研究市政道路桥梁桩基础施工中的旋挖钻技术

唐云国（中铁二局第一工程有限公司，贵州贵阳550000）

研究市政道路桥梁桩基础施工中的旋挖钻技术

唐云国（中铁二局第一工程有限公司，贵州贵阳550000）

针对桥梁桩基础施工，结合市政道路桥梁实例，在简述其旋挖钻施工问题的基础上，从护筒制备与埋设、泥浆配置、钻孔等方面入手，对旋挖钻施工技术具体应用进行分析，并提出卡钻和埋钻等问题的处理方法，旨在为保证桥梁旋挖钻施工质量提供可靠依据。

市政道路桥梁；桩基础施工；旋挖钻技术；技术应用

桥梁建设工程中，桩基础具有支撑作用，是稳定桥梁上部结构的重要设施，关系到桥梁安全性与可靠性。桩基础施工过程中，运用旋挖钻施工技术，不但能有效提高施工效率，还能大幅提升桩基础施工质量，更好的保证桥梁安全性。基于此，本文围绕某市政道路桥梁实例，对旋挖钻施工技术具体应用进行分析，具体内容如下。

1 工程概况

某市政道路桥梁全长约2km，其孔跨布置为：简支梁+简支梁+简支梁+连续梁拱+简支梁。桥梁跨越拟采用主跨为160m的预应力混凝土连续梁系杆，桥梁桩基为明挖与钻孔桩，基础类型为柱状。在对桥梁的桩基进行施工时，应在确保施工质量的基础上，进行科学调度，以此大幅提升施工进度。

2 桥梁桩基础旋挖钻施工问题分析

旋挖钻是桥梁桩基础施工的常用技术，其具有成孔速度快、操作简便等优势，再具体应用过程中，还能提升施工效率与速度，保证成孔施工质量，此外还能使钻孔垂直度满足规范要求，减小对泥浆等造成的损坏，保证桩基础施工整体质量[1]。

在开展旋挖钻施工时，经常会产生钻孔异常，比如坍孔、弯孔与缩孔等，这些异常一旦发生，将会对施工质量和进度造成严重影响，甚至还会引发安全事故。以本市政道路桥梁为例，在桥墩钻孔过程中出现异常，部分段不满足施工要求，因此在进行钻孔时应采取合理措施进行防控，对技术实施有效防控，改进现行技术措施，以达到提升施工质量的目的。

3 旋挖钻技术实际应用

3.1 护筒制备与埋设

对于旋挖钻施工而言，其开端主要为钢护筒的制备与埋设，施工中需保证护筒垂直度的准确性，并且四周与底端还要具备良好密封性，连接可靠、密实，护筒施工工艺如图1所示。本桥梁工程运用标准1500mm钢护筒，其长度为6.0m，厚度12mm，在开始施工前，需对其外观形状进行检查，确保垂直度，并且还要和筒身底端保持良好紧密性。护筒埋设施工质量决定了成孔质量，也是造成塌孔现象的直接原因，所以在对护筒进行埋设的过程中，需保证其稳定性。在对护筒进行埋设以前，需先进行放样，使用挖掘机清除多余的回填土，然后缓慢使护筒就位，最后进行下压，下压时应实施全程观测，根据观测的结果对垂直度进行调整，使钻孔中心与护筒中心完全重合，再运用垂球实施检测，使其处于垂直形态，在保证垂直度以后，回填高质量粘土，通过分层填压保证密实度，防止坍塌等事故的发生[2]。

3.2 泥浆配置

图1 旋挖钻护筒施工工艺

旋挖钻技术的成孔速度很快，而且土层密实度也较高。基于此，施工中通常选用羧甲基纤维素等材料配置泥浆。对于本桥梁桩基工程，泥浆最佳配置比例为：羧甲基纤维素实际用量为膨润土用量0.03%；膨润土实际用量为水总量9%；纯碱实际用量为膨润土用量0.5%。依据此配置比例生产的泥浆最具综合性能，密度可保持在1左右，pH为9.0，粘度可以达到22，失水率在40mL/h上下浮动。通过对这种泥浆的使用，可在孔壁周围形成厚度为2mm的泥皮。另外，对新配置泥浆而言，其沉淀厚度需满足相应设计标准，并且无需进行清空。然而，这种类型的泥浆也存在一些缺陷，如成本较高等，如果不能一次性用完，将增加额外成本，并且还会对环境质量造成影响。因此，需要对多余的泥浆实施回收再利用，以提升泥浆使用率，节省施工成本。

试验表明，使用后泥浆性能会降低，易造成泥浆含砂率超出限度等问题，对施工质量及成桩质量等造成直接影响。对此，应使用水力旋流器对泥浆进行处理，泥浆通过分离以后再进入泥浆池，然后再完成重新配置，直到泥浆性能达到最佳水平，满足相应的使用需求。

3.3 钻孔作业

钻机设置点的地基必须平整、稳固，在钻孔时钻机不能产生偏移，桩点与钻头需要完全对准，并且钻机还要保证良好的垂直度与同心度。

开孔初期，钻机的主动钻杆在进孔以前需要对钢丝进行吊紧，以确保前进速度，在钻杆进到孔内后，逐渐提升钻速与钻压。钻进速度需根据地质勘查资料确定，若钻孔从软层到硬层，钻进速度需适度减慢；而从硬层到软层，钻进速度应适度加快。为保证钻进施工质量，对于砂层需使用相对较慢的钻进速度，必要的情况下还需增大粘度与比重[3]。钻入砂砾层以后，为保证孔壁稳定性，需在操作开始前向孔中添入纤维素或粘土球。

开钻后，需保证泥浆充足，这样能确保水头高度高于地下水位，避免不必要的意外。钻进时，需确保底盘斗处于关闭形态，这样能有效防止钻土进孔，降低对钻进施工造成的影响。另外，还要保证良好的进洞速度，以免由于钻进速度过快对进钻效果造成不利影响。实践表明，钻斗的升降速度需要严格按照地质条件确定。旋挖钻进过程中，除了要对钻进尺寸进行充分考虑，还要选取使用的钻头。如果进尺较大，则会对缺土等造成影响，严重时还会造成事故；如果进尺较小，则会对施工进程造成影响，并增大施工成本，降低了施工的整体效益。

3.4 误差检验和控制

钻进施工前应先设定一个允许误差值，同时使用水准仪等设备对护筒标高进行测定，将其作为施工基准点，并确定计算孔深，以免误差超过预计值，保证施工质量。加强施工过程中各部门之间的交流，做好动态检查，防止质量问题的发生。现场的所有操作人员都要对钻杆垂直度进行观测，同时借助深度计数器对钻孔实际深度进行有效控制。验孔过程中，应使用相应的验孔装置，对孔深、孔径与倾斜度等指标进行测定，将测定结果报请监理工程师审核，审核通过以后方可进行后续施工。

3.5 卡钻和埋钻的施工处理方法

施工时，在产生埋钻、卡钻问题后，需进行反扫孔，并在扫孔的同时对钻杆进行缓慢提升，以此将钻头提出钻孔。若此方法无法转动钻杆，可运用定向爆破法进行处理，爆破能使钻杆在接头处实现自动分离，爆破完成之后，安装自动扫孔设备，清理孔洞内浮土，最后将钻头取出，如果钢丝无法和钻杆实现可靠连接，则需使用打捞设备。

3.6 初次清孔和终孔检查

钻进速度在达到相关标准以后，钻斗原地旋转，待孔底浮土进入斗中之后，起钻对浮土实施清理，这一过程中应注意，不得采取增大钻孔深度的措施，否则将影响钻进质量。清孔完成后，运用测绳对孔深进行检测，而对于桩孔直径与垂直度需应用专门的设备进行测定，如超声波测孔器等。如果检测结果显示成孔有一定弯曲度，或孔径不满足规范要求等，需运用有效方法实施处理。成孔检查结果合格后，相关人员需填写通知单，然后方可进行后续施工。初次清孔和终孔检查决定了成孔质量，同时也是施工中最容易被忽略的环节，对此，必须认识清孔与检查的重要作用，在实际情况中按照规范要求执行[4]。

3.7 施工检验与管理

施工过程中，应对相应的管理机制进行完善，明确具体的监管职责，及时处理施工中出现的各类问题。钻进时，施工人员要对钻杆垂直度进行随时检查，同时借助深度计数器，对钻孔深度进行精细化控制。验孔过程中，可使用相应的验孔设备，对孔深、孔径与倾斜度等进行检查，同时要在完成试验后报请监理工程师签字，最后再开始后续施工。

4 结束语

旋挖钻施工技术是一项近几年兴起的新型桥梁桩基础施工技术，其具备成孔速度快、质量可靠、移动便利、高效等显著优势，在当前的桥梁建设领域有着广泛的应用。为使该技术发挥预期效果，在实际情况中应了解技术原理，强化施工检验和管理，以达到确保桥梁桩基础施工质量的根本目的。

[1]张红雷.市政道路桥梁桩基础施工中旋挖钻技术分析[J].科技展望，2016，10（14）：36～37.

[2]代 华.桥梁桩基础施工中旋挖钻技术的实践应用分析[J].江西建材，2015，11（10）：167～168.

[3]余 莉，舒武兵，黄 力.道路桥梁桩基础施工的旋挖钻技术[J].交通世界（运输.车辆），2015，11（07）：118～119.

[4]李鸿鹏.浅谈市政道路桥梁桩基础施工中的旋挖钻技术[J].居业，2015，12（06）：73～74.

U445.551

A

2095-2066（2016）33-0201-02

2016-11-12

唐云国（1984-），男，汉族，四川眉山人，工程师，本科，主要从事市政工程建设（道路、桥梁、管网、地下综合管廊）及旧城维护改造提升工作、研究运用大数据做好老旧城市设施运营维护、提升城市基础设施管理水平。