摘要：通過旋挖鉆機在武漢北編組站橋梁基礎鉆孔樁施工應用情況，介紹了旋挖鉆施工工藝、施工特點及常見問題的處理方法。
　　關鍵詞：旋挖鉆；施工特點；施工工藝；技術措施
　　1前言
　　旋挖鉆機是近幾年來鉆孔灌注樁施工中較先進的一種施工方法，其高效、環保、效益高的特點，適用于工期緊、工程量大、地質條件較好的工程。本文通過旋挖鉆機在武漢北編組站橋梁鉆孔樁施工中的應用，介紹了其技術性能、施工工藝及常見問題處理。
　　武漢北編組站橋梁上部結構為簡支梁，基礎均設計為C30混凝土的鉆孔灌注樁，樁徑分別為φ1.0m、φ1.2m、φ1.4m和φ1.6m，樁長30m左右，共計樁基102根。本橋主要地質由上至下依次為第四系全新統（Q4）、第四系更新統（Q2-3）、白堊系（K）。一般以粘土、粉質粘土、砂類土為主，巖層主要有泥巖、砂巖、砂礫巖等。
　　2鉆孔設備簡介
　　2.1鉆孔設備選擇
　　由于本工程工期緊、質量標準高、環保要求嚴，為保質保量按期完成，必須采用具有成孔速度快、施工效率高、施工質量好、移動靈活方便、不使用循環泥漿、產生廢漿少、對環境污染小等優點的較為先進的鉆孔設備，傳統的旋轉或沖擊鉆機很難滿足本工程的需要，而旋挖鉆機恰好符合這個要求，所以鉆機采用以旋挖鉆機為主，旋轉鉆機為輔的施工方案。本工程共投入了2臺旋挖鉆機，為中聯重科研制的ZR200型鉆機、北京經緯巨力生產的ZYR200型鉆機。
　　2.2旋挖鉆機成樁原理
　　在鉆桿的扭矩作用和加壓系統的合力作用下使帶有活門的桶式鉆斗旋轉進尺，在鉆斗旋轉過程中旋起的鉆渣從鉆斗下方的底口進入鉆斗內，當鉆斗內裝滿鉆渣時，扭矩反力顯著加大，并通過操作室內傳感裝置反映出來。隨后在機組人員操作下，使鉆桿反向旋轉，由鉆機提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土。如此循環反復，不斷取土、卸土，直鉆至設計深度。
　　2.3旋挖鉆機施工特點
　　⑴機械化程度高
　　旋挖鉆機集機、電、液于一體，操作靈活方便，機械自動化程度高，施工現場可自行移動，自立桅桿，孔位對中方便，施工中采用的伸縮鉆桿節省了人力和輔助時間，工效大增。另外，自身有起吊功能，在無吊車時，能自行完成鋼筋籠吊裝就位、吊接導管；施工后，又可將護筒及時拔出倒用。
　　⑵鉆進速度高
　　由于鉆頭直接從孔內提取巖土故成孔速度快，在土層和砂層的鉆進速度可達6m/h，在巖層可達0.5～1.5m/h，鉆孔速度比普通回轉鉆機快幾倍。
　　⑶成孔質量好
　　旋挖鉆施工中采用人工造漿護壁，泥漿性能好，成孔后孔底沉渣少，對樁底質量控制有保證；旋挖鉆孔對地層擾動小，所生成的孔壁泥皮薄，生成的孔壁相對于回轉鉆機施工生成的孔壁相對要粗糙，有利于保證設計樁基承載力。
　　⑷環境污染小
　　旋挖鉆孔施工中不需要進行泥漿循環，所掏出的土層利于整體堆放外運，施工現場整潔，漿體可以循環利用，施工產生的噪音低，對環境污染小。
　　3旋挖鉆孔施工工藝
　　3.1施工場地布置
　　施工場地根據現場地形情況進行合理安排，平整場地，修筑施工便道，水、電運輸及機械設備材料要到位，泥漿排放、鉆渣外運也要進行布置安排，必須全面滿足施工要求。
　　3.2鉆機就位、護筒埋設
　　旋挖鉆機底座場地應平整、夯實，確保在鉆進過程中鉆機不產生基礎沉陷。鉆機為自行式，就位方便。護筒埋設主要由人工、機械配合完成，利用旋挖鉆機的動力頭把護筒壓入地面，護筒由厚度16mm鋼板制成，護筒直徑比樁基孔徑大150mm，每節護筒長度4.0m。護筒頂至少高出地面30cm，同時要滿足比地下水高出2m的要求，以保證水頭壓力，并防止雜物、泥水流入孔內。
　　3.3泥漿制備
　　制備泥漿是旋挖鉆機能否成孔的關鍵，也是影響鉆孔進度和樁基質量的關鍵。旋挖鉆機鉆孔速度快，鉆孔過程中采用靜漿護壁，所以普通粘土制備的泥漿不能滿足護壁要求。選用優質膨潤土，加入純堿等配制出高質量的復合泥漿，這種泥漿顆粒懸浮均勻、沉淀少、性能穩定，能滿足鉆孔要求。泥漿由拌漿機攪拌后存于泥漿池內，鉆孔施工時隨著孔深的增加向孔內及時、連續地補漿，維持護筒內應有的水頭，防止孔壁坍塌。為了回收泥漿原料和減少環境污染，現場設置泥漿循環凈化系統，在鉆孔結束和灌注混凝土時，將泥漿排水固定的泥漿池中，循環凈化后可重復利用。
　　泥漿制備應注意兩個方面：一是泥漿的指標問題，其比重一般應控制在1.1～1.2之間，粘度控制在18～22s，砂率控制在2%以內。二是補漿的速度，泥漿補充一般采用泵送方式，其速度以保證液面始終在護筒面以上為標準。
　　3.4鉆孔施工
　　鉆斗中心與樁位中心對正后，調整鉆桿垂直度，將鉆桿走行臂位置鎖定，注入調制好的泥漿，然后進行鉆孔。當鉆頭下降到預定深度后，旋轉鉆斗并施加壓力，將土擠入鉆斗內，儀表自動顯示筒滿時，鉆斗底部關閉，提升鉆斗將土卸于堆放地點。鉆機施工過程中保證泥漿面始終不得低于護筒底部，保證孔壁穩定性。通過鉆斗的旋轉、削土、提升、卸土和泥漿護壁，反復循環直至成孔。
　　鉆進過程中配備專人清理鉆頭四周夾帶的泥塊，確保鉆頭下入孔底有泥漿通道使下鉆順利。由于鉆孔速度快，為確保孔壁穩定不出現坍塌，由專人對地質情況進行復查并經常進行泥漿指標的測定，及時調整泥漿性能。
　　在開始鉆進或穿過軟硬層交界處時采用低速鉆進，主卷揚機鋼絲繩承擔不低于鉆桿、鉆具重量之和的20%，以保證孔位不產生偏差。在鉆孔過程中，應根據具體情況對鉆桿進行豎直度檢測，防止鉆桿因不可控制因素而變動，影響成孔質量。
　　根據不同的地層選配不同的鉆頭鉆進，在粘性土層選用長鉆筒，在砂、卵石含量較高的地層可選用短鉆筒，控制泥漿質量和鉆速，對于含孤石、漂石和較硬巖石地層時，換用長、短螺旋鉆頭進行處理，松動后換鉆筒繼續鉆進。
　　3.5清孔
　　當鉆進至設計高程時，終止鉆進，鉆頭空轉無進尺掏渣，同時向孔內注入經過泥漿分離器處理過的泥漿，換出孔底沉碴及濃度較大的泥漿，直至泥漿各項指標、孔底沉渣等符合設計及規范、驗標的要求為止，嚴禁采用加深孔底深度的方法來代替清孔。
　　3.6安放鋼筋籠、灌注水下混凝土
　　與一般鉆孔樁相同。需要指出的是，由于旋挖鉆機成孔速度非常快，鋼筋籠的制作、安裝、水下混凝土的灌注能力等必須與之相適應，否則，不能充分發揮該鉆機的優勢。
　　4施工過程中問題處理
　　4.1埋鉆原因及預防措施
　　引起埋鉆的原因主要有以下幾種原因：挖鉆鉆進時進尺太長或孔壁坍塌，造成鉆頭和鉆桿埋入孔中；孔口塌陷或機械操作失誤使孔口的鉆頭掉入；提鉆時受阻或施工中鋼絲繩拉斷，造成鉆頭和鉆桿埋入孔中；工作扭矩過大，造成鉆桿斷裂，連接銷或提引器損壞造成的掉鉆。預防措施：控制鉆進進尺長度，鉆進過程中根據地層情況調整泥漿特性，確保孔壁穩定；將鉆頭等雜物遠離孔口放置，護筒頂口周邊夯實，封閉地表水；提鉆時加強監視卷揚壓力表，鉆進時確保垂直度，提鉆時發現壓力突變時，及時調整方向；經常檢查鋼絲繩狀況，勤更換；班組施工過程中對連接銷、鉆桿和提引器等設備勤做檢查保養。
　　4.2埋鉆處理方法
　　發生掉鉆事故后，要及時了解掉鉆深度、鉆頭型式、地層情況、水位高低等情況，制定相應的處理方案。具體處理分以下幾種方法：鉆頭上焊有打撈環的，可以下打撈鉤將鉆頭撈出；如果是鋼絲繩拉斷引起的，鉆桿外還有殘留鋼絲繩，則重新連接鋼絲繩，若沒有殘留鋼絲繩，則用兩臺吊機結合副卷揚交叉拔起鉆桿和鉆頭；若鉆頭掉入孔中較深的位置且與孔壁卡緊，先采取措施擴孔，在下長護筒護壁進行打撈。
　　5結語
　　旋挖鉆機在武漢北編組站樁基礎施工中得到了充分應用，確保了工程進度和質量，本橋樁基成樁后對全部樁基進行無破損檢測，全部達到優良，充分體現了旋挖鉆機施工質量可靠、施工效率高、環保等優點。
　　參考文獻：
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