桥梁桩基建设中的工程机械技术

2020-11-17李茂富

设备管理与维修 2020年20期

李茂富

（中铁十九局集团第六工程有限公司，江苏无锡 214028）

1 桥梁桩基工程机械分类

预制桩及灌注桩施工属于桥梁桩基建设基础桩的两种施工方式。其中预制桩施工主要包括四种形式：打入法、振入法、射水法以及压入法，且每种施工方法都有与之匹配的施工机械参与施工建设。例如：打入法使用各种锤类打桩机将桩头打入地基；振入法是利用高频率振动机械将桩头深入到地面内部，所使用的机械是振动锤；射水法是使用压力较大的水泵对桩身进行施压，水泵的优势在于既能减少桩身进入地基的摩擦阻力，又可以促使桩身快速准确地嵌进地基之中；压入法是利用桩身压入地基的原理，在桩头处添加一个较强的静力，压入法施工，不会对周围环境造成太大影响，也不会对桩头造成破坏[1]，建设单位在该施工步骤通常采取压装机，但由于压装机重量较大，给移动和安装工作造成一定困难。

灌注桩施工建设的重要环节是灌注桩成孔，取土成孔和挤土成孔是灌注桩成孔的两种主要施工方法。施工过程中，不同的成孔方法采用不同的施工机械。例如：在实际施工操作中，挤土成孔方法首先是根据之前设计好的深度，选用机械振动锤将一根钢管嵌入规定的深度范围，然后再拔出完成灌注桩成孔，而取土成孔要利用冲剂式钻孔机、循环钻孔机以及螺旋钻孔机三种不同类型的机械[2]（图1）进行冲击、冲抓和会转等施工，完成灌注桩成孔工作。

图1 不同类型钻孔机

2 桥梁桩基建设中的工程机械技术

2.1 预制桩施工机械技术

以振入法中使用的施工机械振动锤（图2）为例，分析预制桩施工技术。

振动锤是预制桩施工技术中最常用的施工机械。振动锤和振捣器的结构区别在于振捣器在打桩过程中对桩头施加压力的是振捣板，而振动锤的组成部分包括电机、三角皮带、桩帽以及振动器和传送带。在实际预制桩施工过程中，振动锤的工作原理是振动器由电机带动发出动力，再由三角皮带和传送链将振动力传送到振动器，致使偏心轴反向回转，振动器因轴线变化而逐渐开始振动，进而大大的减少桩身周围的摩擦力，最终确保桩身嵌入桩基内部。为避免振动锤在施工过程中出现较大的振动，在振动锤内部结构加入弹簧装置，实现机械内部减振。在振动锤施工机械中通常将装有弹簧装置的振动器称为柔性振动锤，没有弹簧装置的则为刚性振动锤。不同桩基需要不同的振动力度，通过皮带传送过程可以对振动频率进行适当调节。

2.2 灌注桩施工机械技术

灌注桩施工的重点环节是成孔，具体的成孔方法包括冲击成孔、冲抓成孔以及回转钻削冲孔三种方法，不同的成孔方式选用的工程机械也不一样。

（1）冲击成孔。在起重机吊杆上设计一个冲击锥，使用冲击锥将石料打碎形成空洞，然后将泥浆灌注到形成的空洞里，料渣可以通过泥浆浮力清除。无论黏土土层还是砂土土层都可以采用冲击成孔的方法，因此，在实际灌注桩成孔施工中冲击成孔应用较为广泛。

（2）冲抓成孔。将成孔需要的石料使用钻架中的冲抓斗进行冲抓，该类方式主要适用于卵石土质层的灌注桩成孔施工，同时，为保证施工安全，要使用套管配合完成成孔。

（3）回转钻削成孔。主要是利用钻孔机带动钻杆和钻头回转，对土壤进行高压冲击，形成钻孔。需要注意的是，应用该技术过程中一定要注意在进行钻削成孔时要在钻杆位置设计配合的回转机构，该机构在钻头安装时要安装在钻杆下面，同时根据不同的土壤施工选择合适的钻头型号。

图2 振动锤

3 桥梁工程机械设备使用与维护管理措施

3.1 桥梁机械设备的基础管理

桥梁机械设备在使用中一定要做到合理搭配、安全运用。在桥梁施工前，工作人员对整个工程项目要有全面的认识，清楚施工现场现有的施工机械设备，对其进行合理的分配利用，从而提高施工机械的使用效率[3]。同时，在实际施工中一定要做好桥梁机械设备的基础管理工作，对于施工现场使用的重量较大的机械设备，必须要按规定进行操作，确保施工的安全性，避免出现生产安全事故。还有就是要做好各个机械的护理保养工作，避免出现生锈等问题，保证所有机械设备在实际施工操作中安全运行。

3.2 运行管理组织和管理制度

在桥梁工程建设中，只有建立完善高效的运营管理组织和管理制度，才能确保整个工程机械的工作效率。如果却缺乏健全的管理机制，在使用工程机械方面则会出现混乱，对整个机械设备造成管理缺失[4]。因此一定要根据相关的法律要求、按标准建立专业管理组织机构。在选取管理机构人员时，要保证每个工作人员都有较强的工作责任意识，积极学习相关机械专业知识，做好相关的管理工作，避免因管理不当给企业造成损失。

3.3 机械设备操作人员的培训

桥梁机械设备操作人员的专业知识和操作技能，对整个施工安全有很大的影响，因此必须提高施工机械操作人员的专业技能以及自身素质[5-6]。首先要加强操作人员的责任意识，让操作人员充分认识到自己所承担的重要责任，不仅做好机械设备的保养护理工作，同时也在工作中时刻拥有较强的责任意识，避免施工机械出现不必要的损坏，确保工程建设高效平稳进行。还有就是提高操作人员的专业知识和操作技能，定期对操作人员进行学习培训，选用有工作经验的人员参加，防止因操作人员失误造成重大生产安全事故，提高施工机械的使用率，提高建筑项目的施工效率。