng)化混合花崗巖、碎塊狀強風(fēng)化混合花崗巖作為持力層，持力層強度為450～550Kpa。

2、旋挖鉆機性能及工藝原理

本項目選用的旋挖鉆機為YTR260型，其最大扭矩260KN.m，發(fā)動機功率246kw，可施工孔深80m，樁徑2000mm以內(nèi)摩擦樁。配套相應(yīng)的鉆具可鉆進粘土層、砂土層、卵石層及強風(fēng)化巖層等各類土層，但截至目前，針對中風(fēng)化及微風(fēng)化巖層，旋挖鉆在鉆具方面還有待改進。

旋挖鉆機是將整體自重置于可自動行走履帶式底盤上，以自帶柴油發(fā)動機輸出動力來提供自身所需要的大功率電源，利用筒式鉆斗斗齒，在液壓系統(tǒng)加壓下切削土體，并壓入鉆斗內(nèi)，再由鉆桿提出鉆斗，出孔口后快速回轉(zhuǎn)倒土。如此反復(fù)循環(huán)，完成成孔作業(yè)。在鉆進過程中隨孔深連續(xù)注入化學(xué)泥漿進行護壁，保證水頭壓力，防止塌孔。

3、鉆孔樁施工

3.1 施工準(zhǔn)備

⑴ 平整場地，做好三通一平工作。

⑵ 泥漿池開挖。就近選取場地，開挖泥漿池及沉淀池。要求泥漿池容量不小于單根樁所需泥漿體積的1.5倍。

⑶樁位放樣。施工前由測量工程師進行樁位放樣，并與其它樁位用跨距相互復(fù)核，經(jīng)檢查合格后，方可進行護筒埋設(shè)。

⑷護筒埋設(shè)。本工程樁基為岸上陸地施工，所選用的護筒為壁厚10～20mm，長度3m，內(nèi)徑為設(shè)計樁徑+20cm的鋼護筒。

護筒的埋設(shè)采用旋挖鉆機靜壓的方式來完成。鉆機就位后，調(diào)整鉆桿垂直，并使鉆頭與樁中心點對中，同時做好樁基周邊護樁，以便于樁位復(fù)核。給鉆頭加上比護筒直徑大1～2cm擴孔器后在樁位處進行開挖。開挖孔深2m后，提出鉆頭，采用吊機起吊護筒就位，并用旋挖鉆機垂直將護筒壓入土中。利用護樁檢測護筒埋設(shè)精度。

⑸泥漿拌制。泥漿質(zhì)量控制是旋挖鉆機鉆孔施工的關(guān)鍵。旋挖鉆機施工速度快速，必須采用優(yōu)質(zhì)泥漿對孔壁進行有效護壁，確?？妆谫|(zhì)量，以防塌孔等事故發(fā)生。本工程采用優(yōu)質(zhì)化學(xué)泥漿進行施工。

① 確定泥漿配合比

泥漿配合比需經(jīng)過反復(fù)試驗確定，本項目所使用的泥漿由優(yōu)質(zhì)膨潤土、純堿、纖維素配制而成，1m3化學(xué)泥漿配合比為膨潤土200kg，純堿2kg，纖維素1kg。

② 泥漿拌制。由人工操作拌漿機拌制完成，本項目所用的拌漿機容量為1m3。先在拌漿桶加入適量的清水，放入200kg的膨潤土，拌制均勻，再加入2kg純堿，進行攪拌，取1kg纖維素用清水融化開加入拌漿桶中，攪拌均勻后倒入制漿池。開啟泥漿泵使制漿池中的泥漿處于流動狀態(tài)。泥漿的各項性能需滿足以下指標(biāo)：相對密度1.03～1.20，粘度17～20s，膠體率≥98%，酸堿度8～10。

3.2 鉆孔

鉆機就位后調(diào)整鉆桿垂直度，下放鉆頭至護筒內(nèi)開始鉆進。鉆機初始鉆進采用低速鉆進，主卷揚機鋼絲繩承擔(dān)不低于鉆桿、鉆具重量之和的20%，保證孔位不產(chǎn)生偏差。鉆進至護筒底以下3m后采用高速鉆進。鉆進速度采用機械加壓方法進行調(diào)整，一般在150MPa壓力下，進尺速度可達20cm/min；在200MPa壓力下，進尺速度可達30cm/min；在260MPa壓力下，進尺速度可達50cm/min。鉆進過程中，操作人員使用機身電腦控制孔深及垂直度，通過旋挖機鉆斗旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土，重復(fù)此過程完成鉆孔

在鉆孔過程中需注意如下幾點：

①開孔鉆進時，鉆頭要輕壓慢轉(zhuǎn)漸漸進入，待鉆頭全部進入并通過護筒底口3m以上時，方可加速鉆進，初成孔壁應(yīng)豎直、圓順、堅實。

②操作人員要時刻關(guān)注孔內(nèi)泥漿水頭，隨著鉆孔加深，要及時提醒操作工人往孔內(nèi)補充泥漿，確?？變?nèi)泥漿水位始終高于護筒底口0.5m以上，保證足夠的泥漿壓力以維持孔壁穩(wěn)定。

③鉆進時，鉆頭在提升和下降過程中，孔內(nèi)泥漿在孔壁和鉆頭之間流動，若升降速度過快，則泥漿流動將加大對孔壁的沖刷，易造成孔壁坍塌，故要求機械手合理控制鉆頭升降速度。

④鉆進時，根據(jù)不同地層使用不同的鉆速，如有由硬地層到軟地層，可適當(dāng)加速鉆進；有軟地層到硬地層時要減速慢進；在易縮孔地層中適當(dāng)增加掃孔次數(shù)，防止縮徑；對硬塑層可快速鉆進，提高功效；砂質(zhì)地層，操作手對鉆頭要輕提輕放，不可強行加壓，并提醒操作工人適當(dāng)增加泥漿比重和粘度；在較軟弱地層上施工時，由于鉆機重心在前，要注意控制鉆機移位，防止鉆孔偏斜。

4、施工重點控制

⑴ 泥漿配置。旋挖鉆機成孔質(zhì)量的優(yōu)劣及有效預(yù)防各類鉆孔質(zhì)量事故的發(fā)生，很大程度上取決于泥漿質(zhì)量控制。有經(jīng)驗的操作工人在已確定的配合比基礎(chǔ)上會根據(jù)土層情況適當(dāng)調(diào)整，配置的泥漿性能更為穩(wěn)定。

⑵ 需熟練掌握設(shè)備的操作。

旋挖鉆機作為一項先進的鉆孔施工工藝，要求操作人員不但具備機械操作的相關(guān)技能，更要求操作人員具備豐富的鉆孔施工知識和經(jīng)驗。操作人員施工水準(zhǔn)直接影響成孔質(zhì)量的好壞。施工之前需加強對操作人員的技術(shù)培訓(xùn)，并深入研究工程地質(zhì)情況。

5、旋挖鉆機施工優(yōu)越性

旋挖鉆機成孔施工作為一種新型的施工工藝，與傳統(tǒng)沖擊鉆機成孔等工藝相比，具有較為全面的優(yōu)越性。

⑴施工快速，效益顯著。本項目上30m深樁基成孔時間在3小時左右，同等地質(zhì)條件下功效是回旋鉆機的2-3倍，是沖擊鉆機的5～6倍。極大提高了施工進度。

⑵ 環(huán)境污染小。旋挖鉆機泥漿通過沉淀池沉淀可重復(fù)使用，減少了泥漿處理工作。旋挖鉆機旋挖出來的鉆渣為渣土，方便堆放，并可以用拖斗車及時運送到指定場所丟棄，使施工場地環(huán)境污染降到了最低，能滿足工地標(biāo)準(zhǔn)化文明施工的要求。

⑶ 施工精度比較高。施工過程對樁基深度、垂直度、鉆壓等均可以通過機身電腦控制，便于現(xiàn)場質(zhì)量控制。

（4） 機械化程度高。施工過程不需要人工進行鉆桿拆除和組裝， 無需進行泥漿清渣處理，可降低工人勞動強度，節(jié)約人力資源。

5.結(jié)語

本項目采用旋挖鉆機進行鉆孔樁施工，該成孔工藝表現(xiàn)出了施工質(zhì)量可靠、成孔效率高、適應(yīng)性強、安全環(huán)保等優(yōu)點，是一種較為先進的施工工藝。

通過對本項目旋挖鉆機施工的相關(guān)技術(shù)總結(jié)，希望能為后續(xù)橋梁鉆孔樁施工提供借鑒和參考。