摘要：旋挖机施工是一种较为先进的桩基施工方法，具有效率高、精度高、环境危害小等特点。旋挖机施工控制措施是桩基施工质量的重要保证。因此本文在介绍旋挖机施工工艺的基础上对施工质量保证措施进行了探讨，以期为相关人士提供参考。
关键词：旋挖机；施工；质量保证
1 概述
随着我国经济的快速发展，道路、桥梁、地铁等建设项目逐渐增加，旋挖机在这些建设项目起着至关重要的作用。旋挖机效率高、精度高、使用便捷，适用于我国大多数地区、不同季节的施工工程[1]。大量的施工使得我国在旋挖机施工工艺、施工技术等方面积累了丰富的经验、形成了较为完善的体系。旋挖机的应用越来越广泛，旋挖机施工质量保障措施成为摆在施工人员面前的重要课题。
2 旋挖机施工工艺
2.1旋挖机施工过程
旋挖机施工过程包括现场布置、泥浆制备、桩位放样、埋设护筒、钻孔、成孔检测、清孔等步骤[2]。
（1）施工现场布置。旋挖机施工现场地面需保持平整，基础夯实，施工场地中的软土、杂物以及与施工无关的工艺设备等均需要清除。地面夯实平整后，需要专业的技术人员合理规划施工道路并做好相关备案。
（2）泥浆制备。泥浆在旋挖机作用过程中具有护壁、润滑、悬浮等作用。不同施工地质条件对泥浆的需求也不相同：地质条件好时就不需要制备泥浆，可以使用旋挖机进行干开孔；地质条件复杂时就需要制备泥浆辅助开孔。
（3）桩位放样。卷尺和经纬仪是桩位放样的两个关键设备。选择不易变形的位置作为测量基准点，使用混凝土保护加点并设置防护标志。需要在埋设护筒前、埋设护筒后、旋挖机就位后进行三次桩位的测定。每次桩位测定之前都要对基点进行再次校正。
（4）埋设护筒。为了防止孔口塌陷、有效隔离杂物并控制定位需要在施工之前埋设护筒。护筒内径必须大于旋挖机钻头直径，漏出地面部分需在10 cm以上，筒口中心与桩基放线中心之间的偏差应不大于5 cm。护筒埋设之后周围的土需要回填并夯实，确保护筒稳定。
（5）钻孔施工。将旋挖机安置在指定位置，使钻头对准桩位，偏差小于1.5 cm。根据作业场所地质条件注入制备好的泥浆，开始钻孔。通过旋挖机钻头旋转、钻斗提升、钻斗卸土等步骤的反复操作完成钻孔过程。若需要使用泥浆，需保证整个钻孔过程中泥浆面高于护筒底部。
（6）成孔检测。钻孔过程完成后，需要对孔深、孔壁等进行检查，与设计要求进行对比，对于不符合设计要求的需要进行处理完善。成孔检测方法有测孔器或者绳测法、水下灌注混凝土法等。
（7）清孔。正循环回转钻进技术是清孔施工最常用的方法。清孔过程中需要向孔内泵入配制好的新泥浆，并持续循环泵入过程半小时以上，孔底沉渣彻底清除后停止泥浆泵入过程。为了给下次清孔过程做好准备，需要在孔内放入钢筋笼，然后才能停止施工。
2.2旋挖机施工优点
与钻、冲孔灌注桩相比，旋挖机灌注桩具有显著的优点[3]。
（1）施工效率高，旋挖机施工是靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土，并利用其内部的钻斗将挖出的岩土带回地面，不需要将岩土破碎并利用泥浆冲出，施工效率是相同工况下钻、冲孔机的5-6倍。
（2）施工精度高，整个施工过程通过PIC控制，使得桩深度、桩垂直度等指标控制更加精确、简洁。
（3）环境危害小，旋挖机施工过程只有机身发动机的声音，产生噪音危害小；施工过程使用泥浆量较少，降低了泥浆生产、运输、排放对环境的污染。
（4）灵活性强，旋挖机在施工现场靠履带移动，可自行在平整好的场地内移动，不需要其他设备的辅助，移动方便，灵活性强。
（5）无需提供动力电源，目前广泛应用的旋挖机均为自带柴油发动机提供动力，不需要提供额外的动力电源，在没有电力的场所也适用，可以省去电缆铺设、维护过程，也提高了施工过程的安全性。
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（6）单桩承载力高，与钻孔桩相比，旋挖机成孔后孔壁较为粗糙， 成桩后桩体与周围岩土之间结合更为紧密，相比之下单桩承载力更高。
3 旋挖机施工质量的保证措施
3.1 依据地质状况进行合理施工
地质状况对旋挖机的施工具有重大影响，因此施工之前需要对施工场地地形和地质做深入的分析和研究。根据不同的地质类型、地质特征采取合理的施工方式[4]
（1）泥层
软泥层含水量高、土质细腻，较强的压缩性使其承受能力低。旋挖机在此类土质中施工时，钻进阻力小其负荷轻，整个钻孔过程较为平稳，因此要特别注意钻孔的深度。较软的土质也使得钻孔过程中容易出现缩孔的现象。
硬胶泥密度适中，与软泥层相比钻孔过程负荷相对较大。硬胶泥钻孔过程对泥浆的需求较少，是一种相对容易进行钻孔施工的地质。此类地质钻孔过程较容易进行控制，秩序控制好钻入的深度即可。
（2）卵石层
与泥层相比，卵石层硬度较大，当卵石直径较大时，需要采用特殊的钻具。旋挖机钻入难度随卵石密度增加而增加，钻入要求随卵石厚度的增加而提高。卵石层中，大小不一、厚度不等的卵石层分布较为凌乱，使得卵石层表面凹凸不平，在钻孔施工过程中，斗齿各方向受力不均匀，卵石对斗齿的作用力较强，极易发生断齿现象。因此，这种地质条件钻孔时，要注意选择质量好、硬度高的斗齿，尽量选用矿产用斗齿。施工过程中，要特别注意不断的发现问题、排除问题。
（3）岩层
岩层的硬度很大、承载能力强，且具有很强的抗腐蚀性。岩层中的坚硬物质使得钻入过程难度较大。岩层中的风化岩和砂岩之间具有很强的交接性，因此对泥浆的要求较低。成孔后也不存在塌方的风险。但由于岩层硬度大的特点，容易造成钻具损坏，在施工过程中，必须选择没有缺陷的钻具，同时一定要避免不当的操作。
3.2 有效预防偏孔
（1）偏孔原因分析
地质是造成偏孔的主要原因。对于松软的地质，出现偏孔的可能性较低；若地质为硬度较高的岩石层且岩石分布不均匀，施工过程中钻斗各方向受力不均，很容易出现孔内偏差的问题。此外，不正确操作也会导致偏孔产生，当孔内存在岩石或卵石时，需要通过加压来控制浮动。钻孔速度过快也是引起偏孔的原因之一。
（2）偏孔预防措施
为了保证旋挖机施工质量，施工过程中垂直偏差不得超过1%。目前施工工艺中常用的检测技术均能确保对偏差进行十分精确的控制。
施工前的地质检测对偏孔的预防至关重要。施工前需要对施工场所开展岩石取样并进行地质报告，详细研究施工场所地质，对其地形地貌和地质特征有清晰、准确的认识。
施工过程中通过旋挖机振动情况可以判断施工场所地质状况，从而对钻斗钻进方法进行调整，可有效预防偏孔。比如破碎式钻进、辗磨式钻进等不同钻进方式之间的转换。
3.3 控制施工安全隐患
旋挖机施工过程中存在较多安全隐患，可通过采用先进的施工技术、安装实时监控设施、加强施工现场安全管理等措施进行预防和解决。采用C15混凝土对钻孔进行回填可有效防止孔口坍塌。在施工场所安装视频监控设备，实现对施工过程全流程、无死角、实时监控，以提高施工质量与安全生产水平。加强施工现场安全管理，施工过程中严禁非施工人员、车辆靠近施工场所等。
4 结语
旋挖机具有施工效率高、精度高、对环境危害小、自动化程度高等优点，其带来的经济效益远大于投资成本，因此在现代建筑施工中应用越来越广泛。旋挖机施工过程中需要根据施工特点采取合理的质量保障措施，以使其效益最大化，更好的为我国现代化基础设施建设服务。
参考文献：
[1] 周红军．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(岩土钻掘工程), 2003(2):11-14.
[2] 刘文忠, 管佩先, 孙宽良. 旋挖钻机扩展施工工法[J]. 工程机械文摘, 2010(3):22-24.
[3] 赵世林. 浅析现代建筑中旋挖机钻孔灌浆桩施工工艺及质量控制[J]. 科技信息, 2011(11):366+370.
[4] 李锴. 旋挖钻机在大连地区桩基施工中的应用研究[D]. 沈阳建筑大学, 2013.
论文作者:刘如亮
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/13
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