橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工工藝分析

高希恩

（中鐵二十二局集團第一工程有限公司，黑龍江哈爾濱 150000）

0 引言

橋梁作為城市交通的重要組成部分，對于區域發展和交通流動至關重要。在橋梁的基礎工程中，樁基是支撐橋梁結構的不可或缺的組成部分。隨著建筑技術和工程實踐的不斷發展，橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工工藝作為一種先進而高效的施工方式，逐漸成為橋梁建設領域的研究熱點。傳統的樁基施工方式面臨著一系列的挑戰，橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔工藝以其高效、精準、適用于不同地質條件的特點，在樁基施工中嶄露頭角，得到了人們的廣泛關注。

1 工程概況

鐵科高速項目方正西樞紐主線橋全長732.2m，下部結構采用柱式墩、肋板臺，鉆孔灌注樁基礎。樁基直徑為1.6m，樁基長度在30～41m 之間。根據地質勘測資料，該橋址地層由粉質黏土和砂礫土組成，結合工期要求，決定采用旋挖鉆成孔施工工藝。

2 橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工主要流程

旋挖鉆成孔施工較為復雜，施工流程如圖1 所示。

圖1 旋挖鉆成孔施工流程

第一，施工前需要做好充分的準備工作，確保施工現場的安全性，確保施工順利進行。

第二，準備工作完成后，進行施工放樣，確保樁位的準確性[1]。

第三，埋設護筒，以有效降低孔口坍塌風險。

第四，鉆機安裝就位后，仔細檢查機械設備，發現問題及時校正，確保施工順利進行。

第五，測量數據并復核，以驗證施工過程中各項參數的準確性，為后續施工提供可靠的基礎數據。

第六，正式開始旋挖鉆成孔施工，并及時檢測成孔質量、解決可能出現的問題。

第七，清孔后進行沉渣檢測，確保沉積物的清除符合要求。

第八，進行鋼筋籠、導管設置等工序，并進行二次清孔，以保證整體施工質量。

第九，混凝土灌注。

3 橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工優勢

3.1 提高施工效率

橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工工藝，能顯著提高施工效率。特別是在復雜地質條件下，應用旋挖鉆機能夠大幅縮短施工周期，有效提高工程整體進度，且能降低人力資源投入，降低施工對交通的影響，可為工程的及時交付提供有力保障。

3.2 適用性廣

橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工工藝適用于多種地質條件[2]。無論是軟土、砂土還是巖石地質層，旋挖鉆機都能適應且能實現高效施工，同時，通過合理的樁基設計和規范的旋挖鉆機操作，能夠更好地應對地下水位變化等復雜情況，確保樁基的牢固性和穩定性。

3.3 施工過程可控、安全

橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工過程可控、安全是其另一個顯著優勢。通過先進的施工技術和設備，工程人員能夠實時監測施工參數，確保鉆孔的準確性和一致性。此外，旋挖鉆孔樁施工操作相對簡便，可減少施工過程的安全隱患，有助于減少事故風險，提高工程的整體安全水平。

4 橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工工藝分析

4.1 施工準備

進行橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工前，需要進行詳盡的現場勘測和測繪工作，這是確保整體工程高效進行的基礎。

第一，必須詳細了解地質條件、地下水位及其他環境因素，為后續施工提供科學的數據支持。

第二，在機械設備準備方面，要保證旋挖鉆機等施工設備準備充分，并做好機械性能檢查、設備調試及備用零部件準備等工作，以應對可能出現的設備故障問題。此外，對施工人員的培訓和技能考核也是施工準備中的重要環節，需要確保操作人員熟練掌握施工設備的使用技巧，以提高施工效率和安全性。

第三，在施工方案的制訂方面，要詳細制訂施工流程、安全措施和緊急預案，為實際施工提供指導[3]。

第四，需要考慮材料儲備、運輸等細節工作，以保證施工過程的順利進行。

4.2 護筒埋設與鉆機就位

在橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工中，護筒起重要的防護和定位作用。護筒通常由8mm 厚的精加工鋼板制成，直徑大多為2000mm（特殊情況下會有例外），這種制作工藝能夠保證護筒的強度和穩定性，確保其能夠應對施工過程中可能遇到的各種挑戰。在護筒埋設環節，除了要檢查護筒的質量，還需保持護筒的垂直度。

在施工過程中，應保證鉆頭中心位置和護筒中心位置的偏差不大于5cm，進而為后續的鉆孔作業提供可靠的基礎。為達到這一要求，施工人員在埋設護筒時需要進行精準的測量和調整，合理控制護筒的垂直度。

此外，鉆機就位也是關鍵操作環節，需要仔細檢查鉆機各部件的完好性、操作系統能否正常運行，以及工作平臺的穩定性等。在鉆機就位過程中，檢查與及時校正至關重要，必須保證鉆機安裝的每一個細節都符合工程設計要求。鉆機就位后，需要對鉆頭的中心位置進行仔細調整，確保其與護筒中心位置的偏差在允許范圍內，以保證鉆孔的準確度。

4.3 泥漿調制

泥漿調制是橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工中的關鍵步驟，其目的是維持鉆孔的穩定性、提高鉆進效率及確?？妆诘耐暾?。需要注意的是，在不同地質條件下，需要針對性地調整泥漿的密度和黏度等參數。

4.3.1 泥漿密度調整

泥漿密度直接關系到孔壁的穩定性，需要根據不同的地質條件，靈活調整泥漿密度。不同地質條件下泥漿密度范圍如表1 所示。

4.3.2 泥漿黏度調整

泥漿黏度對攜帶鉆屑、冷卻鉆頭及維持孔壁的穩定性都有重要影響。不同地質條件下泥漿黏度范圍如表2 所示。

表2 不同地質條件下泥漿黏度范圍

施工人員可以根據實際地質情況合理控制泥漿密度和黏度，從而保證在不同地質條件下旋挖鉆成孔施工的高效性和安全性，為整個工程的成功實施提供保障。

4.4 鉆進成孔

在橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工中，鉆進成孔是核心環節，對樁基的質量有重要影響。為確保鉆進成孔的精準度和質量，施工中需注意以下幾點：

第一，需要確保精準操作鉆機，保持恰當的鉆進速度和扭矩，以適應不同地層的特性。同時，要實時監測鉆機的工作狀態，以便調整鉆進參數，確保鉆孔的穩定和高效進行。

第二，要及時排除鉆屑，保持鉆孔通暢。應合理使用冷卻泥漿，有效清洗鉆頭，防止過度磨損，并及時調整孔壁支護方式，防止塌方和孔壁失穩，保障施工安全。

第三，在鉆進成孔過程中，必須特別關注孔壁土質的變化，以便及時調整泥漿參數和支護方式。

4.5 成孔檢查、清孔

在橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工中，成孔檢查和清孔環節是確保樁基質量的重要步驟。鉆孔完成后，應立即進行成孔檢查，以驗證孔的準確度和完整性，包括檢查孔的直徑、深度及孔壁情況[4]。為準確驗證鉆孔尺寸是否符合設計要求，要采用先進的檢測設備和技術手段。

清孔的目的在于清除殘留在孔內的泥漿、碎屑和其他雜質，維護孔壁的穩定性，為后續的樁基灌注提供良好的基礎。在清孔階段，需要使用合適的清孔工具和設備，確保全面、高效地完成清理工作。同時，要特別注意防范孔壁塌方和滑塌風險。因此，在清孔過程中除了要及時排除孔內的雜質，還要采取適當的支護措施，以保證工程的安全性。

4.6 鋼筋籠制作、運輸與安裝

第一，鋼筋籠制作。通常依照預先設計的鋼筋布置方案，利用高強度鋼筋按照規范要求精準地焊接成籠狀結構。在制作過程中，要關注焊點的牢固性和整體結構的一致性，以保障鋼筋籠符合工程的承載和抗彎要求。

第二，鋼筋籠制作完成后，需要進行鋼筋籠運輸。在此過程中，要采用適當的運輸工具和設備，確保將鋼筋籠安全運達施工現場。在運輸過程中，司機和相關人員需要緊密配合，確保整個運輸過程順利進行，避免鋼筋籠碰撞和變形，影響使用性能。

第三，在鋼筋籠安裝過程中，要確保安裝位置準確，垂直度符合設計標準。使用吊裝設備將鋼筋籠準確降入樁孔內，并進行必要的調整，確保其與樁孔壁的間隙均勻。在安裝過程中，還要注意鋼筋籠連接的牢固性，以保證整個結構的剛性和穩定性。

4.7 導管設置

在橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工中，導管設置的準確性直接關系到后續混凝土灌注能否順利進行。導管的主要作用是引導混凝土流入樁孔，確保整個橋梁基礎結構的牢固性。該過程需要細致設計、準確設置，并在施工過程中保持高度的專業性。

首先，導管設置需要遵循橋梁設計要求和施工方案，包括導管的位置、數量、間距等方面的準確規劃。通過合理的設計，能夠保證導管布置均勻，覆蓋整個樁孔，使混凝土在灌注時更加均勻。

其次，導管設置的準確性和垂直度對整個橋梁結構的承載能力有重要影響。因此，在導管安裝的過程中，需要使用專業設備確保導管垂直，防止在混凝土灌注過程中出現不均勻流動或其他問題。

最后，導管設置涉及與其他工藝步驟需協同配合。比如，與鋼筋籠、泥漿調制等步驟相結合，確保在灌注混凝土時，整個橋梁基礎結構能夠實現各個方面的均衡和協調。

4.8 混凝土灌注

進行混凝土灌注時，需確?；炷恋呐浜媳?、強度等參數符合設計要求。施工人員在混凝土灌注時需要使用專業的設備和工具，確?；炷辆鶆蛄魅霕犊?，特別是大直徑橋梁鉆孔樁，應采用高效的混凝土輸送系統，提高整個灌注過程的穩定性和效率。灌注過程中需特別注意防止空隙和氣泡產生?？梢圆捎谜駬v設備對混凝土進行適度振搗，確?；炷恋拿軐嵭院途鶆蛐?，這對提高混凝土的抗壓強度、減小孔隙率至關重要，有助于確保樁基的整體性能。此外，混凝土灌注后需要進行養護，合理的養護措施有助于混凝土的強度發展和抗裂性能，提高樁基的長期穩定性。

5 橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工常見故障與處理

5.1 塌孔事故處理

在橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工中，塌孔事故是一種常見且嚴重的施工故障。塌孔通常由孔壁土體的失穩或支護不善引起，可能導致安全隱患和進度延誤。面對塌孔事故，首先要立即停工，切勿在事故發生區域繼續施工，以免加大事態范圍和影響[5]。其次，確保施工人員安全撤離，采取緊急措施，如設置護筒、注漿加固等，防止孔壁進一步坍塌。最后，進行孔壁修復，利用專業設備和材料對受損孔壁進行修復，確保下次鉆孔時的穩定性和安全性。

5.2 堵管事故處理

堵管也是橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工中的常見故障，可能影響施工進度和施工質量。面對堵管事故，首先需要迅速識別堵管原因，明確是管道損壞、工具卡阻還是其他問題引起的。其次，采用適當的工具，如管道清理設備或鉆頭修復工具，取出堵管物的。取出堵管物后，要仔細檢查孔內是否有殘留物，防止二次堵管。最后，對施工工藝參數進行調整，如改變進給速度、調整泥漿性質等，預防再次堵管。

6 結語

綜上所述，橋梁鉆孔樁旋挖鉆成孔施工工藝在橋梁基礎工程中有重要作用，在實際工程中，通過科學合理的施工準備、準確的泥漿調制、嚴密的成孔檢查和清孔等步驟，能夠有效提高樁基施工質量和效率。在今后的橋梁基礎工程中，需要進一步深化對該工藝的研究，結合實際項目經驗，不斷完善施工流程和技術規范，以推動橋梁建設的可持續發展。