市政道路桥梁桩基础施工中的旋挖钻技术

黄跃文

摘要：交通与经济发展之间存在着紧密的联系，二者相辅相成，正是基于二者这种关系的考虑，国家在近年来增大了在道路桥梁工程项目的投入，我国的道路桥梁工程呈现出数量增多、规模扩大的趋势。但各种道路桥梁工程项目实施中，基础施工方面的质量安全问题非常突出，因为在不同的基础施工条件下，所采取的技术和工艺也存在着明显的区别，为了给道路与桥梁工程提供稳定、安全的基础结构，发挥基础对上部结构的支撑作用，施工過程中要严格遵守基础施工的技术要点。

关键词：市政道路;旋挖钻技术;桥梁桩基础

引言

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 挖钻孔灌注桩施工优势

钻孔灌注桩采用旋挖钻机施工具有成孔速度快、效率高、环境适应性强的特点，一般在公路、铁路的桥梁桩基础或者工期要求比较紧凑的项目有较多应用。近年来，随着旋挖钻机施工机具的不断改进，在复杂地层环境施工中得到更广泛的应用。早期，旋挖钻机施工有很多的局限性，主要用于土层施工，随着工艺和钻机机具的改善，旋挖钻机对于复杂地层越来越具有优越性。结合钻孔灌注桩施工，讨论旋挖钻机在不同地层环境施工情况中钻机、钻具的选择经验。从大范围来说，对于地下水位较低或者地下水不丰富的地层，优先选用干成孔施工工艺，干成孔工艺具有成孔速度快、工艺简单、成桩质量高、有利于保护生态环境的优点。施工过程中，不使用泥浆护壁可避免废弃泥浆处理对环境的污染，并且没有泥浆护壁使桩基的摩擦力有部分提升，同时减少灌注过程中产生二类、三类桩的风险;采用泥浆护壁施工工艺则要重点考虑钻具选择和泥浆配置参数，对于粉土或者粉质粘土层宜采用斗齿双底捞砂斗;还要保证泥浆在钻孔内的水头处于较高的位置，对泥浆的要求相对简单。

2 桩基础施工存在的问题

2.1 桩体不牢问题

因为基础结构在道路与桥梁工程中发挥着重要的作用，为保持整体结构的稳定性与安全性，施工作业中对于桩体牢固性的标准非常高。桩体施工对道路桥梁结构的影响是非常直接的，但一些工程项目中由于各种的施工问题，常常存在桩体不牢固的情况，无法达到道路与桥梁工程的质量目标。一些施工企业在道路桥梁工程中对基础结构的关注不够，虽然选择了恰当的基础施工技术，但在具体施工时缺乏全过程、全方位的质量管理，再加上桩体施工中的地理条件限制，在桩体下端与硬物接触后没有及时进行施工方案的调整，强制性打桩引起了桩体受损，桩体不牢的问题严重。

2.2 缩颈问题

缩颈指桩体某部分的桩径异常缩小，导致截面尺寸无法满足设计要求的情况，也是桥梁桩基础施工中一种常见的质量通病。结合实际情况分析，缩颈问题产生的原因主要有两点：一是地质原因。如果施工现场地基土层分布不均匀，则某个断面比较松软，则在完成成孔操作中，伴随着放置时间的延长，泥浆比重会逐渐减小，继而引发缩颈问题;二是管理原因。在成孔后，如果缺乏有效的管理和保护，将施工材料或者施工设备堆放在孔口位置，则孔口可能因为承重过大而出现变形问题，或者泥土、杂物等进入桩孔内，导致缩颈现象。

3 桩基础施工中旋挖钻技术的施工要点

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 钻进工艺参数的控制与确定

（1）钻压。施加压力为轴向压力，压力与孔底工作面垂直，不偏压。钻压需根据岩层的物理性质、工程力学性质、钻斗的直径、类型和操作人员技能，并结合其他钻进参数予以综合确定。如软土岩层单轴抗压强度[N]=30～70MPa，钻孔直径1.5m以上时，则钻压经验数据为30～40kN。（2）钻进转速。根据地层、钻速、刀具磨耗、钻进阻力、钻机性能等多因素综合考虑，对于稳定较差的土层、极不稳定的砂层、流砂层，钻径1.5m以上的桩孔，一般转速为5～15r/min。（3）回次进尺长度的确定。不大于钻斗高度的0.8倍，若钻斗高度为1m，则回次进尺长度不得大于0.8m。（4）钻具下降、提升速度控制。空钻斗升降时，稳定液会流入钻斗内部，一般情况下不会破坏孔壁，造成孔壁坍塌。对于直径大于1.5m的钻孔，升降速度一般可控制在0.8m/s，小桩径钻孔升降速度可适当加大。带渣提升过程相当于钻具在孔内做活塞运动，提升速度越快，所形成的负压力越大，抽吸作用越强，因而对孔壁的稳定影响越大，这样很容易发生孔壁失稳坍塌事故，因此应综合孔径大小、土质情况、人工操作技能去调整提升速度，提升时要准、慢、稳。孔径在1.5m以上的钻孔，升降速度宜控制在0.6m/s以内。

3.3 钢筋笼制作、验收与安放

钢筋笼制作通常为现场分节制作或者钢筋加工场采用滚笼机加工制作工艺。钢筋笼螺旋筋应间距均匀，一般采用梅花点焊或者20号绑扎丝绑扎，钢筋笼中主筋和加强筋是钢筋笼制作中非常重要的环节，一般使用焊接的方法，钢筋笼主筋、加强筋搭接长度及焊接质量要符合钢筋焊接规范。另外钢筋笼外侧应设置保护层，使钢筋笼和孔壁之间有合适的间隔保证成桩质量;钢筋笼吊筋长度则需采用计算来获取，并准确使用。钢筋笼验收，在钢筋笼完成制作之后，排放整齐，上中下节设置明显的标志牌防止钢筋施工人员安放、使用错误。质检人员加强对钢筋笼的验收工作，在验收中需分节验收钢筋笼的长度、型号和搭接长度、焊接质量等内容指标。钢筋笼安放，多节钢筋笼安放通常采用孔口焊接的方式，这种焊接方法的选取，对于焊缝宽度及高度有规范要求，焊工技术也要求较高，尽可能地确保多段钢筋笼顺直。应缓慢下放钢筋笼，防止下放不规范而使钢筋笼产生损坏或者过多扰动孔壁，影响孔壁的稳定性。

3.4 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。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。

结束语

随着我国基础设施建设项目的增多和旋挖钻机、钻具的改进，使旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中的应用越来越广泛，旋挖钻机施工技术发展也逐渐成熟，但是旋挖钻机相对于发展了几十年的其他钻机施工还存在一些技术和工艺上的问题。须做好质量管控措施，提高灌注桩施工质量。

参考文献

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