桥梁桩基础旋挖钻孔灌注桩施工技术分析

程峰

摘要：本文以桥梁桩基础旋挖钻孔灌注桩施工为探讨主题，针对当前桥梁桩基础施工技术的应用现状，分析旋挖钻孔桩施工原理与技术特点，从选择适宜的钻斗与钻进速度、旋挖钻机入岩钻进的注意事项、钻斗施工过程中升降速度的影响与泥浆材料的制备等四方面总结旋挖钻孔灌注桩的适用性与技术要求，为桥梁桩基础施工建设的优化发展提供良好建议。

关键词：桥梁桩基础;旋挖钻孔灌注桩;施工技术

引言：近年来桥梁道路工程建设规模不断扩大，对于环保节能方面，政府相关部门出台的制度规范要求愈加严格，旋挖桩施工工艺逐步走向低噪音、高效率与底污染的发展方向，并增加了对智能化操作技术的应用。当前，具有环保智能操作特点的桩基础施工技术得到了广泛应用，但复杂性也是这一操作技术的主要特点，正确应用旋挖钻孔灌注桩施工技术才能确保桥梁桩基础的高质量建设。

1 旋挖钻孔桩施工原理与特点

与传统的成孔方法不同，旋挖钻孔灌注桩施工技术着重创新了成孔工艺。现阶段，旋挖钻斗施工机理的应用最为常见，其主要借助钻杆的可调节性将主机动能扭矩加以传递，并带动回旋钻斗的运行，以干、湿两种模式旋转钻进。在钻进过程中，钻齿将土渣进行切削，然后借由斗门进入到桶内，下部土渣会将推力逐渐层层叠加，然后将桶体装满土渣，在装满后将桶体从孔内提出，向外缷土。旋挖机是一种专业的机械设备，进行逐次取土与成孔作业的反复循环，其具备极高的自动化程度，在主机部分，主要采取履带式底盘承载的运行模式，在不同的施工场地内都可以自如运行。利用电脑控制技术，能够对钻孔位置精确定位，并将成孔的垂直度进行自动校正，并对钻孔深度自动测量，将成孔质量最大程度内提高，确保其符合各个方面的技术指标要求[1]。在成孔速度方面，主要由钻杆伸缩来控制，不仅需要将力矩传递到钻头，还可以快速升降钻头，进行缷土作业，使得成孔的辅助时间大幅缩短，实现成孔效率的大幅提升。与常规的回转桩机成孔方式相比，此种成孔方式的作业速度是其5-6倍。环保也是旋挖钻孔技术的主要特点，当土渣从旋挖桩的钻头内取出来时，一般都采用车运方式随时运走，不会将土渣堆积在作业现场。泥浆材料主要起到护壁作用，不需用以排渣，在泥浆材料的存储方面，可以利用专用罐储存泥浆，放在作业现场内，加以循环再使用，将施工污染有效降低。柴油动力由主机自带，在成孔作业过程中，不需与外接电力源进行连接，或配备其他大型的发动机，实现了部分电缆安全隐患的有效清除。

2 桥梁桩基础旋挖钻孔灌注桩的适用性与技术要求

2.1钻斗与钻进速度的选择

在桥梁桩基础旋挖钻孔灌注桩施工过程中，应选择适宜的钻斗与钻进速度，实现施工质量与作业效率的有效提高。若选择的钻具不合适，一方面，成孔速度会被制约，作业速度慢，且会造成钻具的严重消耗，动力能源被大量浪费。在严重情况下，很容易引发钻孔内施工事故。在各种钻头的标准适用范围内，钻孔速度与钻具选择的合理性具有十分紧密的联系，通过切割作业，旋挖机会平整分割所钻地层，形成大块岩渣，再将其装入钻头桶内，最后从孔内运输出去。因此在选择钻机钻斗时，必须确保其强度要超过地下层部分的抗压强度，确保切削作业效果良好。在进行调整时，应综合考虑旋转速度与截齿角度等其他因素，大幅度提高钻孔作业效率。

在控制成孔过程中的进尺速度时，应结合地层的变化情况与孔深情况等调整钻进速度参数，在完成硬底层的钻进作业后，便进入到软地层的钻进施工，这是可以将钻进速度适当加快，当软底层向硬底层过渡时，可以将速度适度减慢，缓慢进入。若地层较容易缩进，可以将扫孔次数适当增加，防止钻孔作业过程中出现缩径现象。当钻头向卵石层与砂层进入时，应将钻进速度适当减慢，将泥浆稠度适当提高，将每此钻进的进尺量缩减，确保孔壁部分稳定。若黏土与泥岩材料的质密较大，在钻进膨胀土与流塑黏土时，很容易在钻头部位出现糊钻与吸钻的问题现象，当钻进到中地层时，应合理把控钻进速度，不能过快，要对成孔部位经常清扫，在黏土层部分不宜停留过长时间[2]。同时应调制好泥浆材料配合比，唉钻进土层的过程中，泥浆的比重与浓度都会逐渐增大，产生的浮力也会变大，在下行时钻头会明显感到阻碍，因此应将泥浆比重适当降低，将钻头部位的压力加大，以此将钻头强行压到孔底部位进行钻进作业，合理暴恐钻数即可。

2.2旋挖钻机入岩钻进的注意事项

要保持钻进作业可持续进行，必须保证钻机的钻进压力高于地层的抗压强度。这只是条件要素的其中之一，在入岩钻进的过程中，旋挖机会借助凿齿切削岩层表面，切削力度应将岩石自身的屈服应力有效克服，保证钻机的自重足够，并给予足够大的动力能源，这是进行入岩作业机械设备需要满足的基本要求。当削切岩石时，钻头产生的振动会直接影响能源，两者产生的影响是相互的。在钻进入岩的过程中，钻杆会将钻机产生的振动向钻机主机部位传递，由此处于静态状态的钻机设备会转变为被动的受冲击状态，这会使得设备受到的损坏迅速加快。因此，不仅需要注意将设备自身的抗振能力提高，还应掌控好钻头的减压与加压过程，在作业过程中操作人员应结合实际情况对转速与进尺予以合理控制，不能遇到阻力就盲目地提高施压，避免严重机械事故的发生。

2.3钻斗施工过程中升降速度的影响

钻进作业是钻斗的一项功能，除此以外，还可以切削孔底原状土之后借助钻斗提升土渣出孔，在钻斗钻进的过程中，不停式、循环式的反复提升与下降作业会在一定程度上扰动孔壁，在此种情况下，应将钻进作业的上升与下降速度合理控制，若速度过快，在孔壁与钻斗外侧部位内水流的流动速度也会加快，形成水流快速冲刷孔壁的现象[3]。有时在提升钻斗时，会产生对下方孔壁的严重负压，使得孔壁出现缩径与塌方的现象。与此同时，在钻进桩底持力层时，还要对负压情况予以全面考虑，因为在钻进过程中，钻斗会对下方产生负压吸引，从而使得桩底部的持力层逐渐松弛，桩底沉渣部分增大厚度，控制钻斗的提升速度，进行缓慢的钻进作业。

2.4制备泥浆

护壁是旋挖桩的主要作用，不需要用来携渣。一般施工现场设置的泥浆池应两个以上，包括泥浆储备池与回浆用的沉淀池，池的大小应为钻孔容积的1.5倍以上。因为泥浆作为护壁使用，制备的泥浆通常都会回收重复利用，泥浆经沉淀净化后输送回储备池，在储备池中进一步处理，在下一次要重新使用前必须要测试合格后方可使用。在钻进过程中，为防止塌孔，要保持孔内泥浆液面高度，在钻头钻进或提升过程中的液面保持不变，保证泥浆柱压力。

2.5钻孔清孔

旋挖机钻进接近设计桩底标高时，控制好终孔前的旋挖量，达到孔底标准高时，应注意清渣，因钻斗的截齿钻进时会扰动孔底土层，钻进时部分钻渣和回落土多多少少都会沉淀下到孔底。因此，在进行终孔作业时，可以在孔底部位利用钻斗持续不递进旋转，将孔内沉淀物大大减少。

总结：利用旋挖桩成孔施工技术会带来良好的作业效果，其具有成孔速度快，效益高、质量好与污染少的技术优势，适用的地层范围较广。这种成孔方式还具有较好的经济技术指标和较高的性价比，因此桥梁等大型基础设施建设施工都加快了对这一钻孔技术的应用，确保桥梁工程建设的高质量发展。

参考文献：

[1]高嚇密.旋挖钻孔灌注桩二次清孔工艺[J].安徽建筑，2018，24（05）：221-222.

[2]牛宏伟.旋挖钻机在公路桥梁桩基础施工中的应用[J].中国新技术新产品，2018（15）：105-106.

[3]李玉强.桥梁桩基础旋挖钻施工技术[J].工程建设与设计，2018（03）：233-234+237.

作者简介：姓名：程锋出生年月：1992年5月 性别：男 籍贯：湖北武民族：汉最高学历：大学本科现有职称：市政工程助理工程师  研究方向：市政工程