唐云國(guó)(中鐵二局第一工程有限公司,貴州貴陽(yáng)550000)
研究市政道路橋梁樁基礎(chǔ)施工中的旋挖鉆技術(shù)
唐云國(guó)(中鐵二局第一工程有限公司,貴州貴陽(yáng)550000)
針對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)施工,結(jié)合市政道路橋梁實(shí)例,在簡(jiǎn)述其旋挖鉆施工問(wèn)題的基礎(chǔ)上,從護(hù)筒制備與埋設(shè)、泥漿配置、鉆孔等方面入手,對(duì)旋挖鉆施工技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行分析,并提出卡鉆和埋鉆等問(wèn)題的處理方法,旨在為保證橋梁旋挖鉆施工質(zhì)量提供可靠依據(jù)。
市政道路橋梁;樁基礎(chǔ)施工;旋挖鉆技術(shù);技術(shù)應(yīng)用
橋梁建設(shè)工程中,樁基礎(chǔ)具有支撐作用,是穩(wěn)定橋梁上部結(jié)構(gòu)的重要設(shè)施,關(guān)系到橋梁安全性與可靠性。樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中,運(yùn)用旋挖鉆施工技術(shù),不但能有效提高施工效率,還能大幅提升樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量,更好的保證橋梁安全性?;诖?,本文圍繞某市政道路橋梁實(shí)例,對(duì)旋挖鉆施工技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行分析,具體內(nèi)容如下。
某市政道路橋梁全長(zhǎng)約2km,其孔跨布置為:簡(jiǎn)支梁+簡(jiǎn)支梁+簡(jiǎn)支梁+連續(xù)梁拱+簡(jiǎn)支梁。橋梁跨越擬采用主跨為160m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁系桿,橋梁樁基為明挖與鉆孔樁,基礎(chǔ)類型為柱狀。在對(duì)橋梁的樁基進(jìn)行施工時(shí),應(yīng)在確保施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上,進(jìn)行科學(xué)調(diào)度,以此大幅提升施工進(jìn)度。
旋挖鉆是橋梁樁基礎(chǔ)施工的常用技術(shù),其具有成孔速度快、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì),再具體應(yīng)用過(guò)程中,還能提升施工效率與速度,保證成孔施工質(zhì)量,此外還能使鉆孔垂直度滿足規(guī)范要求,減小對(duì)泥漿等造成的損壞,保證樁基礎(chǔ)施工整體質(zhì)量[1]。
在開展旋挖鉆施工時(shí),經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生鉆孔異常,比如坍孔、彎孔與縮孔等,這些異常一旦發(fā)生,將會(huì)對(duì)施工質(zhì)量和進(jìn)度造成嚴(yán)重影響,甚至還會(huì)引發(fā)安全事故。以本市政道路橋梁為例,在橋墩鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)異常,部分段不滿足施工要求,因此在進(jìn)行鉆孔時(shí)應(yīng)采取合理措施進(jìn)行防控,對(duì)技術(shù)實(shí)施有效防控,改進(jìn)現(xiàn)行技術(shù)措施,以達(dá)到提升施工質(zhì)量的目的。
3.1 護(hù)筒制備與埋設(shè)
對(duì)于旋挖鉆施工而言,其開端主要為鋼護(hù)筒的制備與埋設(shè),施工中需保證護(hù)筒垂直度的準(zhǔn)確性,并且四周與底端還要具備良好密封性,連接可靠、密實(shí),護(hù)筒施工工藝如圖1所示。本橋梁工程運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)1500mm鋼護(hù)筒,其長(zhǎng)度為6.0m,厚度12mm,在開始施工前,需對(duì)其外觀形狀進(jìn)行檢查,確保垂直度,并且還要和筒身底端保持良好緊密性。護(hù)筒埋設(shè)施工質(zhì)量決定了成孔質(zhì)量,也是造成塌孔現(xiàn)象的直接原因,所以在對(duì)護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)的過(guò)程中,需保證其穩(wěn)定性。在對(duì)護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)以前,需先進(jìn)行放樣,使用挖掘機(jī)清除多余的回填土,然后緩慢使護(hù)筒就位,最后進(jìn)行下壓,下壓時(shí)應(yīng)實(shí)施全程觀測(cè),根據(jù)觀測(cè)的結(jié)果對(duì)垂直度進(jìn)行調(diào)整,使鉆孔中心與護(hù)筒中心完全重合,再運(yùn)用垂球?qū)嵤z測(cè),使其處于垂直形態(tài),在保證垂直度以后,回填高質(zhì)量粘土,通過(guò)分層填壓保證密實(shí)度,防止坍塌等事故的發(fā)生[2]。
3.2 泥漿配置
圖1 旋挖鉆護(hù)筒施工工藝
旋挖鉆技術(shù)的成孔速度很快,而且土層密實(shí)度也較高?;诖耍┕ぶ型ǔ_x用羧甲基纖維素等材料配置泥漿。對(duì)于本橋梁樁基工程,泥漿最佳配置比例為:羧甲基纖維素實(shí)際用量為膨潤(rùn)土用量0.03%;膨潤(rùn)土實(shí)際用量為水總量9%;純堿實(shí)際用量為膨潤(rùn)土用量0.5%。依據(jù)此配置比例生產(chǎn)的泥漿最具綜合性能,密度可保持在1左右,pH為9.0,粘度可以達(dá)到22,失水率在40mL/h上下浮動(dòng)。通過(guò)對(duì)這種泥漿的使用,可在孔壁周圍形成厚度為2mm的泥皮。另外,對(duì)新配置泥漿而言,其沉淀厚度需滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并且無(wú)需進(jìn)行清空。然而,這種類型的泥漿也存在一些缺陷,如成本較高等,如果不能一次性用完,將增加額外成本,并且還會(huì)對(duì)環(huán)境質(zhì)量造成影響。因此,需要對(duì)多余的泥漿實(shí)施回收再利用,以提升泥漿使用率,節(jié)省施工成本。
試驗(yàn)表明,使用后泥漿性能會(huì)降低,易造成泥漿含砂率超出限度等問(wèn)題,對(duì)施工質(zhì)量及成樁質(zhì)量等造成直接影響。對(duì)此,應(yīng)使用水力旋流器對(duì)泥漿進(jìn)行處理,泥漿通過(guò)分離以后再進(jìn)入泥漿池,然后再完成重新配置,直到泥漿性能達(dá)到最佳水平,滿足相應(yīng)的使用需求。
3.3 鉆孔作業(yè)
鉆機(jī)設(shè)置點(diǎn)的地基必須平整、穩(wěn)固,在鉆孔時(shí)鉆機(jī)不能產(chǎn)生偏移,樁點(diǎn)與鉆頭需要完全對(duì)準(zhǔn),并且鉆機(jī)還要保證良好的垂直度與同心度。
開孔初期,鉆機(jī)的主動(dòng)鉆桿在進(jìn)孔以前需要對(duì)鋼絲進(jìn)行吊緊,以確保前進(jìn)速度,在鉆桿進(jìn)到孔內(nèi)后,逐漸提升鉆速與鉆壓。鉆進(jìn)速度需根據(jù)地質(zhì)勘查資料確定,若鉆孔從軟層到硬層,鉆進(jìn)速度需適度減慢;而從硬層到軟層,鉆進(jìn)速度應(yīng)適度加快。為保證鉆進(jìn)施工質(zhì)量,對(duì)于砂層需使用相對(duì)較慢的鉆進(jìn)速度,必要的情況下還需增大粘度與比重[3]。鉆入砂礫層以后,為保證孔壁穩(wěn)定性,需在操作開始前向孔中添入纖維素或粘土球。
開鉆后,需保證泥漿充足,這樣能確保水頭高度高于地下水位,避免不必要的意外。鉆進(jìn)時(shí),需確保底盤斗處于關(guān)閉形態(tài),這樣能有效防止鉆土進(jìn)孔,降低對(duì)鉆進(jìn)施工造成的影響。另外,還要保證良好的進(jìn)洞速度,以免由于鉆進(jìn)速度過(guò)快對(duì)進(jìn)鉆效果造成不利影響。實(shí)踐表明,鉆斗的升降速度需要嚴(yán)格按照地質(zhì)條件確定。旋挖鉆進(jìn)過(guò)程中,除了要對(duì)鉆進(jìn)尺寸進(jìn)行充分考慮,還要選取使用的鉆頭。如果進(jìn)尺較大,則會(huì)對(duì)缺土等造成影響,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成事故;如果進(jìn)尺較小,則會(huì)對(duì)施工進(jìn)程造成影響,并增大施工成本,降低了施工的整體效益。
3.4 誤差檢驗(yàn)和控制
鉆進(jìn)施工前應(yīng)先設(shè)定一個(gè)允許誤差值,同時(shí)使用水準(zhǔn)儀等設(shè)備對(duì)護(hù)筒標(biāo)高進(jìn)行測(cè)定,將其作為施工基準(zhǔn)點(diǎn),并確定計(jì)算孔深,以免誤差超過(guò)預(yù)計(jì)值,保證施工質(zhì)量。加強(qiáng)施工過(guò)程中各部門之間的交流,做好動(dòng)態(tài)檢查,防止質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生?,F(xiàn)場(chǎng)的所有操作人員都要對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行觀測(cè),同時(shí)借助深度計(jì)數(shù)器對(duì)鉆孔實(shí)際深度進(jìn)行有效控制。驗(yàn)孔過(guò)程中,應(yīng)使用相應(yīng)的驗(yàn)孔裝置,對(duì)孔深、孔徑與傾斜度等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,將測(cè)定結(jié)果報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師審核,審核通過(guò)以后方可進(jìn)行后續(xù)施工。
3.5 卡鉆和埋鉆的施工處理方法
施工時(shí),在產(chǎn)生埋鉆、卡鉆問(wèn)題后,需進(jìn)行反掃孔,并在掃孔的同時(shí)對(duì)鉆桿進(jìn)行緩慢提升,以此將鉆頭提出鉆孔。若此方法無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿,可運(yùn)用定向爆破法進(jìn)行處理,爆破能使鉆桿在接頭處實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離,爆破完成之后,安裝自動(dòng)掃孔設(shè)備,清理孔洞內(nèi)浮土,最后將鉆頭取出,如果鋼絲無(wú)法和鉆桿實(shí)現(xiàn)可靠連接,則需使用打撈設(shè)備。
3.6 初次清孔和終孔檢查
鉆進(jìn)速度在達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以后,鉆斗原地旋轉(zhuǎn),待孔底浮土進(jìn)入斗中之后,起鉆對(duì)浮土實(shí)施清理,這一過(guò)程中應(yīng)注意,不得采取增大鉆孔深度的措施,否則將影響鉆進(jìn)質(zhì)量。清孔完成后,運(yùn)用測(cè)繩對(duì)孔深進(jìn)行檢測(cè),而對(duì)于樁孔直徑與垂直度需應(yīng)用專門的設(shè)備進(jìn)行測(cè)定,如超聲波測(cè)孔器等。如果檢測(cè)結(jié)果顯示成孔有一定彎曲度,或孔徑不滿足規(guī)范要求等,需運(yùn)用有效方法實(shí)施處理。成孔檢查結(jié)果合格后,相關(guān)人員需填寫通知單,然后方可進(jìn)行后續(xù)施工。初次清孔和終孔檢查決定了成孔質(zhì)量,同時(shí)也是施工中最容易被忽略的環(huán)節(jié),對(duì)此,必須認(rèn)識(shí)清孔與檢查的重要作用,在實(shí)際情況中按照規(guī)范要求執(zhí)行[4]。
3.7 施工檢驗(yàn)與管理
施工過(guò)程中,應(yīng)對(duì)相應(yīng)的管理機(jī)制進(jìn)行完善,明確具體的監(jiān)管職責(zé),及時(shí)處理施工中出現(xiàn)的各類問(wèn)題。鉆進(jìn)時(shí),施工人員要對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行隨時(shí)檢查,同時(shí)借助深度計(jì)數(shù)器,對(duì)鉆孔深度進(jìn)行精細(xì)化控制。驗(yàn)孔過(guò)程中,可使用相應(yīng)的驗(yàn)孔設(shè)備,對(duì)孔深、孔徑與傾斜度等進(jìn)行檢查,同時(shí)要在完成試驗(yàn)后報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師簽字,最后再開始后續(xù)施工。
旋挖鉆施工技術(shù)是一項(xiàng)近幾年興起的新型橋梁樁基礎(chǔ)施工技術(shù),其具備成孔速度快、質(zhì)量可靠、移動(dòng)便利、高效等顯著優(yōu)勢(shì),在當(dāng)前的橋梁建設(shè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。為使該技術(shù)發(fā)揮預(yù)期效果,在實(shí)際情況中應(yīng)了解技術(shù)原理,強(qiáng)化施工檢驗(yàn)和管理,以達(dá)到確保橋梁樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的根本目的。
[1]張紅雷.市政道路橋梁樁基礎(chǔ)施工中旋挖鉆技術(shù)分析[J].科技展望,2016,10(14):36~37.
[2]代 華.橋梁樁基礎(chǔ)施工中旋挖鉆技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用分析[J].江西建材,2015,11(10):167~168.
[3]余 莉,舒武兵,黃 力.道路橋梁樁基礎(chǔ)施工的旋挖鉆技術(shù)[J].交通世界(運(yùn)輸.車輛),2015,11(07):118~119.
[4]李鴻鵬.淺談市政道路橋梁樁基礎(chǔ)施工中的旋挖鉆技術(shù)[J].居業(yè),2015,12(06):73~74.
U445.551
A
2095-2066(2016)33-0201-02
2016-11-12
唐云國(guó)(1984-),男,漢族,四川眉山人,工程師,本科,主要從事市政工程建設(shè)(道路、橋梁、管網(wǎng)、地下綜合管廊)及舊城維護(hù)改造提升工作、研究運(yùn)用大數(shù)據(jù)做好老舊城市設(shè)施運(yùn)營(yíng)維護(hù)、提升城市基礎(chǔ)設(shè)施管理水平。