李炎軍

旋挖鉆施工技術(shù)是目前橋梁樁基施工中較為新型的施工技術(shù)之一，因其自身具有污染小、施工效率快、施工質(zhì)量和自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在橋梁樁基施工中，且通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用也改變了傳統(tǒng)樁基施工中存在的問(wèn)題，降低了施工難度，保護(hù)了周邊環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)而為橋梁道路建設(shè)行業(yè)的發(fā)展提供了有利幫助。

一、項(xiàng)目概況

（一）工程簡(jiǎn)介

粉煤灰?guī)靺^(qū)所處的場(chǎng)地地層主要由新近堆積粉煤灰吹填土層和第四系坡積土土層組成，基巖為第三系沉積粗砂巖、紅色粉砂巖和石炭紀(jì)灰?guī)r及前震旦紀(jì)千枚巖組成?；?guī)r為可溶性巖，溶洞發(fā)育，巖面變化較大，場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。為確?？缭交?guī)鞓驑蛄旱氖褂脡勖?，橋梁采用的是D160鉆孔灌注樁穿透粉煤灰層和部分溶洞區(qū)嵌入微風(fēng)化千枚巖作為基礎(chǔ)持力層，開展相應(yīng)施工作業(yè)，以保證整體施工質(zhì)量。

（二）地基巖土層的性質(zhì)和均勻性

通過(guò)勘察資料顯示可以看出，本工程中存在的巖土層結(jié)構(gòu)和其具體特征為：第一，粉煤灰：灰黑色，濕，松密～稍密狀態(tài)，物質(zhì)成分主 要 為SiO2、AL2O3、FeO、TiO等組成，含有8%～10%有機(jī)質(zhì)，層厚6～31.5米，主要分布在表層，工程性能較差，性質(zhì)變化較大，基本全場(chǎng)分布。第二，粉質(zhì)黏土：黃褐色，可塑狀態(tài)，濕，物質(zhì)成分主要由黏粒、粉粒和少量細(xì)砂粒組成，屬殘坡積地層，主要位于粉煤灰?guī)靺^(qū)底部和周邊山體風(fēng)化層表層。第三，-1強(qiáng)風(fēng)化粗砂巖：灰白色，強(qiáng)風(fēng)化，濕，巖體裂隙很發(fā)育，極破碎，呈碎塊狀-散體狀結(jié)構(gòu)，主要分布在場(chǎng)地西側(cè)。第四，-2中風(fēng)化粗砂巖：灰白色，中風(fēng)化，巖石堅(jiān)硬程度為軟巖，巖體完整程度為破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V類。第五，-1全風(fēng)化粉砂巖：紫紅色，全風(fēng)化，濕，巖體風(fēng)化呈土狀，主要分布在場(chǎng)地中部，分布較廣泛。第六，-2強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖：紫紅色，強(qiáng)風(fēng)化，工程性能較好，性質(zhì)較均勻。第七，-1強(qiáng)風(fēng)化千枚巖：黃褐色，強(qiáng)風(fēng)化，濕，巖體完整程度為極破碎。主要分布在場(chǎng)地兩側(cè)。第八，-2中風(fēng)化千枚巖：灰黑色、青灰色，中風(fēng)化，濕，巖體裂隙發(fā)育，巖體破碎，呈碎塊狀-層狀結(jié)構(gòu)，其層頂埋深為27.90～69.20米。第九，-3微風(fēng)化千枚巖：灰黑色，微風(fēng)化，裂隙較發(fā)育，呈塊狀、厚層狀構(gòu)造，能見明顯的千枚巖層理構(gòu)造，主要分布在場(chǎng)地東側(cè)。第十，充填土：黃褐色，濕，基本上呈可塑狀態(tài)，局部呈軟塑狀態(tài)，物質(zhì)成分為黏性土、風(fēng)化千枚巖碎屑、砂性土和少量石英碎石組成，充填土層中可能含有灰?guī)r孤石，其強(qiáng)度較低，高壓縮性，主要為灰?guī)r溶洞沖填物，其層頂埋深為15.30～40.60米，層厚達(dá)10.00～40.00米。主要分布在場(chǎng)地兩側(cè)。第十一，灰?guī)r：灰白色、灰黑色，濕，巖體裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，厚層狀結(jié)構(gòu)，巖石堅(jiān)硬程度為較硬巖，埋深在25.50～46.30米，分布在橋梁兩側(cè)。

表1 穩(wěn)定液的主要材料表

（三）總體方案

由于該工程位于粉煤灰堆積庫(kù)區(qū)域內(nèi)，所以在樁基施工中先進(jìn)行粉煤灰開挖至樁頂標(biāo)高下一米的距離時(shí)，進(jìn)行換填鉆孔平臺(tái)，之后再利用振動(dòng)錘插打鋼護(hù)筒的方式，使其達(dá)到標(biāo)高設(shè)計(jì)要求，利用旋挖鉆施工技術(shù)進(jìn)行粉煤灰層和土層的鉆孔施工，然后再利用沖擊鉆進(jìn)行巖層施工。

二、旋挖、沖擊鉆孔樁施工技術(shù)

（一）泥漿（穩(wěn)定液）制備

1.原材料。泥漿在制備過(guò)程中要確保其密度、黏度以及PH值含沙量等指標(biāo)參數(shù)在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，這樣才能有效保證其性能的穩(wěn)定，符合施工具體要求。泥漿中的膨潤(rùn)土需按照國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行選購(gòu)，選擇黏粒含量大于50%，塑性指標(biāo)大于20，含砂量小于5%，且在泥漿制備中，二氧化硅和三氧化鋁材質(zhì)的比例要在黏土3～4倍，以提高泥漿質(zhì)量。具體內(nèi)容如表1所示。

2.配合比。配合比的確定需要結(jié)合地基土的性能和狀態(tài)、鉆機(jī)的情況以及工程施工的具體要求。通常情況下，100升的水中需要加8千克左右的膨潤(rùn)土，對(duì)于黏性土只需加入4千克左右的膨潤(rùn)土。所以工作人員需要結(jié)合土層的實(shí)際情況，確定配合比內(nèi)容，以優(yōu)化泥漿性能，為后續(xù)施工質(zhì)量的保障奠定基礎(chǔ)。

（二）灌注樁成孔施工技術(shù)

1.施工測(cè)量與鋼護(hù)筒插釘施工技術(shù)。在完成鉆孔平臺(tái)開挖作業(yè)并實(shí)施填平處理后，需要利用全站儀對(duì)孔樁位置予以確定，并利用吊機(jī)實(shí)施鋼護(hù)筒的插打作業(yè)。其中需要注意的重點(diǎn)事項(xiàng)有：第一，鋼護(hù)筒要選擇厚度在20毫米以上的A3鋼板卷制，且直徑控制在1.7米左右。第二，鋼護(hù)筒應(yīng)以8.5米左右的長(zhǎng)度進(jìn)行分段制作，確保其質(zhì)量。第三，由于鋼護(hù)筒是以拼接形式連接的，所以在拼接過(guò)程中應(yīng)注意其連接性，并確保整體長(zhǎng)度符合工程的實(shí)際要求。第四，在鋼護(hù)筒插入過(guò)程中，需保證其位置的垂直性、準(zhǔn)確性，不得存在較大偏差，且插打流程要嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行操作。具體流程：場(chǎng)地?fù)Q填清理平整→測(cè)量放樁位→插打鋼護(hù)筒→校核鋼護(hù)筒垂直度→鉆機(jī)就位→鉆孔施工。

2.旋挖鉆成孔施工技術(shù)。在施工過(guò)程中需要在動(dòng)力頭轉(zhuǎn)動(dòng)底門的位置上安裝筒式鉆斗機(jī)，以保證巖土層的施工質(zhì)量，同時(shí)還需利用卷?yè)P(yáng)機(jī)、伸縮鉆桿等設(shè)備進(jìn)行卸土，減少雜質(zhì)混入，以加強(qiáng)鉆孔深度的合理性。在鋼護(hù)筒插入過(guò)程中，可根據(jù)土層結(jié)構(gòu)選擇合適的鉆進(jìn)方式，如干式鉆進(jìn)法、清水鉆進(jìn)法等，且無(wú)須泥漿護(hù)壁。但對(duì)于較為松散或者存在地下水的土層來(lái)說(shuō)，則需要采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝來(lái)確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少危險(xiǎn)的發(fā)生。在施工過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)查看鉆頭情況，一旦發(fā)現(xiàn)其存在磨損，務(wù)必及時(shí)更換，保證工作效率。

3.沖擊成孔施工技術(shù)。沖孔樁機(jī)主要是在中風(fēng)化、微風(fēng)化千枚巖中成孔。首先樁基就位。就位過(guò)程中，要確保鋼絲繩中心與樁機(jī)位中心的一致性，以免在施工中存在偏差等問(wèn)題，影響孔洞質(zhì)量。其次沖擊成孔。由于本工程采用了填筑平整鉆孔平臺(tái)，其護(hù)筒腳下的土層相對(duì)較為松散，所以在鉆孔前需要添加適量的黏土，并調(diào)整其沖程情況，來(lái)確保施工質(zhì)量。另外，在沖程過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)土層、巖石層的情況合理區(qū)分沖程情況，如礫石、漂石類土層可以采用高沖程；松散土層可以采用中沖層，這樣能夠更好地降低鉆孔中產(chǎn)生的振動(dòng)頻率，避免坍塌問(wèn)題的出現(xiàn)。再次，檢孔工序在成孔后，下鋼筋籠這一階段內(nèi)，且要根據(jù)實(shí)際孔徑情況制作合理的檢孔器。在檢查過(guò)程中，將檢孔器緩慢的放入孔內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)下放過(guò)程中暢通無(wú)阻，則說(shuō)明孔徑大于籠徑；如果遇到阻礙，則說(shuō)明孔徑設(shè)置存在問(wèn)題，需要采取合理方式予以解決。最后為砼的灌注。首批混凝土灌注采用的是撥球法施工，利用大集料斗和導(dǎo)管將砼料灌注到指定位置，在首批砼灌注完成后，利用小集料斗進(jìn)行后續(xù)澆筑作業(yè)，直到完成整根樁的澆筑作業(yè)。在砼灌注時(shí)，需確?；炷镣撩娴母叨取?qiáng)度等與實(shí)際要求相符，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管掩埋深度，讓其不超過(guò)2～6米。且頂面的澆筑標(biāo)高應(yīng)控制在0.8米以上，并對(duì)多余部分予以提出。灌注過(guò)程中務(wù)必做好詳細(xì)記錄，便于后期檢查工作的開展。

三、溶洞處理

（一）一般溶洞處理

一般溶洞指的是高度在4米以內(nèi)，且連通性較差的溶洞。在處理過(guò)程中，要先結(jié)合勘察情況和超前鉆資料制定合理的施工方案，以加強(qiáng)土質(zhì)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，且要求工作人員詳細(xì)了解溶洞情況以及施工技術(shù)，從而促進(jìn)施工的有序進(jìn)行。在擊穿洞頂前，應(yīng)使用小沖程緩慢進(jìn)行，避免卡鉆情況的發(fā)生。當(dāng)施工中存在泥漿面下降、孔內(nèi)水位變化較大、鉆進(jìn)速度較快等情況時(shí)，表面已經(jīng)進(jìn)入溶洞。

（二）大型溶洞處理

對(duì)于高于4米，連通性較好的溶洞，需按照大型溶洞完成處理工作，其通常采用的方式有片石水泥造壁法和灌注混凝土護(hù)壁二次成孔鉆進(jìn)法這兩種。

1.片石水泥土造壁法。在施工過(guò)程中，一旦出現(xiàn)漏漿情況，要及時(shí)采用泥漿填補(bǔ)，并向孔中拋袋裝水泥和黏土、片石混合物的方式來(lái)降低漏漿影響，待改善后方可開展鉆進(jìn)工作。在鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)確保在泥漿凝結(jié)前完成作業(yè)內(nèi)容，以免因漿液凝固影響鉆進(jìn)效果和質(zhì)量。

2.灌注混凝土護(hù)壁二次成孔鉆進(jìn)法。在處理填充物為流塑狀溶洞時(shí)，很容易出現(xiàn)涌水、涌漿等情況，這時(shí)可以采用該方法對(duì)其進(jìn)行改善，以保證泥漿側(cè)向壓力的平穩(wěn)性。在施工作業(yè)中，可以在擊穿溶洞頂板后加大泥漿注入比重，減少上述情況的發(fā)生，保證護(hù)壁質(zhì)量。而在鉆至溶洞底板后，可以通過(guò)完善混凝土溶液灌注的方式來(lái)保證其穩(wěn)固性。此外，在整體施工過(guò)程中，還應(yīng)合理控制施工順序，通過(guò)分段施工的方式來(lái)提高整體施工質(zhì)量，減少坍塌等危險(xiǎn)的發(fā)生。

（三）樁基施工質(zhì)量控制

1.孔壁坍孔及預(yù)防措施。造成孔壁坍塌的原因主要有：提升下落沖錘和掏渣桶時(shí)發(fā)生的孔壁碰撞；護(hù)筒周圍保護(hù)措施不合理，產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，影響孔壁質(zhì)量；泥漿注入不合理或者泥漿密度不足；松散土層中進(jìn)尺速度較快。所以在實(shí)際施工中，應(yīng)保證下落沖錘和掏渣桶的穩(wěn)定性，減少碰撞的發(fā)生；同時(shí)還要強(qiáng)化護(hù)筒周邊的防護(hù)效果，提高泥漿灌注質(zhì)量，減少問(wèn)題的產(chǎn)生；在松散土層施工中，應(yīng)合理控制進(jìn)尺速度。

2.成孔偏位及預(yù)防措施。成孔偏位的產(chǎn)生原因有：樁機(jī)安裝中，應(yīng)做好支撐和固定作業(yè)以避免其存在不穩(wěn)定的情況，另外若土層結(jié)構(gòu)變化還會(huì)使得樁機(jī)位置出現(xiàn)偏移。其預(yù)防措施為：首先，對(duì)樁機(jī)進(jìn)行加固處理，加強(qiáng)其位置的穩(wěn)定性。其次，對(duì)地層結(jié)構(gòu)實(shí)行詳細(xì)勘察，對(duì)不均勻區(qū)域予以填充，加強(qiáng)其平整性。且在回填過(guò)程中，需合理選擇回填材料，并確定高程數(shù)值，減少偏差的產(chǎn)生。最后，在填充完成后，需靜止2小時(shí)左右，確定樁位的準(zhǔn)確性，以免影響施工效果。穿過(guò)傾斜巖層過(guò)程中，可采用自重較大的沖擊鉆，以低錘密擊的方法進(jìn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

在跨粉煤灰?guī)靺^(qū)橋梁樁基施工中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合場(chǎng)地整體地質(zhì)情況合理選擇樁基施工技術(shù)，設(shè)計(jì)合理的施工方案內(nèi)容，以促進(jìn)施工作業(yè)的有序進(jìn)行，減少坍塌等問(wèn)題的出現(xiàn)。與此同時(shí)，在施工過(guò)程中，還要對(duì)存在的問(wèn)題予以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，以避免問(wèn)題擴(kuò)大影響樁基整體施工效果，增大危險(xiǎn)系數(shù)。唯有如此，才能有效提高橋梁樁基施工質(zhì)量，優(yōu)化橋梁使用性能，進(jìn)而為我國(guó)交通行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展貢獻(xiàn)力量。