周灶根
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摘要：随着社会发展，我国的科学技术水平不断进步，其中，旋挖钻技术因施工质量高、操作效率高等特点被广泛应用在市政道路桥梁桩基础施工中。本文从旋挖钻技术钻机及应用范围、施工流程、施工要点等几个方面，对市政道路桥梁桩基础施工中的旋挖钻技术进行简单的探讨。
关键词：市政道路；旋挖钻技术；桥梁桩基础
引言
桩基施工是桥梁工程的重要组成部分，其施工质量对桥梁后期的承载力和稳定性都产生了直接影响。现阶段桥梁桩基施工的常用方法有多种，例如振动法、锤击法、压入法等。其中，旋挖钻施工因具有施工流程简单、技术难度较低及加固效果良好等优点，逐渐在桩基施工工程中得到广泛应用。因此，深入研究旋挖钻施工技术具有重要意义。目前，国内外学者对旋挖钻施工技术展开了大量研究，讨论了中风化砂岩地质桩基旋挖钻干钻施工工艺，在旋挖钻斗底部安装筒式金刚石钻头，并采取不同直径扩钻的方法，解决中风化砂岩地质桩基旋挖钻干孔钻进难度问题。关于白居寺长江大桥深水桩基础施工技术进行了探讨，对复杂地质情况所采取的施工措施、钻孔平台设计、钻孔施工、混凝土浇筑等内容作了详细的介绍。对旋挖钻施工超深大直径钻孔桩技术展开了研究，介绍了超深大直径钻孔灌注桩基在钻机选取、施工工艺、资源配套、过程控制等方面内容，解决了既有安全风险高、工期紧、成桩质量困难等诸多施工难题。以上研究大多针对旋挖钻施工技术适应性方面，而关于该技术的施工特点研究还有待进一步提升。基于此，本文分别从前期准备、施工流程和常见问题处理等方面，就桥梁桩基旋挖桩施工技术要点展开了系统分析。
1旋挖钻机成孔技术的优势
旋挖钻进成孔技术就是借助旋挖钻机底部带有活门的桶式钻头，对岩土进行破碎处理，并直接装入钻头内，随后借助钻机提升以及伸缩钻杆提取钻头进行卸土工作，随后再次进行钻孔取土和卸土操作，一直到钻进到原定施工设计深度为止。对于那些具备较好黏结性的地下岩土层，可以选择干式或者清水钻进工艺。而在土质松软的区域内使用旋挖钻机成孔技术，则需要使用静态泥浆护壁钻进工艺。与使用循环钻机相比，旋挖钻机是在岩土破碎之后将之取出，而循环钻机则是借助泥浆的循环将钻渣排出孔洞之外。因为旋挖钻机成孔技术是进行岩土的破碎取出，其成孔速度相对较快。同时，孔壁自身泥皮厚度较薄，使得桩基的侧摩擦力数值进一步提高，极大地提高了桩基的承载力，再加之孔底沉渣数量较少，清孔操作较为便利，成桩质量较为优秀。
2旋挖钻施工技术的适用范围
旋挖钻施工技术是一种高效的成孔技术，可以广泛应用在多种施工土质中。（1）旋挖钻施工技术可以应用在淤泥土质地层中（见图1），可以提高施工的效率，降低土质地层的蠕动性，提高建筑施工的环保水平。（2）旋挖钻施工技术可以应用在砂性土的施工中，避免土层的流动性过大，影响施工的稳定性。（3）旋挖钻施工技术还可以应用在砂卵砾石层的施工作业中，降低建筑结构的不稳定性。具体应用时，应根据地层的实际情况，灵活地调整孔深、孔径、沉渣厚度以及护臂措施等。采用旋挖钻施工技术进行桩基施工，可以在钻土层时减少土层受到的破坏，并且成孔质量较好，可以根据自动倾斜装置进行垂直度的效应测量，避免在施工的过程中泥浆被大量破坏，提高施工基础的稳定性。
图1淤泥土层使用的旋挖钻施工技术
3桩基础施工中旋挖钻技术的施工要点
3.1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250kN/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。
3.2埋设护筒
为了提升桥梁的稳定性，相关人员可以对桩基进行针对性测试，检测其抗压性。同时增设一定数量的护筒，这既能增加桩基的稳定性，又能减轻桩基的损毁程度。加固材质一般会选用钢材，并根据桩基不同的位置需要采用不同的厚度。通常露出水面的主护墩筒要用12mm厚度的钢材，同时还要保证护筒壁一定要大于钻头的直径。护筒顶部高出地面的部分不少于30cm，护筒中心和桩基的中心误差不超过50mm。另外，还要对连接处再进行防护处理，以保证其坚固和稳定性。钢护筒施工工序见下图2。
图2钢护筒施工图
3.3?施工所需泥浆制备
在制备泥浆的过程中，所需要的主要材料是膨润土和水，之所以选择膨润土进行泥浆的制备工作，主要是因为膨润土自身具备相对密度较低、稳定性较高等优势。在具体的泥浆配置工作中，使用人员不但需要对泥浆进行配置和搅拌，还需要对配置完成的泥浆进行相应的实验检验工作，在正常情况下，膨润土的用量应该为水分用量的8%，而黏质土则需要将膨润土的实际用量降低到5%，如果膨润土的自身质量水平相对较差，那么其的实际用量需要占水分比重的12%，而在将泥浆放入泥浆池之前，需要保障泥浆的各项指标全部符合有关规范的具体要求。
3.4桩基成孔
（1）钻机就位。在桩基施工范围内平整处理并清理杂物，测放桩位中心点，插打钢护筒。应根据地质情况选取钻机，结合地勘资料和现场实际考察桩基范围有无溶洞、地下水量大小、岩层厚度和岩样强度，经分析和对比后合理选择。由于本工程岩石强度较高，因此选取较大型号即360D型旋挖钻施工。钻机进场后需将该装置稳定安装至桩基一侧的枕木上，检测并调整钻机的姿态，要求钻锤起吊滑轮缘、钻锤和桩孔各自的中心共处相同的垂线上，若无误则固定钻机，根据现场施工需求配置钻头。（2）钻进。钻进期间钻锤应维持稳定的状态，初期以小冲程慢速冲进的方法为宜，待各方面均正常后可调整至正常冲程，有序钻进到位。（3）终孔。成孔后使用掏渣筒，提高清孔效率。采用地质雷达仪探测桩孔底部地质情况，根据地质报告情况判定是否终孔。有较多裂隙、夹层、溶洞时需继续施工直至穿过不良地质层，再次对桩底地质进行探测，直至满足结构受力要求，出具桩基确认终孔报告。（4计数器观察法。在旋挖钻施工过程中，还要始终检测钻杆是否垂直于钻孔。为了保障施工质量，可以采用深度计数器对于钻孔的数量、深度、钻进的速度进行实时的控制。除此之外还可以采用压力传感器、深度传感器、定位传感器等方式，对于旋挖钻的钻斗顺序进行实施的探测，保障底板的削切板和筒体翻版处于始终的对齐状态，对于进入筒体之后的旋转方向进行合理的调整，快插慢拔，进行一定程度上的卸土，避免筒体承受过大的压力，影响实际的钻进效果。管理人员要做好该步骤的技术交底工作，保障施工人员可以较好地操作智能设备，避免施工质量受到人为因素的影响。）（5）清孔。桩基施工期间易在孔内堆积杂物，需按流程有序清孔。①一次清孔。钻孔实际进尺达到设计标高要求即可组织一次清孔作业，此环节采用正循环法，配置掏渣筒以提高清孔效率。清孔期间易发生塌孔现象，需保持孔内水头的稳定性。待泥浆指标提升至设计要求后结束清孔。缓慢向上提升钻头，钻机移位。②二次清孔。完成一次清孔后放探笼判定桩径和垂直度，再检测桩底沉渣，如不满足可再次洗孔，再次使用掏渣筒清理孔底沉渣满足规范要求。（6）桩基施工前的检查。一次清孔完成后利用探孔器做全面的检查，例如孔径、垂直度等。探孔器的外径不宜超过桩体直径，该装置的有效长度等同于桩径的4倍。经检查后将各项数据完整记录到位，报监理工程师签字确认。
3.5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。
3.6堵管
堵管是旋挖钻施工中常见的一类问题，导致堵管的原因多样，例如导管质量问题，存在漏水、变形等，灌注混凝土时管内混凝土不能顺利流动，出现堵塞。还有的则是混凝土出现问题，例如采用混凝土车从附近运输混凝土，但是运输距离和时间过长，混凝土出现硬化，也增加了导管堵塞的概率。预防堵管的措施包括：其一，下放导管前应注意对导管质量进行严格检查，包括导管的直径是否符合设计标准、有无变形裂缝出现质量问题等；其二，控制混凝土的质量，保证混凝土现用现配。预制混凝土应当控制运输时间，保证混凝土使用性能和施工方便。
3.7人工挖孔施工
部分山区堆积体较多，多为孤石，护壁泥浆无法起到应有作用，采用人工爆破挖孔或冲击钻冲击成孔。挖孔施工时，对于岩层、孤石等人工难以挖除的部分可采取爆破的方式施工。爆破宜采用浅眼松动爆破法，并严格控制炸药用量，对于炮眼附近的孔壁应加强防护与支护，防止爆破过程中对其造成损坏。孔深＞5m时必须采用电雷管引爆，爆破完成之后应先通风排烟15min并经检查确认无有害气体后，施工人员方可进入孔内继续作业。爆破须由专业人员实施，施工中应严格控制炸药用量，避免出现药量集中或一次药量过大的现象。起爆施工前应规划安全距离、设置警戒哨，撤离井内所有施工人员，并用爆破缓冲物覆盖井口。闪电、雷鸣等恶劣天气时应严禁装药、接线。施工操作应严格按照《爆破安全规程》（GB6722-2014）中的相关要求进行。
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。
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