路桥施工中干成孔旋挖桩施工技术探讨

2021-04-10

工程技术研究 2021年4期

贵州建设职业技术学院，贵州贵阳 551400

路桥工程是建筑行业中的重要项目，若在施工期间应用干成孔旋挖桩施工技术，有利于提高施工水平。据此，应结合路桥施工场地的施工条件制订科学的施工计划，确保路桥工程在干成孔旋挖桩施工技术的辅助下获得更大的建设成果，满足新时代路桥建设最新要求。

1 干成孔旋挖桩施工技术的优势

干成孔是与水成孔对应的一种桩孔钻进类型。干成孔旋挖桩施工技术在路桥施工中具备良好的施工优势，具体体现为低成本、低污染、高效、灵活性突出等。路桥工程建设中，经由干成孔旋挖桩施工技术可加快成孔速度，继而在提升成孔质量的基础上也能使其施工效率得以提高。另外，此项技术还可适用于软土层以及黏土层等多种复杂土层中。施工人员在旋挖桩机设备的辅助下，可有效强化施工效果，在对施工土层予以破除时，还可运用膨胀土增加护壁稳定性，避免成孔作业期间破坏周边环境，并且可以将沉渣顺利运输到桩孔外部，以免投入过多成本用于开展沉渣运输工作。因此，在路桥施工中，干成孔旋挖桩施工技术优势显著。

2 路桥施工中干成孔旋挖桩施工技术的注意事项

在路桥施工中应用干成孔旋挖桩施工技术时，还要把握好以下两项内容，以免出现质量不达标或施工难度较大等的问题。

（1）现场调研。施工人员在应用此项技术时，一要全面掌握施工场地的地质特征与水文条件以及地下水分布规律；二要准确测量旋挖桩持力层的实际深度与桩体结构要求，并验证施工方案是否满足施工现场的施工要求，之后还需结合路桥设计指标与技术参数，增加施工方案的可行性，以此为干成孔旋挖桩施工环节的顺利进行创造有利条件[1]。

（2）加强地勘。虽然干成孔旋挖桩施工技术的适用范围广泛，但施工人员还应积极联合地勘人员获取地勘数据，包括知晓地质成分、土层分布特征等，这样才能避免在开挖作业期间受到较大的阻力，最终凭借地勘信息，促使路桥施工作业实现规范化发展。另外，还应勘察施工场地是否存在道路冻害、路基不稳或者身处泥石流地区等现象，以此保证工程项目的稳定建设。

3 路桥施工中干成孔旋挖桩施工技术的应用要点

3.1 切实做好准备工作

要想确保干成孔旋挖桩施工技术在路桥施工中发挥出真正效用，应切实做好施工准备工作，具体可从技术准备与设备准备、人力准备三个部分出发。在技术准备环节，项目负责人应指导技术人员实施技术交底工作，确保施工人员能够获得专业指导，顺利完成施工任务。同时，还应精准测量桩位，技术人员需借助全站仪对其实施准确定位，并运用钢筋头进行点位的固定。具体可在交叉标记法的辅助下，为钢护筒打造良好的施工环境。在人员准备上，应当配备充足的施工员、技术员、测量员、检测员以及其他人员，由此削弱人力因素对施工质量的不利影响。至于设备准备，则应当结合每个工况确定其型号规格。

文章以长为561.4m、宽为20.5m，左右幅局部宽度分别为23.5m、26.5m的桥梁工程为例。其中所应用的桩体主要为长度24～46m的旋挖桩，桩体数量有204根。因其土层多为黏土砂土，故在准备施工设备时，选用了60m钻深且扭矩在183kN·m，转速可达到22r/min的钻机设备，其设备可形成180cm的钻进直径。待准备好相关设备后，可进入施工等待期。在桩距控制上，也应当参照具体的施工要求与施工图纸，确定好桩间距，一般不宜高于2.3m，尤其在开挖之前，更应按照由左到右的顺序落实施工内容，并且可以8d作为跳挖周期，促使旋挖桩开挖作业符合施工要求。

在上文中提到的地勘检测工作中，更需要把握好施工秩序，以免发生超挖现象，影响后期施工进度。比如可安排检测人员先行在施工前进入施工场地，并测量好旋挖桩施工范围，一般应在100m2的正方形场地中进行旋挖桩作业。检测人员应组织施工人员对此范围内的场地进行平整碾压处理，有效保证施工现场电力，确保供应水源充足，所用线路电阻应在4Ω左右，并清理好施工区域内的杂物，由此促进施工项目的顺利开展。只有在路桥施工中做好充足的施工准备，才能提升路桥建设质量，使其在交通运输、经济互通中发挥出真正效用，达成路桥旋挖桩既定施工目标。

3.2 精准埋设钢护筒

路桥施工中借助全站仪确定好桩位后，还应将桩孔的钻进深度保持在1m范围内。同时，还需精准埋设钢护筒，既要保证其地面露出长度低于0.5m，又要计算好钢护筒总长度，以此实现施工成本的有效控制。在钢护筒的参与下，桩孔不易发生坍塌事故，可适当增加旋挖桩的稳定性。钢护筒埋设过程中，施工人员可借助静压的方式，运用旋挖机实施钢护筒的精准埋设，且还应注重钢护筒埋设深度，在匀速操作下，确保钢护筒按照径直方向进入土层。在确定钢护筒直径长度时，应将其长度控制在桩径20cm之上。从相关施工经验中可了解到，干成孔旋挖桩施工环节所开展的钢护筒埋设工作需选择厚度在8mm以上的钢护筒材料，并充分结合施工场地的土质确定厚度以及长度，其长度大多超过2m，由此增加旋挖桩钻进施工的稳定性。

同时，也可结合土层类型予以计算。例如，在1.5～2m黏土层中，钢护筒长度可达到3～4m。当施工人员完成钢护筒埋设任务后，还应对其材质进行检查，并观察钢护筒外端是否存在裂纹裂缝等不良现象，同时还应对其实施夯实处理，保证钢护筒与周边土层结构具有突出的协调性。只有实现钢护筒的精准埋设，才能为后续钻孔作业奠定坚实基础。

3.3 参照孔位钻进成孔

路桥施工中应用干成孔旋挖桩施工技术时，还应当参照具体的孔位进行钻进作业，并实施钻孔成型操作，确保旋挖桩顺利进入桩孔。在钻机运行期间，施工人员应掌握好运行速度，避免出现钻进偏差问题，破坏桩孔的精准度。例如，在软土层钻进中，应适当提速，而在硬度偏大的土层中可适当降速，以免钻头损坏，影响施工效率。通常情况下，在路桥施工中所采用的钻孔类型包含人工法与机械法，若在狭窄河道场地建桥修路，应以人工法为主；而在黏土层中应充分利用钻机对其进行钻孔作业，这样可防止受人力钻孔进度的干扰延缓施工周期。

目前，在技术发展中，旋挖钻机的应用也获得了广泛推广，其实际钻进工效与普通钻机相比可提效20倍。同时，由于此种设备属于履带式底盘，可缓解地面承载压力，尤其对于卵石层等多样土层均适用。在利用旋挖钻机时，若钻进到钢护筒周边，可进行减速处理，待与钢护筒底端距离超过1m后可按照正常速度予以钻孔，最终可促进旋挖桩钻孔作业的高效进行[2]。

就干成孔旋挖机而言，它还具有突出的实践应用效果。为了提高施工效率，应结合施工条件积极运用干成孔旋挖机完成旋挖桩钻孔任务。此种设备是在液压技术的辅助下联合高品质液压系统，在发动机零件下打造而成的具备钻孔功能的机械设备，尤其面对路桥工程中黏土层或者淤泥质土层、中风化层时，都能发挥出强有力的稳定钻进效用。而且在其底盘处，所采用的为伸缩性质的底盘结构，可保证施工人员在钻进成孔作业中不易受底盘不稳等因素的影响而发生倾翻事故，从而降低施工安全性。至于干成孔旋挖机的卷扬部分，它所选用的钢丝绳具有较高的使用年限，而且两个卷扬装置可削弱设备倾倒作用力。一般在钻进成孔操作中，主要看重的是设备的钻孔能力。市场上出现的干成孔旋挖机是通过支腿联合液压系统，随时根据土层结构的改变而自由调节，以免钻进中土层性质改变，增加设备损坏风险。在液压系统中，为了贴合新时代环保理念，也融入了节能设计思维，并运用自变量马达，随时调速，无论从安全性还是灵活性、稳定性上，干成孔旋挖机都是钻进成孔施工环节的首选设备。尤其在该设备不断更新中，它还依据真彩显示屏与嵌入式控制器实现数字化操作，便于施工人员在钻孔作业期间享受到信息技术的便捷服务，从而在工期要求内高质量达成钻孔目标。

3.4 强化桩孔清孔效果

钻孔作业期间，会积攒一定量的沉渣。此时，为了保证钻进工作的顺利开展，还应及时实施清孔操作，避免后期沉渣较多，导致钢筋笼安装不到位。一方面，应确定好清孔时机，为了避免工期延长，应将清孔时间设置在钻进成孔后一工序中。同时，施工人员还应密切关注清孔成效，若清孔不彻底或者清孔速度较慢，都应当进行改进并完善，这样才能增加桩孔的完整度与洁净度。

干成孔旋挖桩施工并不涉及泥浆清理内容，因此应做好清孔人员分配与清孔器制作工作。可组建清孔小组，在组长带领下实施旋挖钻清孔器管理事项，组员应具有较高的配合度。在清孔器的实际制作环节，可选用厚度为10mm的钢板作为主要材料，搭配40mm高度的平板刀口进行设计。另外，还应保证平板刀口朝向为顺时针进料，并且应在另一端安装钢板进行防护，避免沉渣外溢。其厚度多保持在20cm，而且在其面板处还应设置径长40mm的渗水孔。当相关人员制成清孔器后，需将其安装在旋挖钻机之上，促使旋挖桩清孔作业在清孔器的辅助下快速实现沉渣的有效清理。

在上述制订的清孔设计方案中，还应注重清孔试验的效果。清孔后，可借助无水试验与有水试验两个方式，对清孔成果加以验证。前者是挖开深为2m的孔洞，之后测量沉渣厚度，判断是否符合沉渣清理要求；后者是在孔洞中投放沉渣混合水，进而知晓清孔工作成效。这种运用清孔器进行的旋挖桩清孔作业具有突出创新性，一是体现在机械化高效替代上，避免依靠人力清孔，造成孔底沉渣处理承担较大的施工风险；二是具有提质增效的效果，并且不会对周边环境带来损坏。因此，它的经济性、环保性相比传统清孔方式更强，值得在后续干成孔旋挖桩施工项目中推广。

3.5 科学安装钢筋笼

路桥施工中钢筋笼的安装也是较为重要的步骤，尤其在干成孔旋挖桩施工流程中，施工人员需确保桩孔清理干净后，选择合适尺寸的钢筋笼，将其吊装到桩孔内，并且应注意吊装安装，以免影响施工现场安全管理质量。待钢筋笼安装工作完成后，需对其进行混凝土灌注，同时，还需在安装钢筋笼的同时安装好声测管，它主要位于钢筋笼内部。为了提升施工质量，强化路桥建设效果，应积极开展闭水试验，即在声测管内灌满清水，之后施工人员需仔细观察声测管是否存在渗水问题，若未出现渗漏现象，证实质量过关，可进入下一工序中，否则应重新进行安装作业，重选高品质声测管。

此外，在钢筋笼搭接环节，需至少保证搭接间距超过35倍受力钢筋径长，并实施分开作业，防止多个钢筋笼同步施工发生碰撞事故。具体还应参照上文提到的交叉标记桩位予以安装，继而改善钢筋笼安装现状，促进路桥工程项目的稳定发展[3]。

在钢筋笼安装部分，较为重要的是吊点的设计与吊点位置的确定。对于主吊点，施工人员需要与吊装车辆的操作人员做好配合，并以载重35t的吊装设备为主。在副吊点中，吊点应在钢筋长度0.292与0.104位置上进行吊装，以此保证钢筋笼吊装流程的稳定性。在吊点临近处，还需加装加强筋。在纵向吊装中，一个长为27.3m的钢筋笼至少要设计4个吊点，其中距离钢筋笼顶部的吊点位置应在2.84m处，之后相隔7.97m设置第二个吊点，而第三个吊点位置确定在笼顶相距16.49m处，距离7.97m设置第四个吊点，而且在另一端2.84m处也应当设置最后一个吊点，用于保持钢筋笼的平衡。在钢筋笼安装过程中，一旦出现脱落问题，极易引发严重事故，继而破坏路桥干成孔旋挖桩施工的安全性。因此，施工人员需在项目经理及相关管理者的指挥下注重安装安全，且吊装设备操作人员也应当在吊装期间观察钢筋笼吊装范围下是否存在相关人员，以免突发紧急状况，造成施工人员遭受施工风险。钢筋笼安装步骤虽简单，但它的风险系数较高，施工人员在干成孔旋挖桩施工技术下，应提高重视度。

3.6 注重混凝土灌注

混凝土灌注是干成孔旋挖桩施工技术中的最后一个步骤。在具体施工时，施工人员应当根据实际工况优选灌注导管，一般需将灌注导管置于混凝土2m或者6m左右的深度，且距离顶面3m，并随着混凝土浇筑观察旋挖桩灌注深度。另外，施工人员还应控制好混凝土灌注周期，要求施工人员应在4h内完成浇筑任务，否则极易出现混凝土凝结现象，造成混凝土分布不均匀。施工人员还应在灌注过程中控制好标高，即将标高保持在0.6m以上且不超过1m，而且应注重灌注安全，搭配适宜的灌注间距，确保路桥旋挖桩顺利建成。例如，可将灌注导管入口与低端间距控制在30cm左右，而且应避免灌注操作中出现断续现象，使灌注成果无法达到预期效果，影响旋挖桩的施工质量。在水压试验中，应注重孔内水压的合理把控，在其低于外界水压的1/2时，应重新进行检测，以此增加试验结果的可信度。

另外，还应科学设计混凝土配合比，根据施工要求明确混凝土配制中的水灰比。从以往施工经验中可知，常规水灰比应超过9∶20，其水泥材料多以硅酸盐水泥为主，碎石粒径应高于5mm。另外，在混凝土浇筑期间还应优化混凝土质量，使路桥工程达到验收标准。在路桥工程干成孔旋挖桩施工流程中，为进一步改善施工现状，避免出现施工安全事故，还应采用全过程管理手段，对其进行追踪维护，尤其在混凝土浇筑步骤中，更应在旋挖桩周边设置维护结构，以免受到外界因素的破坏，造成旋挖桩破损，并且应控制好混凝土强度，在其达到施工方案中的强度等级后予以利用，最终促使路桥建设成果满足当前道路桥梁设计需求。