浅谈市政道路桥梁桩基础施工中的旋挖钻技术

刘 望

（中交路桥华南工程有限公司，广东 中山 528400）

在道路桥梁建设工程中，桩基础是一项重要施工组成部分，不仅可以起到支撑作用，还可以固定桥梁上部的重要连接件，为安全施工提供了可靠保障。在施工过程中，应用旋挖钻技术不仅能提高施工效率，还能最大程度地减少风险，保证施工质量。鉴于上述原因，旋挖钻技术被广泛地采用，促进着我国桥梁技术的发展。

1.旋挖钻技术的原理以及适用范围

1.1 旋挖钻技术的原理

旋挖钻技术在施工现场又被称为钻斗施工法，其动力的来源是液压驱动，钻杆和钻机相连，钻杆的底部是尖锐的钻头，侧部则是带有耙齿的螺旋状具有切削能力的刀具，钻头带动钻杆旋转向下钻进的同时，旋转切割土壤层一直向下，知道装载量满后，利用钻进的提升或者是伸缩装置将钻头提出地面。通过这种方式，土壤会被回收，并形成圆形的桩孔。

1.2 旋挖钻技术的适用范围

在现阶段桩基础施工的技术中，旋挖钻技术是最为方便，也是比较先进的桩基施工技术，具有高效率、低噪音、环保、成孔质量高等方面的优点，适用于各种土质层和砂性土层，还适合砂卵砾石层和基岩中等程度的土质。在使用旋挖钻技术的过程中，需要注意护壁措施和成孔尺寸以及实际地层情况对旋挖钻效果的影响。市政道路桥梁在实际施工的过程中，使用旋挖钻技术能够极大地提高施工效率，不仅钻土快，而且成孔的质量也非常的好，还能够很好地保证桩孔的垂直度。

图1 旋挖钻技术施工剖面图

2.桥梁桩基旋挖钻技术的应用优势

市政道路桥梁桩基础采用选钻孔技术的优势主要有以下几点：一是施工的效率非常高，旋转钻机底部是可移动性的履带，能够多种地形展开作业，灵活性非常强，不仅满足施工的地理条件，而且能够灵活移动，快速精准的定位桩基位置，从而减少因多次重复定位所产生的误差，提高了施工的速度和精度；二是用地要求比较少，旋挖孔技术很大程度上减少了因施工所产生的泥浆、砖瓦等附属物，不仅减少施工面积，而且破坏面积也大大减少；三是灵活性比较高，旋挖钻技术能够灵活地施工，避免破坏已完成的工程，减少不必要的工程损失；四是成孔的质量比较高，旋挖钻技术施工后的泥皮比较后，护壁的作用也比较强，并且成孔粗糙，极大地提高了桩基础的质量和承载力。

3.旋挖钻技术的施工流程

3.1 施工准备

旋挖钻技术的施工准备流程如下：一是对施工现场的地貌地形地址以及水文资料进行核对；二是放线工作的完成，包括中线的复测、中点线的完成，相关桩撅的完备；三是施工实验室已经建立并具备开展工作的能力，相关材料和设备都已经试验验收完成；四是技术交底工作的完成，项目技术负责人要将设计要求和技术标准、施工要点和施工参数等和操作人员讲清楚，保证操作人员在施工的过程中有自己的判断。

3.2 护筒制备与埋设

护筒的制备与埋设是旋挖钻施工的开端，首先需要保证护筒在施工过程中的垂直性，还要保证护筒的四周和底部的密闭性和连接的紧密性。在护筒埋设之前，放样工作需要先完成，然后将多余的回填土清洁掉，护筒就位后缓慢下压，需要注意的是，护筒下压的过程中需要是和关注护筒的垂直性，确保护筒中心和钻孔中心位于同一点。保证护筒的垂直度之后，采用分层填压的方式回填高质量的粘土保证质量，避免出现坍塌的状况。

3.3 泥浆配制

泥浆指标：比重 1.03～1.08g/cm3，失水量 ＜20mL/30min；黏度 16～28s(漏斗黏度 )；泥皮厚 ＜3mm；pH8～10；胶体率95%～98%。钠基膨润土掺量8%～10%；CMC掺量0.3%。清孔后桩底泥浆指标：比重＜1.15g/cm3；黏度＜30s。

3.4 钻孔作业

钻孔作业开展的前提是需要施工人员锁定桩机和孔位的位置是否正确，然后安装符合施工要求的钢护筒，并根据地质和泥浆的情况确定护筒的深度。比如说现场准备的钢护筒厚10mm长3.0m，护筒顶面高出施工面0.5m，埋土深2～2.5m，其内径应大于钻头直径100mm，钢护筒埋设应准确稳固，护筒中心和桩位中心偏差应小于50mm，垂直度偏差应不大于0.5%。旋挖钻机在施工的过程中，位置要平整每一次钻斗提出后，都需要检查相关连接装置的状况，比如说钻斗与钻杆的连接、钻斗门的连接状况、钢丝绳等，然后清理钻斗中土壤。随后施工人员要检查钻机钻杆的垂直度及孔底标高，确认无误后再进行钻进，如果发现有沉陷、涌泉或者是桩偏差等状况，需要立即停止钻进，采取针对性的措施处理以后才能继续钻进。

3.5 误差检验和控制

允许误差值是钻进的一个施工设定，在钻进的施工过程中，孔的垂直度、精准度、深度都需要保证外允许误差值之内。因此在施工的过程中。施工人员要利用水准仪保证护筒的标高，选择一个施工的基准点，然后计算出孔的深度；同时，现场操作人员也要一直关注钻杆的垂直度，并使用深度计数器控制实际钻进的深度。在验孔的过程中，使用对应的验孔装置对孔径和孔深以及孔的倾斜度进行实际测量，然后等三方对测定的结果审核通过后再进行下一步的工作。

3.6 清孔

清孔是旋挖钻施工技术的最后一步，需要注意的是，钻进作业到达设计孔底标高上方300mm时，需要将钻机停止，静置一段时间后再进行钻进，这样能够很好地保证钻进的桩孔尺寸。如果钻孔结束后桩孔仍然没有达到相关清孔的规范要求，那么就需要二次清孔，清孔过程以孔底成渣＜100mm和孔底500mm范围内泥浆相对密度≤1.2/cm3为标准进行控制。

4.桩基础施工中旋挖钻技术的施工要点

4.1 施工场地处理

施工场地处理是保证旋挖钻机正常运行的有效条件，可以从两个方面进行：一是清理施工现场的障碍，平整坡度较大的地势，为旋挖钻机提供一个良好的工作平台，保证了一个安全的施工环境；二是压实钻机的工作平台，相关资料表明，钻机工作的地面承载力至少要达到250 kN/m，才能保证基层承载力的完好，因此，在施工之前，尽可能地保证钻机工作平台的承载力能够达到要求。

4.2 旋挖钻孔施工

旋挖钻机有着先进的自动化技术，不仅操作简单，而且成孔的效率也非常高，和市政道路桥梁紧张的施工工期进行搭配非常合适。但是旋挖钻机在不同的地质环境中使用的规格型号也不尽相同，因此在设备选择的过程中要做好相应的调查工作，并在施工前做好设备的调试作业。施工作业开始前，要加密钻头对准护筒的中心线，在保证流畅的回转半径后，钻头垂直下沉进行钻进作业；过程中，要使用仪器保证钻进的精度，同时确保及时卸土；钻孔完成后，要及时移出钻机，并对桩孔进行检查修复，满足后续的施工要求。

4.3 优化误差控制与检验方法

桥梁建设对尺寸的要求程度相当高，稍有偏差会造成安全隐患，因此，要确保钻孔尺寸及位置排布都在合理范围之内。一般可通过水准仪测量护筒标杆，并以此推算孔的深度，提高桩基础的质量水平。与此同时，加强部门联动，将施工过程分步规划，并指派专人进行质量监控，减少风险，缩短抢修时间。例如，在某桥梁桩基础施工中，控制误差从人员素质抓起，要求施工人员确定钻杆处于垂直位置才可进行施工，并做好工作记录，保证阶段化目标的实现。

5.事故处理

5.1 断桩处理

如果在灌注后不久发生，钢筋笼会很快拔出，然后重新钻孔直至达到设计高程。当钢制保持架被拆除并焊接时，它会比设计长度短，并且可以用带条焊接。如果发生在桩基中部，应快速拔出导管并清洗干净，然后将导管插入破碎的桩混凝土表面2m内，并将一小块铁片焊接在桩底管。如果导管不能用上述方法插入或加工，则不能达到预期效果。应该进行两次密封处理。密封成功后，应将管道插入2m以下的碎桩混凝土位置，然后继续倒灌。在灌浆结束时，它可以被灌溉，这样可以尽可能地将碎桩的混凝土顶部提高到超过有效长度。

5.2 塌孔

塌孔是非常严重的事件，如果发生这种情况，需要根据塌孔的情况进行处理，如果是轻微的塌孔，那么可以在塌孔的位置采取回填粘性土的措施，回填完毕后再进行钻孔；如果塌孔严重，那么需要全部回填至孔口，静置一个月，待其自然沉降，然后在重新进行钻孔作业。

5.3 浮笼

如果出现浮笼，要立刻停止灌注，然后对导管的深度进行计算，尽可能地减少导管的深度。桩基础上暴露在外的钢筋要将其全部焊接在钢套管上，并且在底部需要密封一个大的漏斗，用来抵消钢筋笼所受到的浮力。在混凝土的选择上，要选择性能良好混凝土，灌注可以是灌注的一部分，然后等待几分钟，然后依靠钢笼下沉，然后再灌注。

5.4 堵管

如果出现堵管的情况，灌注作业需要立刻停止，并敲击导管，通过反馈声音对堵管的位置进行判断，然后根据灌注的记录数据，计算出导管埋入的深度，尽量将堵管接口拔出后按正常混凝土灌注。如果没有将堵管的位置拔出，则可以震动导管，将混凝土震荡出去。除此之外，还可以利用型钢，插入导管中，反复捅捣，景堵住导管的混凝土疏通。除此之外，如果发现混凝土存在质量方面或者离析等情况，必须坚决拒用。

6.结语

近年来，我国工程建设不断扩大，道路桥梁的工程施工中使用旋挖钻施工技术的范围和频率越来越高，但由于道路桥梁工程的隐蔽性和不可预测性，任何一个环节出现问题，都有可能对整个工程项目造成巨大的影响。桩基工程是工程建设中最前期，也是最基础、最重要的一项施工作业，最根本的任务，旋挖钻施工技术以其成孔快、质量高、操作简单、移动灵活、效率高等技术优势在桥梁工程施工中得到了广泛，施工企业应当掌握该施工技术的精髓，并不断创新，使其发挥更好的作用。