桥梁基础施工旋挖灌注技术要点分析

尚青

（南昌路兴交通工程监理咨询有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

旋挖灌注技术与以往的钻孔工艺有很明显的差异，主要是利用静态泥浆护壁钻头开始钻进作业，是一种无冲洗介质循环施工作业的方式。钻进施工时，为了提高孔壁的稳定性，应用泥浆护壁方法施工。在旋挖钻机作业的过程中，通过系统可以自行起落可折叠钻桅，利用伸缩式钻杆进入土层，并通过钻头回转进行取土操作。因为这一技术操作灵活、效率较高，所以被大量应用在桥梁基础施工中。

1 工程概况

某大型桥梁净宽2×11.5m，最大桥高21m。根据初步设计方案确定，该项目的桥墩采用肋板台、双柱墩、桩基础的形式，桥梁孔径按照32-20m连续装配式小箱梁进行施工。施工单位经过多方面的考察和分析，决定采用旋挖灌注技术，加强现场施工管理以提升结构的性能。

2 水文地质条件

2.1 水文

该桥梁项目建设在河流上，为黄河流域的支流，河谷常年存在地表水流，总长在61km左右，整个流域的面积超过600km2，年均径流为1665m3。

2.2 地质构造

经过对现场的地质构造进行勘察，发现整个区域处于褶皱带的范围内，有较为特殊的地质结构组成形式，岩层产状比较平缓，倾角在10°以内。区域内的土质以第四系全新统粉土、上更新湿陷性黄土等为主，岩层产状平缓，倾角2°左右，但是并未发现严重的断层等地质结构，所以整体来说构造比较简单[1]。

3 旋挖灌注技术的施工前期内容

3.1 桩位线放置

旋挖灌注技术施工速度快、效率高、质量优越、操作简单且安全性好，在多种地质条件下以及施工方案中都能应用，已经成为目前钻孔灌注桩施工比较常用的设备之一。较之传统的钻机来说，施工效率高、作业精度高是旋挖钻机主要的特点。此外，应用旋挖灌注技术不会产生较大的污染，空隙率较高，承载能力比较强。旋挖灌注技术适用于黏性土、砂土、砾石层、卵石层和强风化岩层。结合现场的施工特点和工程要求，最终应用旋挖灌注技术，按照设计方案标注施工位置，然后进行桩基施工，深度为330mm，加强现场的检测和控制，进行签字确认。

3.2 护筒埋设

采用钢护筒的施工方式，其直径要超出钻头的直径，定位保护管前做好检查桩的设置，结合桩身的位置确定桩体部位，保护管放置在桩线上，通过十字线进行标记。

3.3 泥浆配置

按照工艺方案的要求配置泥浆，每项指标都必须符合要求，以确保桩基的质量合格。制作规定比例的膨润土、苛性钠以及纤维素，加入泥浆充分混合搅拌。这种泥浆材料可以有效地提升结构强度，避免泥浆墙坍塌，出现下渗的问题。分析施工性能，加强泥孔壁的防护，避免发生安全事故问题。在第一桩的施工作业现场，减小施工速度，对地层条件展开分析，明确钻进参数，并根据现场状态调节速度。在钻孔作业中，要及时调整钻杆尺寸，保证结构精度符合要求[2]。

3.4 清理工作和架构工作

钻孔工作全部结束后，将钢筋笼之间的孔进行清理，减小钻进的速度，并使用双底清渣钻头清除沉积物。清孔结束后，测量技术参数，并根据需要做出调整。钢筋笼放置在规定部位后，检查位置精度，并在浇筑前确认位置，合格后才能开展浇筑施工。二次清孔处理，检查泥浆状态，存在缺失后及时补充，使技术指标合格。经过3～5min的清洁，由现场人员进行监督管理，沉积物的尺寸控制在100mm以内。如果发现超出该标准应及时清洁，以免影响工程的质量。根据设计方案制作钢筋笼，严格执行工艺方案，并遵循质量管理标准要求。钢筋笼的直径为6～8cm，并由合格的焊接人员进行作业，制作结束后及时进行质量检查，修复以及焊接不合格的区域。在生产结束后，将钢筋笼放置到规定部位上，安装前进行钢筋装订，达到结构完整性要求，避免发生损失的情况。避免钢筋笼在运输阶段产生变形或者损坏的问题。在吊装的过程中，保证结构的完整性，且吊装平稳，预防发生严重的质量问题。最后，安装钢筋笼。做好提升环节的控制，加强刚度的控制，预防发生损坏或者堵塞的问题，否则禁止开展施工。在导管移除的环节，应合理选择导管，将导管连接到孔板，设置密封性结构，并及时拆除导管。加强浇筑施工控制，保证施工的质量合格。选择合适长度的管道，距离设置符合要求，达到结构性能的要求。浇筑施工连续进行，材料性能达到标准要求，预防损坏桩体结构[3]。

3.5 成孔

旋挖灌注技术在项目施工的整体过程中有重要的作用，其施工效果和质量对于整个项目产生影响，为后续浇筑施工奠定基础。成孔是极为关键的工序，如果成孔的质量不合格，会导致塌孔或者倾斜的问题。因此，在钻进中，必须保证作业能力达到要求，实现泥浆平衡性配置，保证桩体结构性能良好，预防发生坍塌或者桩体倾斜的问题。为了使钢筋笼与钢管平稳地提升与铺设施工，成孔按照规范标准执行，确保钻机的垂直度与成孔效果，达到高质量的要求，并根据需要随时校准，避免出现质量问题。

4 旋挖灌注技术施工的要点

4.1 施工工程资料收集

收集工程资料极为重要，需要做好如下工作：施工开始前，掌握地质勘查的报告，获取水文资料以及桩基施工作业图纸。在图纸中，标注桩体的结构、水位、监测点等信息，并掌握监测数据信息。根据掌握的数据对现场进行检查，保证各种材料符合工程的要求，项目施工顺序和标准符合要求，达到成孔的标准要求。检查钢筋笼与混凝土浇筑设施，达到现场施工标准。同时还要对混凝土材料的强度和性能进行检查，确保桩体质量合格，达到承载性能的要求。在项目实施的环节，收集资料也极为重要，项目施工记录、设计变更、通知单、会议记录等都是重要的文件，落实现场签证检查措施，加强验收报告记录，掌握现场施工情况，提高项目质量监督管理水平[4]。

4.2 旋挖灌注施工钻具选择

不同工程项目所处的地区不同，使用的钻具有很大的差异，所以结合现场施工选择合适的钻具极为重要。在正常状态下，保证钻机的各个部分正常运转，确保套筒、铲斗齿、钻孔工具等配套设施正常运行。在不同地质以及设备条件下，要做好质量管控，合理设定施工技术参数。根据现场情况，确定钻头的作业速度，加强现场质量指标监控，掌握现场的具体情况，以便于做出项目施工的调整。选择旋挖灌注施工的钻具时，严格按照设计方案和工艺标准要求，对环境做出合理分析。对现场的土壤条件展开全面的调查，分析地质结构形式，做出详细调查和分析。收集全部信息和数据，为现场施工提供指导。在选择好钻具之后，组织施工人员进行现场试验分析，检验钻具的性能。如果发现不符合要求，及时做出调整。

4.3 施工场地布置

施工场地的布置极为重要。保证道路通畅，水、电等能源正常运行，施工场地比较平坦，施工作业方便。施工单位加强现场各项资源的调配和使用，尤其是施工材料、设备方面的管理，材料存放必须符合材料的性质，确保在存放环节不会发生变质的问题。由专人管理设备存放，定期清洁、维护、保养以及试运行是必不可少的，确保设备处于最佳的工作状态。根据施工场地的布置需要，加强管理和控制，可以随时取用材料，有效使用设备，现场各项工作顺利进行，工程的质量和效率满足要求[5]。

4.4 旋挖钻机应用

应用旋挖钻机开展施工时，钻头的速度要从慢到快逐步进行，工作从轻到重开展，并结合现场的地质条件控制钻进速度。钻进作业时，应充分利用旋挖钻机，结合施工土壤条件把泥浆调整到合适的黏度以及比例。应用膨润土可以预防发生倒塌的问题，提高结构的稳定性。因为土壤的比例有差异，所以现场施工应根据具体情况调整泥浆的比例，控制在合理的范围内，并根据需要调整和制作。成孔工作结束后，及时进行清孔处理，通常需两次清孔。在每一次清孔操作中，都要达到设计深度的标准要求，再停止钻进、拔出钻头，并检测泥浆指数，避免出现误差的问题。经过试验之后，清洁孔位，将钻头存放在底部，全部去除沉积物。在清洁工作之后，检测孔深尺寸，并开展二次清孔。然后应用测锤进行测量，以达到清孔的标准和要求。

4.5 清孔处理

成孔之后即可进行清孔作业，在钢筋笼下放前必须完成。清孔作业环节加强转速的控制，并应用双底清渣钻头完成孔内清洁的作业，并做好全面检查，达到标准的要求。下放钢筋笼前进行第二次清孔处理，并及时补充泥浆，各项指标和性能合格。在清孔结束的3～5min之后，开始进行沉渣厚度的检测，应确保在100mm以内，否则就要再次清孔。

4.6 钢筋笼吊装

钢筋笼制作结束后，在钢筋笼主筋的结构上间隔2m设置一个水泥砂浆垫块，作为保护层结构使用，达到设计的标准和要求。如果钢筋笼的直径比较大，现场施工人员选择合适的塔吊进行吊装施工，并确保钢筋笼吊装的精度合格，与孔位中心保持一致。钢筋笼下放到规定部位后，工作人员开展钢筋笼的固定处理，并对需要接长钢筋笼进行处理，还要做好固定，然后吊装其第二节钢筋笼进行焊接连接，形成整体结构。

4.7 混凝土浇筑

钢筋笼下放到规定部位后，现场人员开展检查，每项指标都符合工程的要求后，即可进行混凝土材料的浇筑施工。在浇筑混凝土的阶段，施工人员做好现场的导管埋设深度、混凝土上升高度的控制，并做好现场的记录工作。对桩基工程质量进行全面的管理，且导管的埋设深度控制在1～2m之间，同时还要在浇筑时随时关注导管提升的速度，确保在合理的范围内，预防提升速度过快而导致混凝土结构性能的变化。

5 旋挖灌注技术的施工质量控制措施

5.1 保证钻孔质量

钻孔是施工技术应用的前期阶段，施工人员对现场的环境、外部因素、自然气候等方面进行分析，确定具体的施工工艺方案，明确钻孔方式，并加强现场钻孔环节的监测工作，随时掌握施工的速度，消除不利因素的影响。如果施工孔洞出现了塌方，应立即查找原因，并选择合适的应对措施，预防塌陷问题进一步扩大。将泥土吸出，保持结构的正常运行。如果上述措施不能满足要求，或者出现失控的情况，应及时拔出钻头和钢筋，并再次进行钻孔作业，以达到结构的质量标准。

5.2 钢筋笼质量控制

对桥梁基础结构的施工情况分析发现，在钢筋笼的安装施工中，如果存在骨架扭曲、箍筋变形、焊接脱落、混凝土质量不合格、初凝时间短等问题，造成钢筋笼上浮，影响工程的总体质量。如果在初期阶段出现了钢筋笼上浮的问题，及时停止浇筑作业，并且进行导管反复振动处理，在钢筋笼恢复到正常的施工位置后，再进行浇筑施工。如果在浇筑施工一段时间后，出现了钢筋笼上浮的问题，在混凝土与钢筋的底部接触时，应减小混凝土的浇筑速度，加强浇筑量的控制，缓慢提升浇筑导管。施工单位在浇筑前，加强混凝土质量的管控，保持流动性符合要求，加强初凝时间的控制，预防在施工中出现钢筋笼上浮的问题，确保浇筑施工的质量和效果合格。

5.3 混凝土质量控制

在混凝土浇筑施工之前，施工单位制定切实可行的施工工艺和质量控制措施，明确浇筑施工流程，并且组织施工人员学习相关的技术，以提升浇筑施工的总体水平。在混凝土浇筑中，加强现场控制，混凝土材料配合比符合要求才能投入使用，以免影响工程的施工质量。组织施工人员对混凝土制作过程进行监督和检查，保证拌和达到均匀性的要求，预防出现离析的问题，从而保证混凝土的性能与质量合格。如果现场浇筑环节存在埋管的情况，极易导致桩体的质量不合格，所以要做好导管下放的高度与速度控制，预防出现质量问题，确保浇筑工作顺利实施，提高浇筑的质量水平。

6 结语

总之，在桥梁工程施工环节，做好基础工程施工，对后续桥梁中部结构施工与上部结构施工有重要作用。当前旋挖灌注技术的出现，可以适用于不同类型的地质条件，为桥梁建设奠定了基础。探讨旋挖灌注技术工艺流程，同时对施工质量控制措施进行研究。未来，需要加强旋挖灌注技术的更新改进，通过引进先进的智能技术，实现自动化作业，对桥梁建设的进度、质量提供支持。