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江西桥梁工程-桥梁桩基回旋钻成孔技术的若干探讨
时间: 2018-01-23 14:24:06来源: 江西省腾发路桥工程有限公司
近年来,江西桥梁工程随着公路桥梁建设的逐步发展,桩基钻孔技术被广泛应用于路桥工程的基础施工中。旋挖钻机作为一种钻孔灌桩工程中较为先进的施工工艺,能使用静态无循环的泥浆进行护壁,并且在流泥、卵砾石或者软土等地质复杂的灌注桩施工工程中非常适用。所谓旋挖钻机的钻孔桩技术,又称“取土成桩”或者“回转斗的钻孔桩”技术,具有成孔、成桩速度快,施工质量好、桩孔定位准确以及环保无杂音等优点。但基于我国地质条件的复杂多样,采用旋挖钻机开展施工时,对其钻成孔施工技术的要求需具有针对性,避免坍塌或埋钻等安全事故的发生,从而造成不必要的经济损失。对此,应重点抓好桥梁桩基回旋钻成孔过程中各施工环节的质量,消除成桩前的各项安全隐患,确保桥梁施工项目的顺利开展。 
2 桥梁桩基回旋钻成孔的施工技术 
2.1钢护筒的埋设技术 
根据施工现场的地质状况,制定厚度为11mm、高度为5m及直径为1.3m的护筒。江西桥梁工程其中设置护筒内径大的原因包括两方面:其一,能贮存充足的泥浆;其二,利用钻杆提取桩孔时,能保证筒内的水压保持不变,从而确保孔壁泥皮的安全、稳定。此外,设置护筒单边的铡隙为210mm,能有效防止回转斗在升降期间刮拉或者碰撞护筒,从而确保护筒孔口的牢固、稳定。钻进期间,操作人员通常仅凭自身经验测定钻孔的定位,该方式不仅加大了测量工作的难度,而且易于产生疲劳,测量精度不高,不利于钻孔直径的准确定位。加上采用传统的施工工艺,在影响施工进度、降低施工效率的同时,护筒的埋设时间也较为冗长,一般需要2至4个小时。而选取具有告诉旋转、自动定位功能的钻进施工,不但能精确测量其钻孔的定位,降低工作强度,而且还能确保孔桩的质量,有效减少了护筒直径过大而造成的不良效果。利用专门的驱动器固定于护筒动力头下方的承撞体上,以销轴方式,直接将护筒装设于驱动器上,以充分发挥一边旋转动力头、一边加压的作用,从而起到防冲击、防渗透的目的。 
2.2 静态泥浆的配比工艺 
在钻机挖桩成孔的过程中,泥浆能起到悬浮钻渣、抑制地下水以及预防孔壁坍塌的作用,进而成为维护孔壁稳定的关键要素之一。在旋挖取土时,利用静态无循环的泥浆作为钻孔期间的稳定液,以发挥保护孔壁的作用。即在孔壁位置生成一层薄薄的泥皮,防止地下水由内向外或者反向渗透。根据地基岩土中存有砂层或者亚粘土层等地质特性,确定优质的泥浆性能标准,并按此标准重新调节泥浆的配比,加强控制泥浆的比重,逐步提高泥粉的质量,以增强其的润滑感与粘性。与此同时,合理增加一定的处理剂,以逐步提升泥浆的絮凝能力,保证护壁泥皮的强度和厚度。最后,在初步灌注泥浆时,应最大程度的竖直灌注,直冲桩孔的中间,以防止泥浆沿着护筒的侧壁向下流注,进而冲塌护筒的根部,导致护筒根部基土出现松软,降低其粘性。此外,在正式钻进之前,倒入两三袋的膨润土,开启钻机的快速甩土功能,使其进行全面搅拌,并逐步提高膨润土的粘结含量,不断加大护筒底部与基土接触部位的泥皮厚度,避免泥浆钻进期间孔口的渗漏、坍塌等。 
2.3回转斗构造的施工工艺 
桥梁桩基回旋钻成孔的施工前期,部分设备租赁单位使用自身制造的双门底启动回转斗,包括圆柱型的盛料桶、底盘无侧齿以及侧壁无泥浆的导流槽等设备的使用。但在使用的过程中,出现液压系统的压力明显偏高、桩径缩孔以及回转斗的提升力显著增大等严重现象。经过有关技术人员的仔细分析后,发现影响其的原因主要是:回转斗的构造设计不规范、回转斗提升时下端负压加大等,进而造成回转斗的提升阻力显著增加、孔壁收缩或者坍塌等现象发生。应对回转斗的结构重新改造,将其的盛料桶设置为圆锥式的桶装,加焊侧壁的导流槽,以帮助桩孔内的泥浆与导向得以畅谈导流,从而减轻桩孔内回转斗下方的负压。与此同时,加焊回转斗底盘的侧齿,合理控制刀尖间和回转斗间的间距,避免回转斗在升降或者旋转时触碰并破坏孔壁。 
3 钻孔机钻进过程中的质量控制 
3.1开始钻进时的质量控制 
首先,初步钻进时,应合理控制其的钻进尺度,防止埋钻等事故等发生。江西桥梁工程与此同时,在钻进护筒刃脚部位时减小其钻进速度,促使刃脚处具有足够坚固的泥皮保护孔壁。其次,在钻进至刃脚下1米处时,按照泥土的性质以正常的速度展开钻进。若护筒的土质较为松软,并且存有漏浆现象时,应将钻机的钻锥提起,往孔内倒入粘土后,再降下钻锥进行倒转,促使孔内的胶泥渗入孔壁,从而堵住漏浆的缝隙、稳固泥浆等。最后,合理控制并调节回转斗提升的速度,尽量将其的升降速度控制在0.76至0.86m/s之间,防止回转斗升速过快而造成泥浆在孔壁与回转斗间快速流过,从而破坏泥皮、冲刷孔壁以及引起孔壁坍塌等。 
3.2钻进过程的质量控制 
第一,在钻进粘土的过程中,基于泥浆的粘性较大,而导致钻锥受到的阻力越大,易于糊钻等,应选择大泵量、中等的转速、稀释的泥浆以及尖底钻锥等施工工艺的钻机进行。第二,钻机在钻进软土层或者砂土时,易于出现坍空孔现象。对此,应选择平底的钻锥进行钻进,合理控制其钻进的尺度,以大泵量、低档慢速以及稀释的泥浆等技术实施。第三,对于亚粘土带有砾石层或者轻亚粘土的钻进过程,由于土层的地质过硬,易于引发钻杆大幅度摆动、钻锥偏斜以及钻锥剧烈跳动等现象,进而导致钻机超负荷的作业而损坏。针对这一问题,应选取大泵量、低档慢速以及优质泥浆等双极钻进方法施工,以确保其的施工质量。第四,在开展钻进作业的过程中,每钻进两三米尺度,应仔细检查其钻孔的竖直度与直径,利用圆钢筋笼等工具吊入孔内进行检查,确保钢筋笼的中心和钻孔的相吻合,确保钻进过程的施工质量。 
4 结束语 
总而言之,桥梁桩基钻成孔的施工属于隐蔽性的地下工程之一,成桩期间需要重点关注的环节居多。加上施工人员的技术水平差异、施工地质状况的不断变化以及施工设施的是否完好等因素影响,给桩基成孔的施工作业带来一定风险,留下较多的安全隐患。对此,桥梁桩基钻成孔工程的施工人员,应熟练掌握回旋成孔施工的技术指标与质量管理要求。唯有全面了解该施工工艺的特点,才能结合工程项目的实际情况,有针对性的制定科学合理的质量控制措施,从而才能保证桥梁桩基钻成孔作业的顺利完成。 
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