俞英
河北华跃工程科技有限公司 050000
摘要：在道路桥梁工程施工中，旋挖钻机在桥梁桩基础施工中运用较多，该机械施工效率高、成孔质量有保障，同时对施工场地的污染较小，操作相对灵活便利，是桥梁钻孔灌注桩施工中不可缺少的成孔机械，很多重点工程为了保证工程的进度与质量也多选用此设备用于桩基础施工，本文就以某高架桥钻孔灌注桩施工为案例，对施工中的关键技术与主要环节进行汇总分析，以供今后同类工程做施工参考。
关键词：旋挖钻机 钻孔 灌注 桩基础 浇筑 施工监测
一、案例特点
1、本工程为某城市快速路的高架桥施工，长度为187.5米，桩径Φ130厘米、Φ150厘米、Φ180厘米，其中Φ150厘米16根，Φ130厘米28根，Φ180厘米80根，桩的长度为28-62米，桩的成孔方式为旋挖钻成孔。本工程由于地下水位比较高，而且地层里存在淤泥层、细沙层和粉砂层，当用旋挖钻机工作中，就要采取静态泥浆护壁，从而确保孔壁的坚固稳定，现场需要在各个桥墩位置按照泥浆的使用量，构建泥浆存放坑与泥浆搅拌坑，对于废弃的泥浆，需要在施工场地里挖坑存放，然后用泥浆罐车转运到指定处理垃圾场。
2、钢筋笼、灌注混凝土特点：施工中钢筋笼需要在施工现场集中加工制作，一次绑扎完毕成型，同时需要安排50吨、30吨吊车用于吊装使用，水下混凝土灌注采用导管法进行灌注，所需混凝土均采用商品混凝土，用混凝土罐车运输到施工场地。
3、桩基施工完检测：在桩基灌注结束后，应对各个桥墩钻孔桩进行无破损检测，确保每个桩基完整稳定。
4、在施工过程中，要及时对地质变化以及钻孔桩的施工参数进行记录，时时检测成孔后桩径的变化情况。
二、旋挖钻成孔桩施工特点与工艺
旋挖钻机功率大、输出扭矩也大、轴向相对压力强、安全性也较高，同时便于灵活机动，常常用于桥梁基础施工，高层建筑基础工程施工，适应我国大部分的地质条件，使用范围很广。
2.1地质特点：
本工程中高架桥桩基础根据地质勘查报告，70米深度地质根据土壤性质差异分为9个地质层，依次主要是：
1、杂填土壤：主要组成成分为灰土垫层与人工填充土壤，厚度在0.5-4米。
2、粉土层：该地层土壤呈黄褐色，微湿，密度为中性，厚度2-6米。
3、粉土层：该地层土壤呈黄褐色、灰黄色、微湿、密度较高、局部有沙感，厚度为3.5-8米。
4、粉土层：该地层土壤为黄褐色，微湿、密度高，厚度为6-15米。
5、粉砂层：该地层为黄褐色、微湿、密度大，部分土层中含有粉砂、密度较大，厚度为8.5-17.5米。
6、粉土层含粘土：该土层为黄褐色、微湿、密度大，局部含有粉砂粘土，密度大，厚度在1.5-12.5米。
7、粉质粘土：该土层为红棕色、微湿、密度大，部分含有钙质物，坚硬，岩心为短柱形，厚度4-15米。
8、粉质黏土夹粉土：该土层为黄褐色、有可塑性、部分含粉土、湿度较大、坚硬，厚度4-15米。
9、粉质黏土：该土层为黄褐色、黄棕色、可塑性较好、硬度大、有钙质层、坚硬，厚度为3.5-17米。
2.2 成孔形式的选择
通过对以上地质特点的分析，结合该高架桥工期的要求以及施工机械的情况，同时按照桩基设计要求，通过综合考虑后，决定采用钻孔灌注桩成孔形式，采用旋挖钻机为主，回旋钻机为辅的施工方案。施工图详见图1
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图1 钻孔灌注桩施工流程图
2.3工艺确定与设备选定
本工程的施工工艺最后确定为：钻孔施工主要以旋挖钻钻孔为主，采用湿法成孔工艺，根据本项目的钻孔桩地质勘查资料，由于桩基数量多、工期紧张的特点，钻头决定采用旋挖斗钻头，清孔过程中使用旋挖捞砂钻头。
设备选定：根据以上因素结合公司的施工特长与经验，决定选择ytr221型2台和ytr320型一台钻机，每台钻机各带磨阻式钻杆5节，长度为14.5米X5，有效钻孔深度可达70米，同时需要吊车一部，装载机一部，用于施工中钻渣等废物的收集运输，电焊机5台，8寸口径的砂石水泵6台，用于清孔过程中使用，搅拌桶、铲车、泥浆倒运车各一部，导管与扩筒设备若干。
2.4施工方法介绍
场地平整结束后，钻机等设备进场到位，旋挖钻挖机设置时应与平面最大的倾角不得大于4度，然后进行桩位放样，这时要将钻机行驶到对应施工的孔位置，把钻头中心与钻孔中心进行校对，对齐后放入孔内，同时调整旋挖钻机的垂直角度，确保钻杆垂直，这时需要稍微将钻具提升，要保证钻头环刀能自由浮动。
2.5护筒埋置深度的要求
在施工中要保证钢质护筒的深度能隔开流塑状地层为目的，在实际埋置过程中，埋置深度要与计算结果一致，要保证高安全系数，这时要根据水文条件、以及施工时的地下水位、护筒内的泥浆重量进行测算，钢护筒要分节加工，在顶部和底部各1米的范围内安装加固箍，确保稳定。
2.6 钻机速度要求
施工刚开始时，要确保钻机低速度钻进，同时加大检测，确保钻孔位不产生误差和变形，钻进到护筒3米后可以适当加快速度，速度这时与压力有关，一般采用钻头和钻杆相互摩擦进行加压，一般在150Mpa的压力下，钻机速度在每分钟20厘米，200Mpa压力以上可以达到50厘米每分钟，速度掌握要准确，这样方能确保钻机高效运行。
2.7 泥浆的选用标准
施工中对于泥浆的选用应根据施工特点，选用膨润土与火碱、纤维材料混合制成，通常在泥浆池中进行搅拌，然后用设备泵入钻孔内，同时旋挖钻机低速运行，这样就可以一边钻进一边对孔壁进行泥浆保护，钻进时要把握好钻机速度，并且要实时观察孔内的情况，对泥浆的注入要及时缓慢，这样就能保证泥浆的液面高度，从而更好的保护孔壁的成型稳定。
2.8 沉淀物清孔
在清孔过程中，可以使用捞砂钻头进行沉淀物的清理，当沉淀物厚度小于10厘米时，就要及时清理，在进行混凝土灌注前，也要使用高压水将孔内沉淀物清理，进一步降低沉淀物在桩底的厚度。
三、旋挖钻孔过程中钻孔常见异常问题处理
钻孔过程中，若操作不当或者施工技术不正确就会导致施工问题的发生，通常多见的有以下2种需要注意：
3.1 坍孔问题的处理
在桩基钻孔施工中，常会出现此类问题，当问题出现后要及时对原因进行分析，一般情况下，可以采用加深埋护筒得措施后继续钻孔，或者根据施工现况，在钻机运行过程中，适当在泥浆中加入锯末，这是可以增加泥浆比重，一般数值控制在1.15-1.4中间，用于改善孔壁的结构，当钻头进入液面的时候，行进速度要缓慢控制，待钻头完全被液面淹没后，再控制钻机以均速下到桩底，在提钻过程中，速度也要进行控制，一般控制在1.5m/s以内，若施工过程中孔壁坍塌严重，需要进行回填后重新打孔。
3.2埋钻和卡钻问题的处理技术
在钻孔过程中，如果进度太快或者孔内泥浆沉淀厉害，就很容易发生埋钻现象的发生，出现此问题是，应该将钻机速度控制低速进行，同时降低泥浆比重，减轻泥浆的阻力，将钻机缓慢提起，卡钻问题通常发生在砂层地质中，在钻机钻进过程中，钻头被卵石卡住，导致问题的发生，处理方式可以参考埋钻问题的处理方式。
四、钢筋笼的加工制作与吊装技术
4.1 钢筋笼的加工制作
通常在施工场地内设置专门场地用于钢筋笼的加工，一般采用劲型骨架在现场按照图纸要求进行加工。
4.2 钢筋笼的加工质量要求
钢筋笼在加工中上下位置都要布置主筋，结构接头要焊接平整、光滑无毛刺、杜绝气泡和包渣的发生。
4.3 钢筋笼的吊装
在施工中由于钢筋笼长度较长，同时需要整体吊装，为了确保钢筋笼在吊装过程中主体不发生变形，一帮采用两点吊装，第一吊点选择钢筋笼骨架的下部位，第二吊点选择在钢筋笼骨架的中点靠上部位，采用吊车吊装，吊装过程中要确保进孔过程中要缓慢、准确，钢筋笼入孔后要匀速缓慢下方完毕即可。
4.4 钢筋笼在孔内上浮问题的处理技术
钢筋笼吊装施工中，上浮问题常常发生，因此在施工过程中要注意观察，以便于尽早发现上浮问题的出现，可以在钢筋笼顶端钢筋接长，与护筒顶部焊接起来，一方面可以预防钢筋笼上浮，一方面可以固定住钢筋笼，从而保证了钢筋笼的垂直度不变化。
五、孔内水下混凝土的灌注施工技术
5.1 混凝土配合比确定
水下混凝土的等级要按照工程设计要求，一般水灰比要小于1.35，可以在混凝土中外加添加剂，用于控制混凝土的坍塌度，控制在10-22厘米之间。
5.2 初灌量的要求
工程中水下混凝土的浇筑一般采用导管法，钻孔桩灌注之前，需要计算出相关数值，确保初灌埋管的顺利实施。
5.3 导管的按照要求
导管的内径一般为30厘米，长度为2米，最下端一节导管长度在4-6米，一般不得小于4米，为了保证导管的长度合理，上部分导管长度一般为0.5米-1米间，导管间要采用密闭连接，管间加密封圈密封，使用前要做漏水实验，确保无误后，方能用于施工，对导管的压力实验也要提前进行，从而保证导管在水下工作时不渗漏，每次灌注之前都要对导管间的密封圈进行更新，保证导致质量。
5.4 水下混凝土灌注技术
工程所有混凝土必须为搅拌站集中搅拌，并由工程车辆运输到工地，在混凝土浇筑过程中不得暂停，要连续浇筑，混凝土浇筑过程中要使用测锤探测混凝土的上升高度值，并按要求及时拆除导管，用以保持导管的合理埋深，导管的深度要大于2米，最大埋深数值不得大于6米。
六、结语
在桥梁桩基础工程建设中，不管是哪些部位出现问题，都会产生很多后续问题，常常会造成质量隐患与延误工期的发生，经过具体工程实践证明，钻空灌注桩是一种很有发展前途而且施工便利的一种基础施工技术，因此研究和分析桩基础施工中的新技术，全面推广灌注桩技术不仅施工精度高、成本低、工艺简单的设备和技术易于掌握，都是该技术得以大量推广的有事。我们在市政桥梁施工中，一定要结合工程特点，举一反三的使用各类技术，这样即可以提高施工进度，实现经济效益、又可以为市政建设事业做出自己的一份贡献。
参考文献：
1、JTJ073-96,市政施工技术规范[S].
2、市政桩基础质量检评方法[S].
3、王海芳.市政道路桥梁灌注桩施工质量控制.黑龙江科技信息[J].2017.04.