旋挖鉆機成孔工藝在公路鐵路橋梁等基礎工程上的推廣和運用

李劍勇

摘要：針對旋挖鉆機成孔工藝在公路鐵路橋梁等基礎工程的應用進行分析，探討了旋挖鉆機成孔工藝的工作原理以及適用范圍，詳細介紹了 旋挖鉆機成孔技術，如護筒埋設技術、泥漿的制備技術、鉆孔操作、檢孔等。結合這些內容，舉例分析了旋挖鉆孔成孔工藝在橋梁基礎工程中的應用。希望通過對這些內容的分析，能夠為我國公路、鐵路、橋梁等工程建設提供一定幫助。

關鍵詞：旋挖鉆機成孔工藝;護筒埋設;泥漿制備;鉆孔操作

近年來，旋挖鉆機已經得到了廣泛應用，該技術成孔速度快，能夠縮短工期，同時勞動強度較低，相鄰干擾較少，自動化程度以及安全保障相對較高。移動起來相對方便，樁身承載力較高，實際現場應用施工中，能夠大大降低污染源，從而改善施工現場環境，進一步降低工程施工成本。因此，對該技術進行詳細分析，意義深遠。

1 旋挖鉆機成孔工藝的工作原理以及適用范圍

1.1工作原理

旋挖鉆機基本工作原理主要是通過動力頭提供扭矩，作用在鉆桿以及鉆頭上。促使鉆頭在進行旋轉切削的同時，加壓油缸，借助動力頭，傳遞加壓力，為鉆桿提供鉆頭，進而實現鉆頭的加壓鉆進。渣土進入到鉆頭當中，主卷揚提高鉆桿頭底門，將渣土倒出，合并上斗門，回轉后對準中孔位，下放鉆桿，再次將鉆頭放入到孔內進行鉆進。

1.2適用范圍

旋挖鉆機適用于不同類型的地層中，Φ600以上不同類型的樁基施工中，尤其是黃土層或者淤泥層的樁基施工中，旋挖工藝具有較大優勢，該技術在西北、華東和華北等地區應用十分廣泛^[1]。該技術對不同工作裝置進行更換，能夠實現鉆孔、地下連墻、預制樁、咬合樁、全套管鉆進等施工。該技術成孔速度極快，和早期使用正反循環鉆機相比，基礎工程成孔過程中，速度較快，能夠縮短工期，節約工程成本。成樁質量相對較高，具體施工中，垂直度在1.0%以內，成孔比較規則，為后續樁基承載能力提供保障。對混凝土進行灌注過程中，和其他正反循環成孔灌注混凝土相比，充盈系數較小，不但能夠確保工程質量，并且還能夠節約施工成本。施工過程符合環保性需求，鉆孔期間所用泥漿經過處理之后，還可以循環使用，這就降低了對環境的破壞。

旋挖鉆機在成孔之前，具有較高的對位準確性，偏差也相對較小，結合測量放線要求，可以借助旋挖鉆機本身所攜帶的電子設備，完成精準對位，這就促使實際操作和相應設計之間的誤差大大降低，提高了施工質量。

2 旋挖鉆機成孔技術分析

2.1 護筒埋設技術

護筒埋設技術是前期工作中的關鍵性技術，針對旋挖鉆機自帶護筒驅動器而言，能夠對護筒進行自行埋設。其中護筒所埋設的長度需要結合實際地質情況，往往將埋設的長度控制在4-6m之間，而整個護筒埋設過程中，均需要對埋設的垂直度進行檢查，而埋設護筒頂部需要高出原始地面30cm左右，這種情況下，能夠對樁孔起到保護作用，此外有利于進行快速鉆頭定位處理，完成埋設護筒的具有較好穩定性。

2.2 泥漿的制備技術

制備泥漿需要結合實際情況，在施工現場設置至少兩個泥漿池，體積容積均需要結合施工情況來確定，對現場泥漿環境系統進行合理布置，對泥漿池當中的廢棄物進行及時清理。而泥漿護壁成孔過程中，需要使用大量的泥漿，泥漿制備的質量對施工進展以及施工質量產生直接影響，而制備泥漿過程中，需要對泥漿相對密度進行嚴格控制。開鉆之前，要完成泥漿制備，所對應的泥漿質量和泥漿質量均需要滿足相關規定。針對爛泥地基而言，進行基礎成孔過程中，要求適當的提升泥漿的密度，需要將泥漿年度控制在100s以上。針對砂礫層的地基而言，成孔過程中，泥漿粘度需要被控制在50-80s之間^[2]。配合完成泥漿必須進行進一步檢查，方便進一步了解泥漿的參數，常見的參數主要有泥漿形成性能檢測、泥漿密度檢測以及穩定性檢驗等。

2.3 鉆孔操作

當前期準備工程完成之后，鉆機就位，對桅桿進行調整，同時還需要控制好鉆桿的傾斜度，具體鉆進過程中，需要結合相關情況進行隨時調整。雖然前期制備了符合條件的泥漿，但是具體施工過程中，因為地質情況相對復雜，伴隨著和鉆進深度的進一步加大，地質構造也會出現一定的變化。這種情況下需要及時對泥漿參數作出調整，對泥漿含砂率以及漏斗年度、比重等進行合理控制。為了確保成孔質量，應當對泥漿進行合理凈化處理，定期對成孔質量參數進行檢查。

2.4 檢孔

具體鉆孔過程中，使用檢孔器對成孔質量進行定期檢查，通常情況下鉆進深度為10m之后，需要更換一次鉆頭，或者遇到地質情況發生改變后，需要對成孔情況進行檢查，防止成孔期間出現斜孔或者彎孔等現象。

2.5驗孔

旋挖鉆孔如果達到需求之后，則需要結合設計圖紙指標進行驗收，如是否達到持力層等，當驗收合格之后，針對成孔當中存在的不同垃圾進行清理。

2.6 后續施工

旋挖鉆機成孔施工完畢之后，需要結合不同指標對其進行驗收，當驗收合格之后，需要及時進行清孔處理，然后下鋼筋籠、下導管，并且進行二次清孔處理，當泥漿比重達到要求之后，進行混凝土的澆筑，并且對成品樁進行合理保護。

3 旋挖鉆機成孔工藝在基礎工程中應用案例

旋挖鉆機成孔工藝在公路、鐵路等基礎工程中得到廣泛應用，并且獲得良好效果，以某橋梁基礎施工為例，該橋梁對旋挖鉆機成孔工程進行應用^[3]。

3.1 工程概況

該橋梁長度為1800m，結合設計需要，橋梁樁基的直徑為1.25m，所用材料為鉆孔灌注樁，樁的長度為55m、最短為32m，是一種摩擦柱。整個橋梁樁基一共有248根。結合相應地質勘查報告，整個橋梁地質條件從上到下分別是砂層、粉細砂層、濕陷性黏土層、黏土層和卵石層。在具體鉆孔過程中，可能會出現塌孔現象，因此技術人員對成孔質量提出較高要求。同時，這一橋梁的工期十分緊張，要求樁基施工在60d內完成。

3.2 旋挖鉆機成孔工藝的具體應用

在使用旋挖鉆機成孔工藝過程中，對特殊地址進行鉆進是施工的難點。砂層施工中，可能會導致泥漿污染，提高含砂率，對泥漿指標產生影響，因此在砂層鉆進過程中，對泥漿指標進行定期檢測，從而保障泥漿的合格性，防止施工過程中出現坍孔。技術人員在泥漿當中增加適量纖維素，提高泥漿的附著力。鉆進一段距離之后，及時對水平面和垂直方向進行檢測，確保成孔質量。與此同時，具體施工過程中，結合地質條件，對鉆頭類型進行 合理應用，控制鉆頭升降速度。使用旋挖鉆機成孔在樁基施工過程中，原定為60d的工期，而45d便順利完成。具有較好的成孔質量，灌注成樁之后，符合驗收標準，施工完成后的I類樁達到98.0%，將其成本費用和預算相比，節省了12.5%^[4]。

4 結束語

橋梁、公路、鐵路等應用旋挖鉆機成孔技術，施工效率高、具有較高經濟性，施工速度快，施工效果良好。該技術以其多種優勢，獲得工程施工單位的廣泛關注，經過檢驗發現，該技術成孔質量高，為工程的后續施工奠定基礎，因此具有較高應用價值。

參考文獻

[1]候雅東.旋挖鉆機鉆孔技術在礦山建設樁基施工中的應用研究[J].世界有色金屬，2018（18）：197-198.

[2]周洪軍，雷毅.淺談中風化砂巖地質樁基旋挖鉆干鉆施工工藝[J].公路，2018，63（10）：138-141.

[3]牛宏偉.旋挖鉆機在公路橋梁樁基礎施工中的應用[J].中國新技術新產品，2018（15）：105-106.

[4]吳先鋒，周冬，施德.硬巖鉆孔樁旋挖鉆環切取芯快速成孔施工技術[J].中國新技術新產品，2018（13）：90-92.