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摘要:随着科技的进步，公路工程施工逐步走向机械化，是否能够选择最为合适的施工机械，在一定程度上影响着公路工程的建造成本、工作效率以及安全系数。抗滑桩作为一种新型的边坡治理措施已被广泛应用，而目前单一设备无法满足矩形截面的施工要求。本文以广西贵隆高速C06标桩板墙工程为背景，通过施工造价与施工工期方面的分析，探讨旋挖钻替代传统人工挖孔在抗滑桩施工中的优越性。
关键词：旋挖钻 ；抗滑桩 ；施工工期 ；施工造价
旋挖钻机施工具有施工速度快、施工精度高、噪声小、环保、可自行行走,移机方便、机械化程度较高、使用地层广泛等特点。施工过程不需要人工进行钻杆的拆除和组装,可降低工人的劳动强度,同时节约人力资源。
本文结合抗滑桩施工实例，分析旋挖钻机与人工挖孔在施工工期、施工造价差距及在工程中的适用性。
1工程简介
广西贵隆高速C06标K159+732-K159+770左侧桩板墙共设计截面尺寸为2m×3m的抗滑桩7根，桩长22m，外露部分7m-8.5m，地面以下部分15m左右。地质横断面图显示，0-4.4m为粉质粘土，4.4m-21.8m为强风化砂岩，无地下水。
2施工重、难点介绍
由于标段内只设置有7根抗滑桩，并且处在全线控制性工程白马香山河特大桥的运梁通道上，直接制约着白马香山河特大桥的架梁工作。抗滑桩必须快速的施工完成以保证运梁通道及时打通。
3方案比选
3.1人工挖孔桩
3.1.1人工挖孔桩施工优缺点
⑴优点
挖孔桩具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，无泥浆排出，对周围环境及建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低。
⑵缺点
挖孔桩的缺点是挖孔中劳动强度较大，单桩施工速度较慢，尤其是安全性较差。受地质情况影响较大，地下水、细砂、粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时发生井漏，造成质量和安全事故。
3.2旋挖钻孔桩
3.2.1旋挖钻孔桩优缺点
⑴优点
①施工速度快。旋挖桩机施工靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内提升运至地面。
②施工精度比较高。施工过程对桩深度、垂直度、钻压、钻筒内装土容量等均可以通过机身电脑控制。
③噪声小。旋挖桩机施工的噪声主要来自机身发动机的声音，其余部件几乎没有摩擦声。
④有利于环保。旋挖桩机施工泥浆用量比较少，施工过程中泥浆的主要作用在于增加孔壁的稳定性，甚至在土层稳定性比较好的区域可以使用清水代替泥浆或干钻钻孔施工，大大减少了泥浆的排放，对周围环境的影响比较小，同时节省了泥浆外运的成本。
⑤自行行走，移机方便。只要场地承载力能满足旋挖桩机自重要求，其本身靠履带可以自行移动，无需其他机械配合。
⑥机械化程度比较高。施工过程不需要人工进行钻杆的拆除和组装，无需进行泥浆清渣处理等，可降低工人的劳动强度，同时节约人力资源。
⑦无需提供动力电源。目前市场上使用的旋挖桩机都采用机身柴油发动机提供动力，对施工场地没有用电的情况下，尤其适用，同时也省去对电缆的拖运布设和防护，安全性相对比较高。
⑧适用地层广泛。如果在旋挖桩机施工过程进行相应的技术控制，由于旋挖桩机配置钻头的多样性，旋挖桩机可以适用多种地层。
⑨易于管理。由于旋挖桩机自身特点，施工过程中所需机械和人员大大减少，同时用电要求不高，从管理角度来讲，易于管理和节省管理成本。
⑵缺点
①前期投入比较大。目前市场上国产旋挖桩机的售价在400万元左右，如果自购设备，一次性投入比较大。
②自重大，对场地要求比较严格。旋挖桩机工作状态自重一般在70t左右，但其履带与地面接触面积约7.0㎡,所以要求的地基承载力在100kPa左右。
③孔壁护壁差。由于旋挖桩机钻进速度快，主要靠切土钻进，在填土和软土地层，塌孔和缩径容易发生。
④旋挖钻机受施工地层的制约，在硬岩层、较致密的卵砾石、孤石层施工比较困难，并容易发生孔内事故和机械事故。
⑤软土中孔内容易产生负压。旋挖桩机钻筒与土体接触面比较大，在软土中如果钻进进尺大，钻斗提升过程容易产生负压，在增大旋挖桩机体上拔负重的同时对孔壁稳定性有不利影响，容易形成孔壁缩径。
⑥施工过程短期投入增加。由于旋挖桩机施工速度快，短期需要投入的材料费用比较大。
4抗滑桩施工
通过上述方案对比，拟采用旋挖钻机成孔矩形抗滑桩。抗滑桩施工时采用试验桩的方式，通过试验桩确定地质情况和工艺参数，试验桩施工时应查阅相关设计地勘资料，保守设计。施工过程中可根据具体情况相应调整工艺参数与机械组合。
4.1施工前准备
施工场地整平，夯实。对原材料进行检测。配置XR360旋挖钻一台、25汽车吊一台，80cm钻头、1m钻头、2m钻头、方形钻头。
4.2施工方法
⑴锁口施工：锁口施工时根据旋挖机工作时宽度适当加大，以保证其稳定性。
⑵护壁施工：由于采用机械施工，护壁可根据实际地质情况酌情设置，以防止施工过程中塌孔，本标段抗滑桩施工时设置1m护壁。
⑶钻孔：本标段抗滑桩截面为2m×3m，首根抗滑桩采用80钻头钻进，共需钻孔12个。后续施工中根据地质情况以及首根抗滑桩的施工情况进行调整，采用1m钻头，共需钻孔6个。当旋挖钻将圆孔孔钻至设计深度后，进行扩孔和清孔工作。
⑷扩孔、清孔：将旋挖钻的钻筒卸下，装上方形钻头，调整好钻杆垂直度，开始扩孔，沿抗滑桩设计开挖轮廓线向下切削余土，施工过程中注意扩孔速度，防止卡钻。待扩孔完成后旋挖钻换上圆形钻头进行最后的清孔工作。
⑸安装钢筋笼。钢筋笼在钢筋加工场统一制作，平板车运输至现场，主筋采用套筒连接，由25t吊车吊装入孔。
⑹浇筑混凝土。
5结语
旋挖钻成孔施工技术在广西贵隆高速C06标抗滑桩施工中首次应用。该施工技术可行，使用简单，与传统的人工成孔相比，具有施工进度快，工程造价低，安全风险低等优点。
结合本标段工程实例，旋挖钻机适用于粘土、粉土、砂土、淤泥质土，人工回填含有部分卵石，碎石的地层。旋挖钻施工桩基与传统人工开挖成孔比较降低了作业安全风险，工序少，操作简单，省去了护壁等工序，提高的效率。
根据以往施工经验3人每天只能进行一个循环，即开挖0.6-1.0m，l根桩需15天人工开挖才能成孔。1台旋挖钻机l天即可完成1根15m桩的开挖。大大提高工作效率。在成本方面，本标段抗滑桩截面2m×3m，平均埋深15m，采用12个80cm引孔施工，成本与人工挖孔桩相差不大。综合考虑工期、成本，抗滑桩数量越大，产生的经济效益越明显。
参考文献:
[1]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].北京：2011.
[2]刘以文.方形抗滑桩一桩两机成孔技术[J].创新科技应用.2013（13）.
[3]罗菊、李晓亮. 旋挖钻机方形钻头的设计及应用[J].建筑机械化2013（02）
论文作者:孔令宇,石伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/10
标签：钻头论文; 钻机论文; 桩机论文; 泥浆论文; 钻孔论文; 标段论文; 地层论文; 《防护工程》2019年第1期论文;