王凱

【摘 要】高速公路鉆孔灌注樁施工在橋梁基礎工程中逐漸成為主要的施工方案，旋挖鉆機在樁基礎施工時以其成孔速度快、場地適應性強、機動靈活、施工成本低等特點而深受施工單位的喜愛。本文根據本人在平定高速公路PD9合同段參與施工中，在黃土地區(qū)根據本標段的水文地質條件、場地條件對旋挖鉆機的施工控制要點作出總結。

【關鍵詞】旋挖鉆機；黃土地區(qū)；施工

0.前言

隨著高速公路的迅速發(fā)展，鉆孔灌注樁在公路橋梁基礎工程中的應用日益廣泛，在大中橋梁中的運用顯得愈來愈重要，同時也促進了橋梁鉆孔灌注樁施工技術的快速發(fā)展。近年來，旋挖鉆機是鉆孔灌注樁施工中一種較先進的施工方法，該施工方法主要特點是施工效率高、成孔速度快、場地適應性強等，有利于加快施工進度、提高工作效率。在平定高速公路PD9合同段的橋梁樁基礎施工中發(fā)揮了重要的作用，有效的緩解了工期壓力并滿足了設計和質量要求。

1.工程概況

平定高速公路PD9合同段位于甘肅省靜寧縣三合鄉(xiāng)及界石鋪鎮(zhèn)，路線總長16km，本合同段橋梁共有8座大橋，1座中橋。橋梁基礎全部為樁基礎，共有鉆孔灌注樁272根，總工期30個月，地形條件復雜，所有橋梁地質條件均為黃土，施工工期緊、任務重。故我項目部在施工過程中根據工期進度要求和水文地質資料情況，部分采用了旋挖鉆機成孔的方法，在計劃工期內有效保證了所有樁基礎的順利完工。

2.旋挖鉆機設備特點

旋挖鉆機是一種多功能、高效率的灌注樁成孔設備，在各類工程施工中得到廣泛應用。旋挖鉆機具有大扭矩、機動靈活、施工效率高（一般無水的黃土地層能有效的代替人工挖孔樁，成孔速度大概10m/h）、低噪音、低污染及維護方便等特點，另外，相對于傳統(tǒng)的人工挖孔樁，旋挖鉆機更體現(xiàn)出了施工速度快和高安全性的特點。

我標段用于樁基施工的旋挖鉆機是三一SYR220旋挖鉆機，適用于黃土、粘性土、粉質土、砂土等土層施工，并具有功率大、鉆孔速度快、機動靈活、定位準確、工作效率高、噪音小、環(huán)保的特點。

3.樁基施工

3.1施工方案確定

根據各橋樁基礎的水文地質情況，將適合旋挖鉆機工作的樁基礎（場地條件好、地層條件無淤泥、堅硬未風化基巖等不利于旋挖鉆成孔的樁基）按行進路線總體規(guī)劃。根據黃土地區(qū)土質特性，我項目部對沖擊鉆孔、人工挖孔和旋挖鉆機成孔做出經濟性對比，旋挖鉆機成孔相對其他兩種方案具有速度快、成本低、利于環(huán)保等有點，故我項目部將設計資料中樁長范圍內無地下水且全部為黃土條件的橋梁作為旋挖鉆機成孔方案。

3.2施工準備

根據圖紙所提供的地質資料，選擇樁長范圍內無地下水位且無未風化巖層的樁基進行旋挖鉆機施工。根據樁位平面位置及高程進行場地平整，并根據現(xiàn)場情況修建施工便道，以滿足砼罐車通行需要。樁位處地面高程盡量控制在高于樁頂高程2.0m左右，這樣可以避免樁頂預留鋼筋露出地面，為樁基砼灌注造成困難，不利于樁基砼灌注連續(xù)施工。

準備好泥漿池及造漿材料，避免因實際與設計地質條件不符，如地下水位過高引起的坍孔，可及時準備泥漿護壁。旋挖鉆機施工時，如遇地下水，在黃土條件下，很容易引起坍孔造成樁基灌注中砼的超方。因此，應儲備充足的砼原材料。

機械設備投入旋挖鉆機三一SYR220型1臺，配備泥漿泵，16T、25T汽車吊各1，3m3砼罐車4臺，750型強制式攪拌機2臺，裝載機1臺等設備。

3.3施工工藝及控制要點

3.3.1機械就位、護筒埋設

施工場地平整處理，保證旋挖鉆機底座場地應平整、夯實，避免在鉆進過程中鉆機產生失穩(wěn)及沉陷。

樁位放樣后，利用十字線放出四個控制樁位，并以四個控制樁為基準進行埋設護筒。護筒由厚度4-6mm鋼板制成，護筒直徑比樁基孔徑大200-300mm，每節(jié)護筒長度1.5-3.0m，護筒至少高出地面30cm。以防止雜物、泥水流入孔內。

3.3.2泥漿調制

因鉆機施工中泥漿可以防止孔壁坍塌、抑制地下水等作用，因此，在出現(xiàn)地下水的情況下泥漿是保證孔壁穩(wěn)定的重要手段。在黃土地層中如遇地下水，黃土的濕陷性導致黃土孔壁更容易坍塌，因此，調制出良好泥漿的各項性能指標尤為重要。由于旋挖鉆機鉆進中首先視為干孔作業(yè)，施工中如遇地下水，必須以最快速度注入泥漿進行護壁處理，否則極易造成黃土孔壁的坍塌。在實際施工中，調制的泥漿相對密度為1.02-1.10，粘度：18-22s，砂率≤4%，泥皮厚度：<2mm，PH值：大于7。

3.3.3鉆孔施工

旋挖鉆機采用筒式鉆斗。鉆機就位后，調整鉆桿垂直度，然后進行鉆孔。當鉆斗下降到預定深度后，旋轉鉆斗并施加壓力，將土擠入鉆斗內，儀表自動顯示筒滿時，鉆斗底部關閉，提升鉆斗將土卸于堆放地點。鉆機施工過程中通過鉆斗的旋 轉、削土、提升、卸土和泥漿撐護孔壁，反復循環(huán)直至成孔。

旋挖鉆機鉆機過程中應嚴格控制鉆進速度，避免鉆進速度過大，造成埋鉆事故。若鉆機升降鉆斗時速度過快，鉆斗外壁和孔壁之間碰撞，再加上鉆斗下部產生較大負壓作用，造成孔壁頸縮、坍塌現(xiàn)象。所以鉆斗升降時應嚴格控制其速度，經現(xiàn)場實踐得知，鉆斗升降速度保持在0.75-0.80m/s。

在施工中應隨時觀察鉆斗鉆出黃土的含水量，如發(fā)現(xiàn)含水量過大，應馬上提出鉆斗，進行泥漿護壁，泥漿注入孔內后，再進行鉆孔施工。鉆孔→泥漿護壁→再次鉆孔施工→成孔應以最快時間結束，否則在黃土混合泥漿后，時間過長則容易因坍孔造成廢孔。由于加入泥漿后的旋挖鉆機施工中無法進行泥漿循環(huán)，加入泥漿后的樁基成孔，應根據實際情況進行超挖，超挖深度根據現(xiàn)場實際情況確認。

3.3.4成孔后的施工

成孔后的施工工藝不再贅述，應為鋼筋籠安裝及樁基砼灌注。

成孔后，應及時騰出場地，盡快使吊車就位，進行鋼筋籠安裝。鋼筋籠安裝前后對孔深進行觀測，如孔深無變化，說明孔壁穩(wěn)定，可以進行砼灌注施工。如孔深前后變化過大，則會導致鋼筋籠無法放入，造成廢孔。

砼灌注施工必須做好充分的施工準備工作，以確保在鋼筋籠安放到位后能夠及時進行灌注，如不能及時灌注，時間越久，黃土孔壁越容易坍塌。灌注砼應嚴格控制施工配合比，確保砼和易性和強度要求。配備足夠的運輸車輛及備用車輛，以保證樁基砼灌注的連續(xù)性。

3.4施工注意事項

（1）由于鉆機設備較重，施工場地必須平整、寬敞，并有一定硬度，避免鉆機發(fā)生沉陷。

（2）泥漿初次注入時，垂直向樁孔中間進行入漿，避免泥漿沿著護筒壁沖刷其底部，致使護筒底部土質松散。

（3）鋼筋籠向孔內放置時，應由吊車吊起，將其垂直、穩(wěn)定放入孔內，避免碰壞孔壁，使孔壁坍塌，在砼澆筑時出現(xiàn)廢樁事故。

（4）其他施工工藝，應嚴格按照橋涵施工技術規(guī)范和標準進行施工。

3.5旋挖鉆機在黃土條件下成孔優(yōu)缺點

（1）因該鉆機操作由全液壓系統(tǒng)控制，能保證樁基垂直度、孔位、孔深、沉淀厚度等各項指標全部達到施工規(guī)范要求。

（2）成孔效率高，40m樁徑1500mm的樁約5-6h左右即可成孔，1天成孔3-4個，是該橋回旋鉆機成孔的5-6倍。

3）在黃土土層有地下水的情況下，孔壁穩(wěn)定性差，對施工工序銜接速度要求高。

（4）在黃土地區(qū)，遇飽和黃土做泥漿護壁時，需要及時灌注（灌注開盤時間必須在成孔時間后6小時內），所以在成孔之前必須做好所有灌注準備工作，配合緊密，并在成孔后加強孔底沉淀觀測（一般20分鐘一次），確保因放置時間過長造成孔底沉淀過多，造成廢樁。

4.結束語

通過在本標段旋挖鉆機成孔的樁基施工中，對黃土地區(qū)旋挖鉆機施工控制進行部分總結，希望對類似工程地質條件下旋挖鉆機樁基施工有部分借鑒作用。 [科]

【參考文獻】

[1]張曉軍.淺談旋挖鉆施工工藝與特點.中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011（10）.

[2]趙學志，李魁.旋挖鉆機施工工藝.今日科苑，2010（6）.