凍土區橋梁旋挖鉆機灌注樁基施工

張國忠

(牡丹江公路管理處)

1 旋挖鉆機灌注樁施工的技術優勢特點

當前施工技術條件下，旋挖鉆機灌注樁技術是采用旋挖鉆機器械針對樁基礎進行鉆孔灌注的成樁施工技術。旋挖鉆機的操作以全自動液壓控制系統為特點，自動化程度高，鉆機穩定性好，定位精準度高;旋挖鉆機成孔備有鋼制護筒，采用靜態泥漿護壁，鉆孔深度、垂直度可自動檢測及控制，能有效防止塌孔、擴孔、縮孔等現象發生，成孔速度和質量快捷高效，采用高強度混凝土漿液進行樁體灌注，能夠有效保證樁身質量強度。旋挖鉆機施工機動靈活簡便，適應性強。

2 高寒凍土地區的基礎工程特性

凍土，通常是在低溫下形成的各種冰凍性巖土和土壤地層，屬于一種成分復雜的多相性復合體，結構多呈毛細多孔狀分布，整體具有非均勻和多向異性的特點。凍土地質成分組構的物理力學性質等與非凍土有著很大的差異性，對外界溫度壓力和水分條件非常敏感，氣溫和巖性是決定凍土層凍漲敏感性的重要因素。

在凍土地區進行樁基礎施工，通常會在凍脹應力出現地基凍脹、融沉等工程基礎特性。自然情況下，土體巖層結構中通常含有適量水分，受天氣溫度變化或土層壓力影響，寒冷地區的巖層土體中的水分往往會產生不同程度的相變，從而導致土層體積發生凍脹或融縮現象，有可能會導致埋置于凍土巖層中的工程基礎結構出現相應的凍漲特征。相對來說，凍土地層的水分在凍結過程中往往會在土層結構內部出現體積膨脹而形成一定的擴張性凍脹應力，土層凍脹力通常會作用于工程基礎表面并對其產生一定程度的影響，凍土巖層融化相變過程中在其自重壓密作用下會伴隨著孔隙水的消散與排泄不斷產生下沉形成凍土融沉，造成土體結構孔隙比減小，其變化過大時往往會造成工程基礎結構的相應下沉。當土層凍脹作用力超過工程基礎結構物的凍漲極限時，將導致基礎結構產生凍脹變形，嚴重時會引起基礎結構的性能破壞。影響著工程基礎結構的穩定性。

3 凍土地區橋梁旋挖鉆機灌注樁基施工工藝

(1)施工準備。針對施工現場工況進行場地平整，根據施工設計方案進行科學的測量放樣，定出橋梁樁基礎樁位并設置護樁以備樁基標高的動態檢測。根據樁位將鉆機安裝就位，安裝時應盡量減少開挖凍土地表引起的熱擾動，將鉆機發動機散熱部分鋪設隔熱材料，避免地基土融縮。

(2)埋設護筒。護筒埋設是旋挖鉆機施工的重要環節，應在地表土層穩定性較好時，利用鉆機鉆進凍土上限以下適宜深度后由人工輔助施工將外表面涂抹渣油的鋼制護筒就位安放，利用旋挖機鉆斗擠壓作用進行相應調整，密實回填護筒外側與孔壁空隙以減小凍土對樁基上拔力，保護護筒孔口。

(3)泥漿拌制。鉆機施工中泥漿是保證孔壁穩定的重要因素，能夠有效防止孔壁坍塌、抑制地下水、懸浮鉆渣等作用，凍土巖層地基樁基施工泥漿的調制時應采用優質粘土，嚴格控制泥漿相對密度，粘性、泥皮厚度等孔壁撐護性能指標，鉆孔過程中的沉淀廢漿由人工裝入車外運至設計指定地點傾倒。

(4)鉆孔施工。護筒埋設完畢后，利用鉆機自動系統按照鉆孔施工參數調整機架桿垂直度進行鉆孔定位，利用旋挖鉆機的旋挖鉆頭切入土體正式鉆進，開鉆時先慢速鉆進至護筒下適宜深度后再常速鉆進，鉆進過程中，經常注意進行泥漿循環，及時排除鉆渣，注意不同的土層采用不同的鉆速、鉆壓和泥漿比重。

(5)清孔檢測。采用旋挖鉆機進行凍土層鉆孔時，應根據凍土巖層結構按設計要求實施動態監測鉆孔效果，當鉆至設計標高后停止鉆進并及時采用換漿法進行清孔，采用籠式探孔器針對鉆孔的孔深、孔徑、孔底質量情況進行嚴格檢測，保障鉆孔的成孔質量。

(6)安防鋼筋籠。鋼筋籠制作與安裝時應根據凍土地區的特殊環境，針對低溫條件，嚴格控制鋼筋籠的加工、焊接及安裝性能要求，鋼筋接長采用預熱閃光對焊和閃光－預熱－閃光焊接工藝。安防鋼筋籠是要保障鋼筋籠的到位程度，避免碰壞孔壁影響成樁質量。

(7)混凝土灌注。根據凍土區基礎工程的耐久性穩固性技術要求，嚴格選擇適用于凍土地質的混凝土材料，嚴格按照凍土橋梁樁基礎施工性能參數進行施工控制混凝土拌制的配合比、水化熱、塌落度等質量控制，采用注漿器械進行連續注漿，注漿過程中盡量避免鋼筋籠上浮、樁體斷樁現象出現。

(8)樁基礎養護。凍土地區橋梁樁基礎施工完成后，應針對成樁樁體進行嚴格檢測，清除樁端灰漿雜質，及時采用適合于凍土地區的保溫措施針對樁體進行養護管理，保障成樁樁體的承載強度性能。

4 凍土地區旋挖鉆機灌注樁施工注意事項

樁基礎施工方案設計是工程開發的前提，在凍土地區進行橋梁工程建設施工，應針對相關地質土層結構及氣溫變化規律進行嚴格勘測和分析，并結合橋梁建設質量指標科學設計施工方案，優化適于凍土性能的施工材料，選擇具有凍土施工資質、經驗豐富的施工技術人員，嚴格預測施工技術參數，盡量選用適應高寒凍土工作的高效率施工機械，旋挖鉆機施工初期必須防止料筒升降時碰懷孔壁，旋挖鉆機鉆進過程中應嚴格控制鉆進速度，避免造成孔壁坍塌、鉆孔頸縮現象。卡鉆埋鉆是旋挖鉆機最易發生的施工事故，施工過程中應采取有效措施加以預防和處理，最大可能的提高凍土橋梁樁基礎施工效益。

［1］薛頂勇. 旋挖鉆機成孔的灌注樁施工技術［J］. 建筑，2011.

［2］朱玉峰. 高原凍土區橋梁樁基礎施工技術［J］. 山西建筑，2004.