刘步高
（四川路桥桥梁工程有限责任公司）
【摘 要】旋挖钻机是一种适合建筑基础工程成孔作业的施工机械。旋挖钻机施工是一种新兴的施工工艺，如今在建筑行业基础施工中应用越来越广泛。本文简单介绍旋挖钻机施工技术在伏龙大桥5号主墩、3号和6号交界墩桩基础施工中的运用及施工过程中存在的问题，仅供同类型工程参考。
【关键词】旋挖钻机；新兴；施工技术
一、前言
旋挖钻机施工是建筑基础工程成孔作业的新兴施工工艺，该工艺在桥梁、地铁工程钻孔桩施工中运用优势尤为明显，具有适用性强、自动化程度高、劳动强度低、钻进效率高、成桩质量好、环境污染小、占用场地少等特点。本文通过对巴南广高速伏龙大桥5号主墩、3号和6号交界墩桩基础施工为例，简单介绍了旋挖钻机施工技术运用以及施工过程中存在的问题。
二、工程概况及地质构造
1.1工程概况
伏龙大桥跨径组合为3×40＋70+130+70+3×40m，其主桥为变截面连续刚构长270m，引桥为40m简支T梁长240m，全桥共长519.81m。其中，4号和5号主墩桩基设计为三排群桩；3号和6号交界段桩基设计为双排群桩，桩径为2m，设计最大孔深26m。
1.2地质构造
桥区位于华蓥山大断裂西侧约19km。桥区地层由中生界侏罗系中统上沙溪庙组粉砂质泥岩与砂岩不等厚互层组成，覆盖土较浅，岩层近水平，岩面起伏小于2°，岩层稳定均匀，整体性好，因此，桩孔无需黄泥造浆，旋挖钻机可直接钻进。
三、施工工艺确定
（1）受工期影响，若不能在计划的时间内完成桩基施工，施工作业区将面临渠江涨洪的严重威胁。
（2）受场地影响，由于施工作业区场地狭窄，不能容纳多台机械同时作业。
（3）受用电影响，由于同时施工作业面多，机械用电负荷大，不能保证更多用电机械同时作业。
根据以上因素综合考虑，决定采用旋挖钻机施工5号主墩、3号和6号交界墩桩基。
四、施工工艺
1．工艺简介
旋挖钻机通过自带动力驱动头提供钻孔所需扭矩，驱动钻杆和钻头，使钻斗切削土石地层，利用多层伸缩式钻杆和钻头的特殊结构及时快速钻进、快速出渣，实现高效率作业。
图1 旋挖钻机
2．施工方法
2.1施工准备
（1）施工便道、平整场地、用电用水
施工便道：旋挖钻机进场前修建施工便道，确保钻机和其他车辆通行，保证材料设备供应。
平整场地：施工区测量放样，根据现场情况，做好施工区场地的平整。
用电用水：伏龙大桥配置500KVA的变压器一台，通过杆管布置电缆线通往施工现场，另配备250KVA发电机一台，以备临时供电所需。施工区邻渠江分支河流，用水可直接抽取引至施工现场。
（2）桩位放样
建立测量控制网，施工场地平整后，组织有经验的测量人员对桩位进行测量放样。桩位定出后，及时设置护桩交旋挖钻机作业人员看管保护，测量人员定期进行复测。
2.2钻机就位
旋挖钻机自重较大，整机重量超过50t，为避免因地基承载力低或局部受力不均导致钻机沉陷而影响钻机稳定性、钻杆的竖直度等，旋挖钻机就位前应对所在作业区域进行片石填筑并夯填或铺设厚钢板，以提高地基承载力。
2.3埋设护筒
护筒采用厚度12mm的钢板在加工厂卷制成整体钢护筒，护筒直径比设计桩径大20cm。护筒采用大于或等于护筒直径的钻头施钻至护筒埋设底标高进行安装，埋设护筒中心及垂直度是否满足规范要求对成孔的偏斜起着决定性作用，经反复检查符合要求后，在护筒四周分层回填粘土并夯实。护筒埋置深度以穿过覆盖松散土层控制，要求埋深不小于2m，顶端高出地面0.3m（防止杂物，泥水流入孔内）。
2.4钻进
完成护筒埋设后进行钻孔。旋挖钻钻进是用动力头驱动钻杆和钻头，利用钻头下端的切削刃对土石层进行切削破碎，切削的土石被挤进钻斗内，装满后将钻斗提出孔口，钻机旋转至指定位置，开启钻斗阀门，将钻斗内切削的土石排放到指定的弃土堆或直接卸在翻斗车里运走。通过钻斗的旋转、削土、提钻、卸土、反复循环作业而成孔，直至孔底标高。
桥区覆盖土层浅，岩层稳定性好，整体性强，根据此地质特征，伏龙大桥桩孔钻进时无需黄泥造浆，直接进行干桩。只要机座调平，钻杆垂直于机座，那么就可保证钻孔的垂直度。
2.5终孔
钻孔达到设计孔深后，通过钻渣与地质柱状图对照，核实地质情况是否与设计地勘资料吻合。若与设计地勘资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。当地质满足设计要求后，对孔型、孔径、孔深、垂直度等进行检查。报请监理工程师验收合格后，立即进行清孔。
2.6清孔
达到设计孔深后，进行孔底清渣，使用平底钻头下降到预定深度，施加压力并旋转钻头将渣土挤入钻斗内，关闭阀门，然后提升钻斗将渣土取出。如此循环，直到钻斗无钻渣提出为止。
2.7混凝土浇筑
由于5号主墩地下水位在孔口下5m左右位置维持水平，整批桩基浇筑采用10m?集料斗蓄料封底开球进行的水下混凝土浇筑。3号和6号交界墩孔底仅少量渗水，清理后直接进行干桩浇筑。
五、施工中遇到的困难
①岩层强度高，钻机自重大，场地承载力低，钻机发生沉陷、偏移。
解决办法：在钻机作业区域尤其是轮辙位置填筑一定厚度片碎石材料并夯实或者铺设厚钢板，以提高地基承载力，加强地基整体性。同时，将钻机尾部落地支撑强化使用。在施工过程中，根据钻进不同的深度、不同地层做地层强度统计。
②岩层强度高，钻进进尺慢，钻头磨损快。
解决办法：先用直径1m的螺旋钻斗一次性钻到设计孔底成小孔，再用直径1.5m的筒钻钻斗进行扩孔，最后用直径2m的筒钻钻头成孔。如此，成孔效率大大提高。
③钻进到一定深度，易发生缩孔现象。
解决办法：由于钻锥磨损过甚、焊接不及时造成缩孔，因此应定期检查钻斗，发现侧齿磨损应及时更换或者焊补钻锥，保证钻头的尺寸。已发生缩孔时应用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。
④孔身倾斜
解决办法：调整机架的位置及垂直度，在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直，偏斜严重时应回填满足要求的片碎石到偏斜处，待沉积密实后再行钻进。
⑤钻渣的处理
解决办法：由于施工场地狭窄，钻机作业效率高，出渣速度快，配备自卸斗车一辆，直接上车运输到指定场地集中堆放，不占据施工场地。
结束语：
伏龙大桥5号主墩、3号和6号交界墩采用旋挖钻施工工艺既成功克服了施工的影响因素又成功完成了计划的目标任务，体现了旋挖钻机实用性强、成孔率高、操作易控制、环境污染小等优势。但对于旋挖钻机施工这种新的工艺来说，我们还需要认真的总结，确保以后遇到相同情况的不会茫然不知所措。希望能对同类工程提供借鉴。
参考文献：
[1]何清华等著.《旋挖钻机设备施工与管理》.中南大学出版社.2012-03-21
[2]四川省交通厅公路规划勘察设计院.《两阶段施工图设计文件》
论文作者:刘步高
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年4月总第209期
论文发表时间:2016/6/13
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