关于旋挖钻在桥梁桩基成孔施工中的问题及对策

朱日成

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

1 旋挖钻技术原理

利用钻机的行走功能与桅杆变幅机构，保证钻具定位更加准确，运用桅杆导向，将钻杆下放到底部具有活门桶式钻头位置，钻机的动力头装置能够为钻杆提供相应的扭矩，并利用加压装置，运用加压动力头方法，直接将加压力传递到钻杆的钻头处，钻头回转将岩土破碎，并将其压入到钻头内部，并利用钻机提升装置，包括伸缩式钻杆，直接将钻头提取到孔外进行卸土处理，通过多次循环，有序的进行取土与卸土，达到指定的设计深度即可。

2 旋挖钻成孔桩优势分析

2.1 成孔速度比较快

旋挖桩成孔的施工速率比较快。在常规的公路桥梁桩基施工环节，采取循环钻机与冲击钻机比较多，施工效率比较低。例如，在某桥梁工程施工当中，直径为1.5 m、深度为30.0 m的桩基，如果采用循环钻机，施工作业人员需要2～5 d时间才能够完成施工。若运用三一SR280型的旋挖钻进行施工，只需要7.5 h左右，就能够顺利完成钻孔施工。旋挖钻成孔施工效率比较快，能够节省大量的施工时间。

2.2 适应能力强

旋挖钻机具有比较强的地层适应力，作业人员通过更换钻头，旋挖钻机能够在黏土与砂土地层中有序施工。旋挖钻成孔施工工艺的实用性比较强，经济效益显著，旋挖钻机成孔单价大约为220.0元/m3，在一些工期比较紧张的桥梁工程中，能够取得较好的经济效益。

2.3 环保性能好

和常规的循环钻机相比较来讲，旋挖钻机可循环利用泥浆，但是，常规的循环钻机则会产生泥浆，旋挖钻成孔施工工艺的环保性能比较好。此外，旋挖钻机移动更加方便，钻机下部带有履带，能够实现自动移位，而且不需要使用吊车。旋挖钻机的对孔定位更加精确，在对位施工的过程中，操作人员运用新型电子设备，就能完成桩孔的精准定位。

3 旋挖钻在桥梁桩基成孔施工中的问题及对策研究

3.1 旋挖钻施工工艺流程

第一，桩位的准确测定。在桩位测定过程当中，作业人员要做好精准定位，自放线位置进行测量，减少累计误差，并加强对控制点的保护，避免桩位受到外界环境因素的影响而产生较大偏差。

第二，钻机的准确就位。要对桩位进行有效复核，运用旋挖钻机与人工配合方式，准确的埋设护筒，钻机就位的过程当中，要保证定位精确、水平。钻机导杆中心线、回旋盘中心线与护筒的中心线处于同一条水平线上。

第三，护筒埋设施工。采用人工辅助配合方式，在旋挖钻斗挤压作用下，对埋设的护筒位置进行科学调整。

第四，护壁泥浆施工。旋挖钻成孔需要在护壁泥浆保护下进行钻进施工，作业人员要结合钻机的结构，有序的开展护壁泥浆施工。钻头在钻进的过程当中，需要多次上、下提钻操作，若护壁泥浆质量不达标，特别容易出现塌孔事件。所以，在钻进的过程当中，作业人员要结合该地区地层条件特点，运用平衡钻进施工原理进行施工，并加大泥浆管理力度，尽可能使用地层黏土进行造浆。

第五，钻进成孔施工。钻进就位完毕后，作业人员需要妥善调整钻杆的垂直度，并在其内部注入适量泥浆，并进行有序的钻孔。待钻头下降至设定的深度之后，对钻斗施加一定压力，将土体直接挤入到钻斗内部，若仪表自动显示泥浆已经装满，在钻斗底部进行关闭，并将钻斗提升，将土直接卸到指定的堆放地点。

3.2 孔身倾斜问题与处理对策

在桥梁桩基成孔施工环节应用旋挖钻，如果岩层节理出现大面积的倾斜，特别容易发生孔身倾斜现象。所以，作业人员可根据钻挖钻机显示器，针对桅杆工作情况，进行有效的现实，进而更好的了解桅杆偏移情况。作业人员也可以结合显示器桅杆位置，进行有效的监测，保证桅杆能够顺利达到预定位置。在具体的作业环节，如果有需要，可以进行斜孔施工，作业人员可利用显示器自动定位按钮，合理设定位置，并进行调垂操作。在无水干孔钻进的过程当中，作业人员可以采用测绳，对孔洞进行全面检查。如果钻孔当中有泥浆与水，则需要使用检孔器，对孔洞进行全面检测。

通过应用检孔器进行全面检查，能够帮助作业人员更好的了解钻孔内部情况， 如果检孔器不能够沉到原有的深度，护筒中心会出现较大偏移，引发弯孔与缩孔现象。为了保证孔身偏斜问题得到更好处理，作业人员要找到孔身偏斜原因，并采取科学措施进行处理。一般情况下，作业人员需要在偏斜位置，将钻锥进行高吊，进行多次扫孔，保证钻孔处于竖直状态。

3.3 坍孔问题与处理对策

在应用旋挖钻成孔施工工艺时，产生坍孔的原因比较复杂，具体如下。

第一，钻进过程当中遇到流沙层，钻孔内部的水位和地下水位之间的水位差比较大，很难保持既有的静水压力，出现坍孔现象。

第二，机器振动引发的坍孔。

为了减少坍孔现象的出现，作业人员要找到具体原因，并采用针对性处理措施来处理，例如，可以适当加大水头、将对方在护筒四周的重物有序移开等等。由于钻进深度的逐渐加大，需要作业人员做好泥浆补充工作，保证钻孔内部水头压力符合相关规定，防止出现坍孔现象。如果坍孔现象不是特别严重，作业人员可以对坍孔位置进行有效的回填，保证泥浆性能得到良好改善。如果坍孔现象比较严重，作业人员需要利用小砾石夹粘土进行有效回填。

3.4 孔径扩大问题与处理对策

通常来说，出现孔径扩大问题的主要原因如下。

第一，泥浆质量不达标。如果泥浆的黏稠度比较大，不满足有关技术要求，泥浆质量不满足相关要求，会降低最终的护壁质量，特别容易出现坍塌现象。如果施工区域的地下水位比较高，再加上孔洞内部的泥浆面低于地下水位，地下水容易出现渗水现象，地层出现大面积塌陷，使得孔径不断扩大。

第二，施工操作不当。软流塑地层钻感比较差，钻头通过压入的方式，逐渐进入到地层当中，出现泥包钻头形式，钻头在提升的过程当中，产生活塞效应，钻头周围泥土逐渐被吸入到下部位置，孔壁周围泥土逐渐被钻头吸入到下部，使得孔壁周围泥土出现流入现象，孔径逐渐扩大。

对于作业人员来讲，针对孔径扩大问题，可以采取以下处理措施。

第一，严格控制泥浆的质量，保证钻孔内部的泥浆高度符合相关规定要求。

第二，合理控制钻进速度，防止出现泥包钻头现象。在钻进软流塑地层的过程当中，作业人员需要详细的记录下钻孔深度，防止钻头对底层产生较大压力。

4 结束语

通过对旋挖钻在桥梁桩基成孔施工中的问题及对策进行有效分析，例如孔身倾斜问题与处理对策、坍孔问题与处理对策、孔径扩大问题与处理对策等，能够保证旋挖孔成孔施工工艺得到更好利用，提高桥梁的稳固性。