BG-28型旋挖鉆機在安哥拉羅安達鐵路鋼橋樁基礎施工中的應用

趙衛

【摘 要】在安哥拉羅安達鐵路鋼橋樁基礎施工中，采用了德國寶峨公司生產的BG-28型旋挖鉆機，解決了現場場地和地質條件限制問題，提高了施工效率，取得了良好的經濟效益。文章以實際工程為例，介紹了BG-28型旋挖鉆機的施工工藝。

【關鍵詞】旋挖鉆機;橋梁樁基礎施工;安哥拉

【中圖分類號】U445.551 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）10-0080-03

安哥拉羅安達鐵路自安哥拉首都羅安達市區連接至馬蘭熱省，全線為窄軌非電氣化鐵路，2016年開工的邦戈（Bungo）至巴亞（Baia）段復線建設項目為市區至市郊段擴能改造工程。其中，K2+785鐵路鋼橋為11跨×21 m上承式鋼板梁橋，該橋含10座橋墩，采用直徑為1 m的摩擦樁基礎，單座橋墩下設置6根長度約21 m的摩擦樁。本文以羅安達鐵路橋樁基礎施工應用為例，介紹BG-28型旋挖鉆機施工工藝，該工藝與中國常用的旋挖樁施工工藝相比具有一定的差異和優勢，可以更加有效地進行護筒埋設，避免因護筒埋設不當造成的孔壁坍塌，也提高了施工效率。

1 工程概況

羅安達鐵路K2+785鐵路鋼橋位于安哥拉首都羅安達省羅安達市，所在的Ingonbota區為羅安達中心城區之一，項目現場緊鄰羅安達港，一側為連接羅安達多個市與市中心的進城及進港通道Sonils路，另外一側為重要出城及出港通道Kim Kenda大道，鋼橋第7跨上跨連接兩條主干道的支路。

K2+785鋼橋包括建成于2007年的既有線鋼橋及新建復線鐵路鋼橋，兩橋中心間距為6 m，承臺邊緣間距為1.3 m。既有鋼橋采用正循環回旋鉆施工，根據現場地質情況、場地限制條件，新建鐵路鋼橋采用了BG-28型旋挖鉆機，保證了施工進度及質量，將新橋施工對兩側公路和鐵路橋的影響降至最低程度。型旋挖鉆機在鋼橋現場施工如圖1所示。

1.1 主要地質情況

橋址區為海岸階地，地形起伏不大。地層主要為雜填土、中砂、粗砂、黏土、泥巖、玄武巖。各層巖性特征、厚度及基本承載力概況見表1;地層剖面圖局部圖如圖2所示。

現場地下水位高程為2.8～3.5 m，屬于第四系空隙潛水，補給來源為大氣降水，該地下水對混凝土具有硫酸鹽弱侵蝕性。

1.2 主要工程特點

本項目主要工程特點如下。

（1）緊鄰既有營業線鐵路橋及主干公路，場地空間限制大，安全文明施工要求高，采用泥漿護壁方法不易布置泥漿池和沉淀池。

（2）地層表層為松散的砂層，鉆孔過程中受緊鄰的鐵路、港口通道重型貨車震動影響易坍孔，施工過程中必須盡量減小對既有鐵路橋基礎和相鄰公路排水管道等設施的影響。

（3）橋址位于海岸階地，地下水埋深淺、水量大，且樁基礎及大部分承臺均位于地下水位以下。

2 鉆孔設備介紹

寶峨BG-28旋挖鉆機的總體高度為21.8～25.2 m，扭矩為277 kN·m，主卷揚有效值為200 kN，擠壓力-卷揚有效值為330 Kn，最大擠壓行程為18.7 m，最大鉆孔直徑為2.5 m，最大鉆孔深度為65.7 m，無附件重量為74.8 t。

由于地層表層為易造成坍孔的砂層，因此施工過程中采用內徑為1.08 m、外徑為1.18 m的臨時雙壁鋼護筒，護筒單節長度為2～5 m，根據地層特征采用全鋼護筒或部分鋼護筒支撐。第一節護筒裝有帶切削齒的護筒靴，用于貫入堅硬地層，護筒之間由平頭螺栓連接（如圖3、圖4所示）。

3 施工組織與施工工藝

施工工藝流程圖如圖5所示。

（1）施工平臺準備：鉆機及其他附屬設備總重量可達130 t，最大地面壓力可達75 kN/m2，必須保證施工平臺始終高于地下水位至少1.0 m，設置合理的排水系統，保證施工平臺的平整、干燥、穩定。

（2）測設樁位：施工前應由專業測量人員進行樁位放樣，除樁位中心樁外，必須設置4個圍繞中心樁的護樁，護樁距中心樁的距離設為樁的半徑加1.0 m。

（3）鋼護筒安裝：使用鉆機動力頭安裝第一節鋼護筒，安裝前應檢查鋼護筒中心是否與樁中心重合，并檢查鋼護筒垂直和平行于鉆機機身兩個方向上的垂直度，安裝后保證鋼護筒頂面高于施工平臺0.5～0.6 m。

（4）鉆進成孔、排渣：使用螺旋鉆頭或旋挖斗在鋼護筒內部成孔，直至到達護筒底部以上0.5 m處，在鉆孔過程中隨時觀察排渣變化，復核是否與地勘結果一致，必要時針對碎石土層更換巖芯鉆;鉆頭鉆進一定深度后應向上提升鉆頭排渣，旋挖下來的松散巖土將鉆頭工作部的80%左右空腔填滿后停止鉆進，反向旋轉松開各個咬合部位的棘齒咬合，主卷揚工作即向上提升鉆頭進行排渣。

（5）終孔檢查、清孔：鉆孔達到設計標高后，檢查孔徑、孔深、孔底虛渣厚度等是否與設計和施工規范要求相符。若孔底虛渣過厚，可使用旋挖斗進行清孔。

（6）鋼筋籠安裝：鋼筋籠統一在鋼筋加工棚加工，運輸至現場后由鉆機將鋼筋籠吊起并下放至孔內，下放至設計標高后采用臨時掛鉤固定在臨時鋼護筒上。

（7）灌注水下混凝土：本項目樁基混凝土等級為C35/45-S4 D20，圓柱體抗壓強度為35 MPa，立方體抗壓強度為45 MPa，坍落度等級為S4（160～210 mm），骨料最大粒徑為20 mm?；炷恋綀霾⒔洷O理工程師試驗合格后，由泵車灌注至安裝好的導管內，混凝土應連續灌注，導管應始終具有一定的埋置深度。當臨時鋼護筒內的混凝土面達到至少2 m的高度時，可以起拔護筒，混凝土面應始終保持在護筒靴以上至少1 m的高度。

4 施工質量控制

4.1 防止震動造成的坍孔

由于本橋位于運營鐵路橋與港口繁忙干線公路之間，受鐵路和公路震動影響較大，且旋挖鉆機、混凝土攪拌車等施工設備自重大，現場上層地層主要為沙土，容易受各類震動影響而導致坍孔、縮徑，因此在施工過程中務必根據實際地層情況安裝足夠長度的雙壁鋼護筒，防止出現坍孔、縮徑。

4.2 嚴控混凝土澆筑質量

本橋樁基礎混凝土設計強度高，監理對施工質量要求嚴格，而現場場地有限、羅安達港區道路容易堵車，在混凝土澆筑前應根據每根樁實際情況做好泵車架設位置規劃、混凝土準備等前期工作，保證水下混凝土澆筑的連續性。在澆筑過程中必須嚴格控制導管埋深和澆筑速度，由專人測量混凝土面的即時高度，以此推算每次導管上拔的高度，避免導管脫離混凝土面和混凝土灌注中斷。灌注接近結束時，必須做好超樁頂混凝土的控制，在避免浪費的同時保證灌注高度高出設計樁頂至少1.0 m，保證樁頂混凝土完整、無松散層。

4.3 防止鋼筋籠上浮或下沉

鋼筋籠上浮為橋梁樁基礎施工中容易出現的質量問題，而本橋樁基礎鋼筋籠設計長度僅為樁長的1/2，在拔起鋼護筒的過程中至混凝土初凝前，容易出現鋼筋籠下沉，因此在拔起鋼護筒的過程中應防止混凝土下落填補護筒壁空間引起的鋼筋籠下沉，必須控制好拔起速度，并在拔出鋼護筒后做好鋼筋籠的臨時固定。

5 結語

BG-28旋挖鉆機具有安全標準高、環境可持續性和經濟效益高、性能優良、便于運輸、安裝時間短等優點，搭配不同的鉆頭或旋挖斗、不同長度的臨時鋼護筒，可滿足各種地質條件下的安全高效成孔作業。

在本項目中，BG-28型旋挖鉆機，解決了現場場地和地質條件限制問題，盡管由于場地受限未能實現旋挖鉆機與吊車、混凝土泵車配合完成鉆孔及混凝土澆筑流水作業，不得不在鉆孔后仍采用旋挖鉆機進行鋼筋籠吊裝、導管提升及鋼護筒拆除等工作，但相對于采用其他施工工藝仍提高了施工效率，取得了良好的經濟效益。

參 考 文 獻

[1]BAUER BG 28 H Rotary Drilling Rig.BAUER Mas-chinen GmbH[Z].2018.

[2]德國寶峨公司北京代表處.使用寶峨BG大口徑旋挖鉆機進行鉆孔灌注樁施工工藝說明[Z].2003.

[3]BAUER Maschinen GmbH.Equipment Programme[Z].2019.

[4]莫毅舟.淺談鉆孔灌注樁施工的質量控制[J].山西建筑，2010（6）：221-222.