陳 輝
(保利長大工程有限公司,廣東 廣州 510000)
在實(shí)施旋挖鉆成孔技術(shù)的過程中,離不開專業(yè)旋挖鉆機(jī)的支持。旋挖鉆機(jī)不僅可以保證行動(dòng)的自由性,還可借助桅桿變幅結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)迅速移動(dòng),可在較短的時(shí)間內(nèi)與樁位進(jìn)行順利對接。在桅桿的幫助下,將鉆頭放置于孔位,正式啟動(dòng)鉆機(jī),就可進(jìn)行操作。要進(jìn)行加壓裝置的安裝,通過鉆桿鉆頭施加獲得相應(yīng)的加壓力。在鉆機(jī)提升裝置與伸縮式鉆桿的影響下,就能保證鉆頭順利提出,還能及時(shí)將巖土進(jìn)行清理。通過重復(fù)性操作,就能保證鉆孔符合設(shè)計(jì)的深度。
在橋梁樁基礎(chǔ)施工中,需充分發(fā)揮出旋挖鉆成孔技術(shù)的作用。作為橋梁施工的基礎(chǔ),樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工離不開旋挖鉆機(jī)。首先,要利用底部帶有活門的桶式鉆頭對巖土進(jìn)行破碎處理,保證巖土能夠直接裝入到鉆斗之中。通過鉆機(jī)提升裝置和伸縮鉆桿就能提出鉆斗,實(shí)現(xiàn)對巖土的卸載。通過反復(fù)操作,就能保證最終的成孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度的要求。如果巖土層的粘結(jié)性比較好,就可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝,無需使用泥漿進(jìn)行處理。如果地層容易出現(xiàn)塌陷,或者地層分布大量的地下水,就要采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝,以保證孔內(nèi)能夠獲得護(hù)壁泥漿的保護(hù)。研究人員要加強(qiáng)對成孔器的研究與開發(fā),這樣就能在鉆孔的過程中將多余的土直接擠壓到周邊土層即可,無需進(jìn)行二次提鉆與反復(fù)卸土,這樣就能提高工作效率,降低施工成本。旋挖鉆成孔技術(shù)不僅可以縮短施工周期,還會(huì)通過不斷的改進(jìn)減少施工噪音,避免對周邊居民的生活產(chǎn)生不利影響,還能進(jìn)一步保障施工人員的人身安全。研究人員在研究該項(xiàng)技術(shù)時(shí),會(huì)結(jié)合不同的地域和地基等相關(guān)因素,保證該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)具有一定的針對性和實(shí)效性。由于樁基礎(chǔ)通常會(huì)受到直徑的限制,因此,在應(yīng)用這一技術(shù)的過程中,必須要進(jìn)一步提高打孔的深度。此外,還要進(jìn)一步提高樁基礎(chǔ)的承載力。進(jìn)行澆筑時(shí),要采用專業(yè)的吊錘等必要的工具予以輔助。既要保證澆筑工作順利開展,又要同時(shí)對樁基礎(chǔ)進(jìn)行打擊與夯實(shí)處理,這樣就能提高樁基礎(chǔ)的牢固性,延長樁基礎(chǔ)的使用壽命。
雖然旋挖鉆成孔技術(shù)有其自身的優(yōu)勢,操作比較簡單,施工效率比較高,但在樁基礎(chǔ)施工的過程中,還可能會(huì)產(chǎn)生一些問題。比如,若操作不到位,很容易發(fā)生鉆孔異常,從而導(dǎo)致鉆孔坍塌。鉆孔完畢后,會(huì)產(chǎn)生彎孔和縮孔等質(zhì)量問題,影響施工進(jìn)度。使用旋挖鉆成孔技術(shù)時(shí),還可能會(huì)產(chǎn)生埋鉆問題,這樣不僅會(huì)對設(shè)備造成損壞,還會(huì)影響工程的工期。因此,在應(yīng)用旋挖鉆成孔技術(shù)的過程中,必須要采取有效的控制對策,對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn),才能提高橋梁樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量。
中山市西部外環(huán)高速公路主線樁基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁,樁位位于原古神公路中間,地處第四系海陸混合沉積、珠江三角洲平原地貌區(qū),本路段范圍內(nèi)平原區(qū)上覆第四系海陸交互相淤泥、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)砂、粘土、亞粘土、殘積的亞粘土,淤泥呈流塑狀,局部軟塑,淤泥層具有含水量高,孔隙比大,高壓縮性和強(qiáng)度低的特點(diǎn)。
樁基施工利用圍蔽區(qū)域進(jìn)行,原古神公路左右線保留一條車道,施工車輛圍蔽區(qū)兩側(cè)通行,采用旋挖鉆成孔技術(shù)施工質(zhì)量好,工作效率高,施工噪音低,塵土污染少。
應(yīng)用旋挖鉆成孔技術(shù)之前,要在鉆孔樁的位置處對施工場地進(jìn)行有效填筑,采用全站儀對每一個(gè)樁位的坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)定位。由于旋挖機(jī)的自重?cái)?shù)值比較大,在放置這一設(shè)備之前,必須要嚴(yán)格保障作業(yè)平臺的地基具有強(qiáng)大的承載力。正式施工之前,要對施工場地進(jìn)行平整硬化處理。如果施工平臺是填土筑島圍堰形式,就要在設(shè)備施工的位置處設(shè)置具有一定厚度的鋼板,避免在施工的過程中平臺產(chǎn)生下沉,誘發(fā)位置偏移,保障施工安全。
進(jìn)行旋挖鉆成孔操作時(shí),要考慮到孔內(nèi)的護(hù)壁密實(shí)度,如果成孔之后的留置時(shí)間比較長,就很容易產(chǎn)生孔塌陷事故。要選擇鋼護(hù)筒對孔進(jìn)行有效的保護(hù),避免內(nèi)部的松散土質(zhì)影響孔的質(zhì)量。如果淤泥層的厚度有所增加,就要進(jìn)一步增加鋼護(hù)筒的長度,這樣才能確保施工順利進(jìn)行。由于淤泥層的厚度比較厚,通常要搭配一臺專業(yè)的震動(dòng)錘,確保鋼護(hù)筒能夠得到及時(shí)的處理。埋設(shè)鋼護(hù)筒時(shí),通常要采用口徑較大的鉆頭提前鉆進(jìn)2 m左右,再將鉆頭提出,使用震動(dòng)錘壓入護(hù)筒。要隨時(shí)對護(hù)筒的垂直度和位置情況進(jìn)行檢查,一旦發(fā)現(xiàn)有所偏移,就要及時(shí)進(jìn)行處理,確保成孔后的孔的垂直度符合設(shè)計(jì)要求,避免樁基位置發(fā)生較大的偏移。當(dāng)澆筑工作完成以后,就要及時(shí)將護(hù)筒拔出,要做到平穩(wěn),避免對周邊地層造成影響,更不要影響樁頭。
要根據(jù)不同地層的情況,選擇相應(yīng)的鉆頭。旋挖鉆機(jī)鉆頭類型比較多,由于其構(gòu)造不同,各種類型的鉆頭還可仔細(xì)進(jìn)行劃分。如果不能合理選擇鉆頭,不僅會(huì)影響施工效率,甚至還會(huì)影響工程質(zhì)量。如果是淤泥土質(zhì),就要選擇雙層底旋挖鉆頭;如果是硬膠泥層,就要選擇單進(jìn)土口頭齒直螺鉆頭或旋挖鉆頭;如果是粘土層,就要選擇單層底旋挖鉆頭。要根據(jù)地層的實(shí)際情況配置相應(yīng)的鉆頭。比如,如果是粘性土層,就要采用長鉆筒,這樣可以提高鉆進(jìn)速度。短鉆筒適用于含砂量比較高的土層,需搭配泥漿處理,對鉆進(jìn)速度進(jìn)行合理控制。在比較堅(jiān)硬的巖石地層中,可選擇螺旋式鉆頭,如果鉆頭遇到的巖層比較硬,要及時(shí)對鉆頭的角度進(jìn)行調(diào)整,就能提高鉆進(jìn)速度。在淤泥層施工時(shí),要選擇通氣孔鉆頭,還要設(shè)置導(dǎo)流槽,這樣就能避免產(chǎn)生孔壁坍塌等質(zhì)量問題。
進(jìn)行泥漿配置時(shí),需考慮到地表層的實(shí)際情況,若其主要以回填土、淤泥等類型為主,就要及時(shí)制作泥漿護(hù)壁,就能對孔壁進(jìn)行保護(hù)。制備泥漿時(shí),要保證其具有合適的稀稠度。如果泥漿比較稀,就會(huì)對鉆進(jìn)效果造成影響;如果泥漿比較稠,就會(huì)影響樁基混凝土的質(zhì)量。在選擇泥漿的材料時(shí),主要以聚丙烯酰胺、粘土、燒堿、膨潤土為主。要選擇專業(yè)的制漿設(shè)備進(jìn)行泥漿制作,將制作完畢后的泥漿倒入泥漿池之中。為了避免泥漿發(fā)生沉淀,要采用泥漿泵保證泥漿池中的泥漿循環(huán)。為了進(jìn)一步提高泥漿的粘度,可適當(dāng)添加燒堿。通過這種方式既能減少泥漿發(fā)生沉淀的現(xiàn)象,又能保證顆粒懸浮物的均勻度,提高泥漿的穩(wěn)定性。
在制作泥漿之前,要將粘土塊進(jìn)行破碎處理,使用攪拌機(jī)對粘土進(jìn)行攪拌,使之成為泥漿。將泥漿放入泥漿池之中后,還要考慮到原料的回收工作,避免對環(huán)境造成污染。要設(shè)置完善的凈化循環(huán)系統(tǒng),確保泥漿得到有效的回收。為了保證泥漿的粘稠度合理,就要根據(jù)地層的具體情況對其進(jìn)行有效的調(diào)節(jié),滿足鉆進(jìn)需求。要盡量選擇粘度較高的粘性土作為泥漿制備的主要原料,這樣不僅可以提高泥漿的稠度,還能避免在鉆進(jìn)的過程中產(chǎn)生質(zhì)量問題。確定泥漿的濃度符合懸浮細(xì)渣的要求后,就可以對孔底的沉渣進(jìn)行有效處理與控制。確定泥漿符合要求后,就可以在正式澆筑之前,將孔底的沉渣控制在一定的范圍內(nèi),要及時(shí)進(jìn)行泥漿補(bǔ)充。
在制作鋼筋籠之前,要明確鋼筋的焊接位置,并做好相應(yīng)的標(biāo)記。要選擇三根豎向主筋,并將其固定于鋼筋籠的制作臺架上,在設(shè)置加筋箍筋時(shí),要采取焊接工藝進(jìn)行處理。要選擇特殊的鋼筋掛鉤,將其分成若干組,保證其長度與主筋之間的間距相符。要明確需要焊接的位置,保證其他的豎向主筋得到逐一焊接。進(jìn)行鋼筋籠運(yùn)輸時(shí),要選擇專業(yè)的吊車進(jìn)行吊裝處理。在下放鋼筋籠的過程中,要穩(wěn)定進(jìn)行操作,避免鋼筋籠與孔壁之間發(fā)生碰撞。進(jìn)行骨架下放時(shí),要仔細(xì)觀察骨架與鋼筋籠之間的位置,一旦其到達(dá)頂部的加勁箍位置,就要及時(shí)采用管壁較厚的鋼管對骨架進(jìn)行穩(wěn)定處理。處理完畢后,在對下一環(huán)節(jié)進(jìn)行同樣的吊裝與處理。施工人員需保證軸線與第一節(jié)之間彼此對準(zhǔn),然后將鋼筋接頭進(jìn)行連接。通過這種方式繼續(xù)吊裝,就能保證所有的鋼筋籠得到順利安裝。
在進(jìn)行鉆進(jìn)操作時(shí),要根據(jù)不同的地層情況,選擇相應(yīng)的鉆進(jìn)速度。最初進(jìn)行鉆進(jìn)操作時(shí),或者當(dāng)鉆機(jī)穿過軟硬層之間,就要將鉆桿保持在豎直方向,減緩鉆進(jìn)速度。要嚴(yán)格把控鉆進(jìn)的速度,避免操作過猛,否則就會(huì)產(chǎn)生安全事故。一旦遇到難以鉆進(jìn)的情況,就要提鉆,并及時(shí)進(jìn)行檢查,了解問題產(chǎn)生的原因,并做好相應(yīng)的處理工作,然后繼續(xù)鉆進(jìn)。要保證鉆斗的升降速度得到合理的控制,速度過快或過慢均不利于鉆進(jìn)的質(zhì)量。如果速度比較快,轉(zhuǎn)斗的底部就會(huì)產(chǎn)生較大的壓力,泥漿會(huì)對孔壁形成沖擊,導(dǎo)致孔壁出現(xiàn)坍塌或縮孔等質(zhì)量問題。為了保證轉(zhuǎn)斗的升降速度和轉(zhuǎn)速范圍得到有效的控制,可參照表1。
表1 鉆頭適宜升降速度及轉(zhuǎn)速參考值
進(jìn)行旋挖鉆成孔施工時(shí),要嚴(yán)格控制鉆孔的速度,要考慮到孔壁的特殊性,避免出現(xiàn)成孔坍塌等質(zhì)量事故。當(dāng)成孔操作完畢后,就要保證鋼筋籠及時(shí)得到安裝,還要做好混凝土澆筑工作,避免各工序之間間隔時(shí)間過長。如果泥漿具有良好的懸浮能力,就要將混凝土澆筑的等待時(shí)間適當(dāng)延長,但不要超過十個(gè)小時(shí)。如果地層中的粉細(xì)砂層比較多,就要進(jìn)一步縮短混凝土的澆筑等待時(shí)間。進(jìn)行鋼筋籠的安裝時(shí),要嚴(yán)格按照相應(yīng)的要求進(jìn)行操作,避免對孔壁造成影響,否則就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的塌方事故。當(dāng)鋼筋籠順利安裝后,就要立刻進(jìn)行混凝土澆筑。如果澆筑耽擱的時(shí)間比較長,就不能保證孔底部的沉渣是否符合設(shè)計(jì)要求,一旦出現(xiàn)問題則很難進(jìn)行處理。通常可采用專業(yè)的撈渣轉(zhuǎn)斗對孔底進(jìn)行清理,但卻不能保證鋼筋籠底部的沉渣得到徹底清除。首次澆灌混凝土之前,施工人員要嚴(yán)格按照相應(yīng)的要求放置固定球。要保證混凝土的存量與第一次灌注量相等。還要保證施工現(xiàn)場的混凝土罐車中存儲的混凝土數(shù)量充足。要加強(qiáng)對混凝土的檢測,確定其質(zhì)量沒有問題后方可投入使用。
進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工時(shí),要設(shè)置相應(yīng)的鉆孔允許誤差值,在正式鉆孔之前,要使用水平儀對施工護(hù)筒的標(biāo)高予以確認(rèn),并將其作為施工的基點(diǎn),還要明確計(jì)算孔的深度,避免在鉆孔的過程中出現(xiàn)較大的誤差,嚴(yán)格保障樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。要加強(qiáng)對每個(gè)階段的施工檢查,這樣才能有效避免問題的發(fā)生。要制定完善的管理機(jī)制,明確各項(xiàng)職責(zé),一旦發(fā)生緊急狀況就能在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。要隨時(shí)對鉆桿的垂直度進(jìn)行檢查,可采用深度計(jì)數(shù)器對鉆孔的深度進(jìn)行精準(zhǔn)控制。
總之,旋挖鉆成孔技術(shù)的發(fā)展速度比較快,優(yōu)勢比較多,在開展橋梁樁基礎(chǔ)施工時(shí),要充分發(fā)揮出這一技術(shù)的優(yōu)勢,掌握正確的操作方法,保證施工質(zhì)量得到有效的控制。