旋挖鉆機成孔灌注樁技術在高速公路工程中的應用

張彥偉

（中鐵二十二局集團市政工程有限公司，廣州510800）

1 引言

旋挖樁技術有助于提升施工效率，且在多種地基環境中具有適用性，基于旋挖樁的應用，可控制資源投入，是典型的環保施工技術。因此，要根據工程項目的實際情況，選擇合適的技術方案，確保工程質量。

2 工程概況

廣州北三環高速公路連塘大橋孔跨布置為：20m+2×30m+20m，上部結構為裝配式預應力混凝土簡支小箱梁；下部結構橋墩為雙柱式橋墩樁基礎。根據現場情況，工程所在區域地質環境復雜，有第四系人工填土層以及沖洪砂質基層等，施工范圍內的巖土較為松散，不具備足夠的承載力。對此，采取旋挖鉆孔灌注樁技術，給橋梁施工提供支持，保障整體質量。

3 施工準備

將施工場地存在的各類障礙物清理干凈，并整平、換填壓實，以提升樁機運行穩定性。所有設備進場前的準備工作必不可少，需做好鉆孔前的技術交底工作，讓所有施工人員能熟練地掌握關鍵要點。

4 施工技術

4.1 樁位放樣

以施工圖坐標為準，用全站儀放出樁位中心點，并用木樁打好標記，以大于樁身半徑50cm 以上在四周設置鋼筋頭十字護樁，以便樁位校核，鋼筋頭護樁用混凝土固定以免挪動造成復核不準確。

4.2 挖、砌泥漿池

在挖機的支持下形成泥漿池，該結構深度約1.5m，為給后續施工提供良好條件，需控制最小體積，即不小于清孔循環泥漿與灌注后排出泥漿的總量。形成泥漿池后，于周邊增設防護裝置，以免發生安全事故。

4.3 泥漿制備

考慮到地層情況，該處鉆孔過程中要做好保護工作，即使用膨潤土泥漿護壁。

整個成孔作業環節都要確保循環泥漿性能，為提高泥漿黏度和膠體率，在其中摻入適量的燒堿、碳酸鈉等，其摻量經試驗決定，具體有如下幾點要求：泥漿密度1.1～1.15，黏度19～28Pa·s，pH=8～10，含砂率＜2%，膠體率＞98%【1】。

4.4 埋設護筒

利用護樁引出樁位，采用挖坑、靜壓法完成鋼護筒的埋設作業。為避免孔口坍塌現象，要全面確保護筒埋設質量，此舉也是旋挖作業中尤為關鍵的內容。以10mm 厚的鋼板為原材料，通過卷制的方式形成護筒，護筒內徑比設計樁徑要寬20cm，護筒長度均控制為2.5m，于上部增設溢漿孔，以機械埋設的方式為主，輔以人工作業，在鉆機旋挖斗的作用下將其壓入土中，實際埋深需達到2.2m。若施工現場為淤泥層或流砂層，考慮到穩定性要求，需適當增加長護筒，護筒位置中心與樁位中心的偏差應滿足≤50mm 的要求，并使得護筒埋設滿足垂直的要求，允許微量傾斜但必須在1%以內。

4.5 鉆孔

4.5.1 鉆機就位

復核樁位使其與設計值相符，鉆機就位，要求樁機水平方向和鉆桿垂直度都足夠合理，鉆桿中心線與護筒中心線需達到共線的效果。結束鉆機的準備工作后，根據地質構造情況開始鉆進，控制鉆進速度并向其中注入泥漿液，在此基礎上進入到鉆孔施工環節。旋挖鉆及施工現場如圖1 所示。

圖1 旋挖鉆機施工

4.5.2 鉆進成孔

經試樁后確定適用于本工程的工藝參數，在其指導下展開正式施工作業。安排專員做好數據記錄工作，如鉆進深度、區域地質情況、設備工作狀況等。

以實際地質情況為準，確定合適的進尺速度，若從硬地層轉向軟地層，此時可逐步提升鉆進速度；反之，若由軟地層逐步轉向硬地層施工作業，則需要放慢鉆進速度。部分地層施工中易出現縮徑現象，應當加大掃孔次數【2】；若遇到硬塑層，此時應采取快速鉆進的方法；砂層環境中，以慢速鉆進較為可行，且所用泥漿的密度、黏度都要適當提升。

鉆進過程中要嚴格控制孔深，需使用到百米鋼絲測繩（需經過校核處理），并分析自動深度記錄儀的檢測結果。鉆進作業時加大檢查頻率，如鉆桿垂度、孔壁垂直性等。鉆頭升降速度要足夠合理，不可出現漿液沖刷孔壁的現象。以地層與孔深為準，確定合適的鉆進參數，制得高性能泥漿，確保成孔質量。當鉆進至砂層與卵石層時，需要適當放慢進尺速度，所用泥漿的稠度可適當提升，進尺量適當減小，從而提升孔壁穩定性。鉆進過程中易產生鉆渣，需將其清理干凈并運輸到指定堆放位置，場地應保持干凈、整潔的狀態，為后續施工創造良好條件。鉆進到設計深度后隨即停止，檢測孔內泥漿漿面高程，以提升孔壁的穩定性。

4.6 鋼筋籠制作與吊放

利用旋挖鉆機施工可大幅提升成孔速度，有效降低孔底沉渣。加之合理的鋼筋籠制作與安裝工藝，便可有效控制沉渣厚度。

1）完成鋼筋籠制作后檢驗其實際情況，關于偏差提出以下要求：主筋間距±10mm，箍筋間距±20mm。

2）設置主筋保護層，此部分厚度50mm，通過圓形砂漿墊塊可有效控制偏差，所有鋼筋籠都設置在鉆孔最中間區域，順著鋼筋籠依次設置，各組間距均控制為2m，每組數量均為4個，避免對孔壁的碰撞。

3）鋼筋籠各環節施工作業時都要做好保護工作，不可變形。

4）鋼筋籠加工好后，用平板車拉入現場，現場用1 臺汽車吊分節吊裝，當第一節鋼筋籠放入孔內后，取出事先加工好的十字撐，在護筒頂用工字鋼穿過十字撐，下掛住鋼筋籠并保證工字鋼水平和鋼筋籠垂直。吊第二節鋼筋籠時與第一節對準后進行鋼筋焊接，然后再下放鋼筋籠，如此循環，下放鋼筋籠時，要做到輕放、慢放，不可出現強制下落等行為。結束鋼筋籠的安裝作業后，應隨即采取固定措施，檢查鋼筋籠的狀態，當其完全到達設計孔底后，需再次檢驗籠頂標高。

4.7 安裝導管

做好導管檢查工作，要求密封性足夠良好，試驗工程中水壓保持為1MPa，所有導管的密封性都足夠良好。后續施工中，注重對導管的水密性檢驗，通過此方式分析導管工作狀態，不可漏氣，且要設置O 形密封圈。

在吊車的輔助下將導管放入指定區域，以孔深為基準，確定合適的導管直徑與長度，當導管完全到達孔底后，需適當提升30～50cm，以便二次清孔作業。嚴格控制初灌量，當混凝土發生擴散行為后，確保導管埋入深度達到1m 以上，并向管中設置充氣球膽，以減少混凝土與泥漿混合的情況【3】。導管下放過程中，要求絲扣對正，不允許刮碰鋼筋籠，所用導管直徑均為300mm，設置長度為3m 的標準節段，調節段為1m、2m。

4.8 混凝土灌注

混凝土灌注過程中，需注重如下內容：

1）二次清孔是確保灌注質量的關鍵，與此同時，還要測量孔底沉渣厚度是否滿足規范要求。

2）以施工配比為指導拌制混凝土，確保材料可靠性和供應能力，為施工作業提供支持。

3）完成首批混凝土灌注施工后，檢測樁孔混凝土高度，測算出導管內埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。

4）實際灌注施工時，導管埋入深度宜控制在2～6m，安排專員做好灌注施工準備工作，分析管內混凝土的情況，其高度不可下降，且孔口處不出現返水問題。注重對孔內混凝土的檢測，要求其上升高度足夠合理，若要拆除導管，需在技術人員的指導下展開。提升導管時要足夠穩定，不可出現左右移動現象。

5）檢查灌注高度，當快要接近樁頂時，要做好樁頂標高的測量工作，其應當比設計值高出50～100cm。拔管時，遵循上下緩慢活動的原則，此方式可使得混凝土面口達到有效彌合的狀態，一旦出現快速拔管現象，將會造成泥漿混入，隨之產生混泥芯，后續易出現樁頭滲水等問題。

5 結語

綜上所述，隨著社會的發展，公路橋梁的重要性逐步彰顯出來。大量工程案例表明，鉆孔灌注樁技術具有較高的可行性，可提升橋梁整體質量，有效控制施工成本，為現代工程事業的發展提供支持。