浅谈新型旋挖钻孔设备在桥梁桩基施工中的应用

'浅谈新型旋挖钻孔设备在桥梁桩基施工中的应用摘要:根据某大桥的施工经验,在其基桩施工工艺上,采用新型旋挖钻孔设备,进行基桩开挖,可以提高施工技术,减少质量隐患,是钻孔灌注桩质量保证的有效举措。关键词:钻孔灌注桩;旋挖钻;质量;控制;优点随着高速公路的快速发展,钻孔灌注桩在公路桥梁基础中日益增多,钻孔灌注桩在桥梁基础,尤其在特大中桥应用中,越来越重要,相应地促进了桥梁钻孔灌注桩施工技术的快速发展,某大桥的施工中，采用E25HD-R200型旋挖钻设备,使成孔工艺创下了新的施工记录,同时使广大工程技术人员掌握了新技术,加快了施工进度,保证了工程质量。1　钻孔设备简介1.1　设备特点意大利安特高公司生产的E25HD-R200型旋挖钻孔设备,具有功率大,钻孔速度快,自动化程度高,移动灵活方便,定位准确,节约劳动力,生产安全,工作方便,环保性能好,噪声小,工作效率高,节约时间,降低施工成本的特点,是目前同等设备中较好的一种新型旋挖设备。1.2　桥梁基桩施工摩擦桩与端承桩在我省的地质情况中,大部分为单桩承载力较小的摩擦桩。通常使用的有:冲击钻、回旋钻、螺旋钻与旋挖钻。从施工现场以及大量的实践表明,目前E25HD-R200 型旋挖钻孔专用设备,具有适用地质地层广,钻孔深度大,桩径适应设计变化可用的特点,对钻孔桩直径、垂直度,桩的长度,沉淀厚度等各项质量指标都能满足要求,从而保证质量。1.3　旋挖钻成孔的质量特点a)钻井率高,按直径1.5m,孔深40m左右的基桩在5h左右即可完成。对不同的地质情况适应性强,适用广泛,移动方便,定位准确,自动化程度高,机内配有现代设备,操作精确度高;b)清孔彻底,速度快,自身有起吊功能。功率高,现场与砼施工配合协调,与砼罐车配合运输方便顺利,大桥基桩成桩后对全部基桩进行无破损检测,优良率达到90%以上。2　施工准备工作的质量控制2.1　施工工艺流程灌注桩是一项地下施工工序多,精确度高,质量要求高,施工时间短,工作连续不间断的一种地下隐蔽工程,要保证工程质量,在施工前应根据施工项目质量计划的组织方案从严要求,合理地安排施工流程,以便指挥现场施工。2.2　场地的布置施工现场根据河流的地形情况进行合理安排,应全面考虑,包括:平整场地,搭设平台、便桥,施工便道,水、电运输、机械设备材料的到位,泥浆排渣等工作都要进行综合布置安排,必须全面满足施工工作的要求。2.3　护筒的埋设与机械的就位 护筒的埋设:一般护筒的直径比孔直径大100mm～150mm,每节的长度为1.5m～2.0m,用8mm～16mm的钢板加工成型,总长度应满足比地下水高出2m,根据施工现场经验,一般地质护筒的高为1.5m～2.5m为宜,由人工埋设护筒再由旋挖钻配合完成较好。旋挖钻在埋设护筒时,由人工、机械配合完成,主要利用钻头的挤压方法作调整,精确度高。泥浆的配制相对比较简单,由自身设备配合造浆机完成,材料的选定,施工中选取水化性能较好,造浆率高,成浆快,含砂量少的膨润土或黏土为宜。其技术指标如表1。表1钻孔方法相对密度g/cm3黏度Ts腹体率%含砂率%PH值旋挖钻1.05~1.10大于17大于95大于1大于73　灌注桩砼质量控制3.1　材料的质量控制根据试验检测选用合格的材料,主要材料水泥、钢材必须有产品合格证,砂、石材料进场时都需进行检查验收,使用时仍需进行严格试验,以确保原材料的质量。工地试验室严格把关配合比,并做好现场施工检测。3.2　配合比的控制 钻孔灌注桩水下砼使用导管灌注,现场的配合比要随水泥的品种,砂、石规格及用水量的变化而进行调整。为使每个工作的施工配合比都能准确无误,施工现场选用生产量高的1000型拌和站生产砼混合料,1000型砼拌和站各项功能全部电脑操作,其特点是:计量准,生产能力强,产量高,适用于砼用量大的结构工程,施工中各项技术指标自动控制,准确无误。现场施工各项技术指标经试验检测全部达规范要求,每道工序存有详细技术资料,可存档保存,各项施工原始记录齐全。3.3　坍落度控制施工现场试验员跟踪把关,在灌注砼时不定时加强对坍落度的控制,砼坍落度采用18cm～20cm为宜,在灌注砼过程中严格测量灌注砼的标高和导管的埋置深度,导管的埋深应保持在2m～4m,要保证砼顺利进行,当灌注至距顶点标高8m～10m时,及时调整砼坍落度,降低到12cm～16cm以提高砼的强度,每根桩留取砼试件3组,做强度试验。3.4钻进施工时出现卡埋钻的控制措施卡埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故，因此，施工过程中应采取积极主动的措施加以预防。当钻机施工时出现卡埋钻现象时，采取切实可行的措施及时进行处理施工事故。处理卡埋钻的方法如下：(1)直接起吊法：采用吊车直接向上起吊即可。(2)钻斗周围疏通法：即用水下切割或反循环等方法，清理钻筒周围沉渣，然后起吊即可。4施工注意事项4.1由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，避免钻机发生沉陷。 4.2钻机施工中检查钻斗，发现侧齿磨怀，钻斗封闭不严时必须及时整修。4.3泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行入浆，避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部，致使护筒底部土质松散。4.4因粘土层中钻进过深易造成颈缩现象，在钻机施工时应严格一次钻进深度。4.5钢筋笼或探孔器向孔内放置时，应由吊车吊起，将其垂直、稳定放入孔内，避免碰坏孔壁，使孔壁坍塌，在砼浇筑时出现废桩事故。4.6根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。4.7其他施工工艺事项，应严格按照桥涵施工技术规范和标准进行施工。5　旋挖钻机E25HD型成孔优点旋挖机钻孔深度为80m,长晋漳河特大桥基桩深度一般在35m～40m,全桥直径1.5m基桩148根,施工实际使用有以下优点:5.1该设备对各种不同地质的硬黏土、软亚黏土、硬黏土适应性强,钻进效率高,旋挖钻每6h～7h成孔,1d可成孔2个～3个,是冲击钻、反循环钻工作效率6倍之多;5.2对桩孔直径可选范围大,孔壁稳定,清孔彻底,成孔质量好,与砼运输设备配合,施工速度快,节省人力资源,提高工作效率,降低施工成本; 5.3旋挖钻机配比电脑控制程序,自身调整各项技术指标,保证钻机的孔位、垂直度、孔径、孔深等各项技术指标全部达到规范和设计要求;5.4环境适应性强,自身功率大,特别适用于供电不足的现场施工,而且不污染环境,施工噪声低,工作现场规范,是目前国内同等设备效率较高,可以在同等条件下优先使用的一种设备。综上所述,旋挖钻机施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔效率高、适应性强、环保的优点。由于旋挖钻机所形成的孔壁较粗糙，增加了桩侧摩阻力，克服了回旋钻机桩侧摩阻力低，以及孔底沉渣多，泥浆管理差的缺点。尽管旋挖钻机投资较高，但适应性强，最终的经济效益综合指标还是远大于回旋钻机，可见旋挖钻机是一种理想的施工工艺。同时，钻孔灌注桩的整个施工过程都是隐蔽工作,每道工序都必须从严要求,保证施工质量,任何一道工序出现问题都将带来严重的后果。因此,要保证钻孔灌注桩的施工质量,必须选择先进的设备,合格的施工人员,严格把握每道工序质量,现场指挥人员具有周密的组织协调能力,有高度的责任心,各部门全面配合,做到精益求精,才能保证结构工程质量。参考文献[1]郭玉文旋挖钻机在北京城市铁路高架桥桩基施工中的应用[J]．铁道建筑技术，2001，(12):5-7.[2]周红军我国旋挖钻进技术及设备的应用与发展[J]．探矿工程，2003，(2):18-21.'