文章標題：旋挖鉆機在高速公路施工中的應用【小型玄鉆挖機】

　　一、旋挖鉆機的概述

　　旋挖鉆機成孔是通過(guò)動(dòng)力系統帶動(dòng)底部帶有活門(mén)的桶式鉆斗的回轉或螺旋鉆頭的旋切，直接將土旋入鉆頭內，然后再由鉆機提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土，如此循環(huán)往復，直至成孔。而成孔主要的構件為鉆頭，不同地質(zhì)層的施工要科學(xué)的選擇鉆頭及合理使用鉆頭。鉆頭主要分以下幾類(lèi)：螺旋鉆頭、筒式取芯鉆頭、擴底鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭和液壓抓斗等，同時(shí)每類(lèi)鉆頭又可根據不同的構造細分成若干種。

　　旋挖鉆機一般適用于粘土、粉土、砂土、淤泥質(zhì)土、人工回填土及含部分卵石、碎石的地層，對于大扭矩動(dòng)力和自動(dòng)內鎖式伸縮鉆桿的鉆機，可以適應微風(fēng)化巖石的施工，如德國寶峨BG20旋挖鉆機地層適應能力就比較強，使用嵌巖鉆頭可鉆進(jìn)單軸抗壓強度超過(guò)100Mpa的巖石，在國內已有多次鉆進(jìn)強度超過(guò)70Mpa的巖石。目前旋挖鉆機的最大鉆孔直徑為3米，最大鉆孔深度可達120米。尤其值得一提的是通過(guò)將護筒與鉆桿聯(lián)結后，旋挖鉆機可將護筒旋沉到所需位置，這對于解決南方厚淤泥層或流沙地質(zhì)條件下的樁基礎成孔施工有重大意義。

　　二、旋挖鉆機在高速公路施工應用中的特點(diǎn)

　　我國高速公路發(fā)展較晚，21世紀正是我國高速公路大發(fā)展的時(shí)期，由于我國人多地少，國家對于土地的使用有著(zhù)嚴格的規定。近年來(lái)，我國的公路施工水平由于公路的飛速發(fā)展而得以快速的提高，高難度的橋梁施工比比皆是。因此我國現代高速公路的一大特點(diǎn)就是普遍使用大跨度橋隧施工，而其中的橋梁工程則更加要求重視樁基礎的施工，因此旋挖鉆機的出現很好的解決了橋梁施工中基礎施工的一系列問(wèn)題，其主要的特點(diǎn)為：

　　1.鉆機轉速高、扭矩大、鉆進(jìn)效率高，中軟巖質(zhì)的樁孔非常適合使用，一般20～30m深度的樁孔在4～7h內就可以成孔。旋挖鉆機可根據地層情況配置不同的鉆頭，在粘性土層可使用長(cháng)鉆筒，加快鉆進(jìn)速度；對于砂卵石含量較大的地層可使用短鉆筒，配置泥漿護壁，控制鉆速；對于含孤石、漂石及較硬巖石地層可換用長(cháng)、短螺旋鉆頭進(jìn)行處理，松動(dòng)后再換上鉆筒繼續鉆進(jìn)。一般情況下，在土層、砂層的鉆進(jìn)速度可達8m/h，在粘土層可達4.6m/h，是普通回轉鉆進(jìn)的3.5倍，甚至更高。在強風(fēng)化巖層（如強風(fēng)化砂巖、強風(fēng)化泥巖，強度不超過(guò)800KPA），與普通回旋鉆相比，優(yōu)勢更加明顯，旋挖鉆的鉆進(jìn)速度可達1～2米/小時(shí)。

　　2.成孔快、成孔誤差小、成樁質(zhì)量好，旋挖鉆進(jìn)對地層擾動(dòng)小，孔壁泥皮薄，形成的孔壁為粗糙，有利于增加樁側摩阻力，保證樁基設計承載力?？椎壮猎?，易于清孔，提高樁端承載力。

　　3.設備性能先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強度低旋挖鉆機為履帶式全液壓自行式鉆機，采用全套液壓系統，有些還配備先進(jìn)的電腦操作系統，鉆桿盤(pán)配備有兩條鋼絲繩，可以吊運一定的重物。旋挖鉆機機、電、液一體化高度集中，結構緊湊，操縱靈活方便，時(shí)間利用率高。

　　4.環(huán)境污染少，一般不設泥漿池。在不要泥漿支護的情況下可實(shí)現干法施工，即使在特殊地層需要泥漿護壁的情況下泥漿也只起支護作用，使用量少。因此使污染大大減少，有效的保護了環(huán)境。

　　三、旋挖鉆機在高速公路施工中的應用

　　旋挖鉆機主要是應用在高速公路橋梁工程基礎鉆孔灌注樁的施工，主要施工工藝流程為：

　　1、安置樁機

　　在安置鉆機之前，要預先將場(chǎng)地進(jìn)行必要的平整，主要是為了將軟土填料壓實(shí)。施工便道必須做好排水工作，要預防樁機傾斜位移的危險。測量放線(xiàn)確定樁基位置時(shí)，采用雙垂線(xiàn)相互垂直交叉于樁點(diǎn)，確定好控制點(diǎn)，然后將旋挖鉆機的桅桿調整成垂直位置，鉆頭中心要和控制點(diǎn)一致，對位完成后，將其樁機鎖定及設置相應的各種數據參數。

　　2、嚴密控制測量定位

　　高速公路橋梁工程的高程控制點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是引測至施工現場(chǎng)附件的高程基準點(diǎn)。通常來(lái)說(shuō)，平面控制點(diǎn)、基準點(diǎn)需要布設在難以被破壞的位置，并通過(guò)混凝土進(jìn)行加固。施工過(guò)程中，需要頻繁符合基準點(diǎn)，及時(shí)糾正可能出現的問(wèn)題?；跇痘鶞y量控制網(wǎng)，根據各樁位在全站儀坐標上的中心坐標進(jìn)行放樣，接著(zhù)將各樁位中心位置引測到難以被破壞的位置或鋼軌上，并進(jìn)行紅漆標記。埋設完護筒后，根據主軸線(xiàn)和各個(gè)放樣基準點(diǎn)檢查和復核各個(gè)樁位。

　　3、埋好土下護筒

　　埋設護筒可通過(guò)人工及旋挖機相互配合工作完成。護筒一般選用的是長(cháng)度在1~3m的鋼護筒，在人工清理路面混凝土及結構層后，使用旋挖鉆機進(jìn)行開(kāi)孔，再配合人工進(jìn)行埋設護筒?？紤]到深厚土層時(shí)一般選擇壁厚是大于10mm的鋼護筒穿越，護筒通過(guò)旋挖鉆機壓進(jìn)土層，其底部需埋置在穩定土層，高度至少0.5m。鋼護筒頂面需要高出地面近20cm，其內徑要求比鉆頭的直徑大180mm，且在上部要開(kāi)溢漿孔。此外，護筒需要進(jìn)行準確埋設，可以利用互相垂直的直線(xiàn)定出四個(gè)相應的控制點(diǎn)用進(jìn)行定位，此時(shí)護筒與樁位中心必須統一，其偏差必須小于50mm，相應的傾斜度偏差需小于1％。在外側，需要將空隙填緊壓密，并測量筒頂的水平高度。

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　　4、定位鉆孔

　　鉆機主要是利用鉆頭的回轉對土層進(jìn)行切削然后成孔，利用鉆斗城裝切削下的土碎屑，之后再把鉆斗移出孔外進(jìn)行卸土，一直重復循環(huán)該過(guò)程直到鉆孔至設計所要求的深度為止。在具體的施工中，鉆機切削出的土需和裝載機與運渣車(chē)相協(xié)調，及時(shí)將碎土轉移至規定的堆放區域。選擇合適的旋挖成孔工藝，如選用靜態(tài)的泥漿護壁鉆進(jìn)工藝，其泥漿用的是優(yōu)質(zhì)膨潤土。在旋挖鉆孔時(shí)，隨著(zhù)深度增加及泥漿損失時(shí)，需要及時(shí)向孔內補充泥漿，其泥漿一般應該比護筒的底口高出超過(guò)1m。旋挖鉆進(jìn)過(guò)程中還要求及時(shí)關(guān)注土層變化，在土層發(fā)生變化時(shí)必須進(jìn)行取樣，并與地質(zhì)材料進(jìn)行對比，完成鉆進(jìn)記錄。此外，如果鉆進(jìn)的深度大于設計深度超過(guò)1m處，需使用檢測過(guò)的鋼絲測繩進(jìn)行準確地測量，防止后期出現鉆孔深度過(guò)大影響施工的問(wèn)題。

　　5、清利孔洞

　　在旋挖鉆機旋挖到設計的標高時(shí)，利用筒式的鉆頭繼續在原旋挖處旋轉幾圈進(jìn)行孔洞清空，其速度不宜過(guò)快，其為了保持孔內泥漿的水頭高度穩定。在鋼筋籠安置之后，還要對孔底的沉渣厚度進(jìn)行測量，調查其是否超標，如果厚度超出相應的標準，還要吊起鋼筋籠，并進(jìn)行二次清理孔洞。

　　6、安裝鋼筋籠

　　安裝鋼筋籠時(shí)，一般采用分節下放及孔口焊接的方法。鋼筋籠主要采用三點(diǎn)起吊，在入孔時(shí)為避免跟孔壁相碰撞，應該垂直下放。首先將下節籠掛在孔口處，然后將第二節吊起，進(jìn)行焊接，逐節下放并焊接。在每節籠進(jìn)行焊接前，需要校正上下兩節鋼筋籠的鋼筋位置，保持其上下兩節的垂直。當節數較多時(shí)，可先在現場(chǎng)將兩節焊接一起，然后起吊，以此來(lái)減少孔口焊接鋼筋籠的時(shí)間。

　　7、排設導管

　　使用導管前必須作要做密封性的檢測，確保其接頭的嚴密、不漏水及不漏泥漿。然后使用吊車(chē)將導管放入孔內，其導管的直徑及長(cháng)度需要與孔深一致，一般導管距孔底0.3m左右。初灌量需要保證在混凝土擴散后，導管埋入的深度大于1m，同時(shí)為了防止混凝土與泥漿混合，在灌注混凝土之前，需要把預制好的混凝土圓柱塊利用鐵絲固定在斗底，并在混凝土達到預定量之后剪斷鐵絲，使其和混凝土同時(shí)下落，達到隔漿的目的。

　　8、水下混凝土澆灌

　　在導管排設完成后，需要及時(shí)澆灌混凝土。在澆灌時(shí)需要使用鋼板箱泥漿池進(jìn)行泥漿的回收，使其循環(huán)使用，達到節約資及保護環(huán)境的目的，并按照施工要求進(jìn)行混凝土澆灌施工。水下混凝土澆筑是最后一道關(guān)鍵性的工序，施工質(zhì)量將嚴重影響灌注樁的質(zhì)量，所以在施工中必須注意。澆灌混凝土過(guò)程中，經(jīng)常檢查導管埋置深度?；炷凉嘧⒈仨氝B續進(jìn)行，中間不得間斷?；炷凉嘧⑦^(guò)程中，應始終保持導管位置居中，提升導管時(shí)應有專(zhuān)人指揮掌握，不使鋼筋骨架傾斜、位移，如發(fā)現骨架上升時(shí)，應立即停止提升導管，使導管降落，并輕輕搖動(dòng)使之與骨架脫開(kāi)；混凝土灌注到樁孔上部6.0m以?xún)葧r(shí)，可不再提升導管，直到灌注至設計標高后一次拔出。灌注至樁頂設計標高后必須多灌一倍樁徑長(cháng)度，以保證鑿去浮漿后樁頂混凝土的強度。

　　9、起拔護筒

　　在混凝土澆筑完畢之后，需要進(jìn)行護筒的起拔，在進(jìn)行起拔護筒的過(guò)程中，主要采用吊車(chē)或是旋挖鉆機進(jìn)行，從而有效確保起拔護筒工作的正常進(jìn)行。

　　四、旋挖鉆機在高速公路施工應用中的質(zhì)量控制重點(diǎn)

　　1、坍孔的防治處理施工技術(shù)

　　一，在施工過(guò)程中結合各種現場(chǎng)環(huán)境，科學(xué)配置泥漿比重（泥漿比重一般控制在1.2～1.3之間），在循環(huán)過(guò)程中泥漿會(huì )在孔壁表面形成泥皮，它和泥漿的自重對孔壁起到保護作用，有效防止孔壁坍塌。二，合理控制泥漿鉆進(jìn)速度以及粘度，防止外力作用引起的坍塌；三，當進(jìn)行護筒的埋設時(shí)，必須保證護筒底部有半米厚左右的粘土，而且，護筒周?chē)惩烈惨粚?shí)，在護筒附近的粘土應當均勻回填，確保護筒擁有較高的穩定性，并需保證其具有防水性能；四，如果護筒周?chē)孛娉睗?，或者是處于汛期時(shí)，必須保證護筒有較高的位置，提升水頭的高度，也可以使用連通管以及虹吸管等，確保水頭壓力具有較高的穩定性。

　　2、斷樁的防治處理施工技術(shù)

　　應當盡力避免發(fā)生斷樁的情況，為解決此問(wèn)題，必須控制機械鉆孔灌注樁進(jìn)行混凝土灌注時(shí)發(fā)生堵管以及坍孔等問(wèn)題。下面是一些可以避免機械鉆孔灌注樁進(jìn)行混凝土灌注時(shí)出現坍孔的防治方法：第一，調查坍孔的原因，首先要考慮清楚問(wèn)題所在，可先使用吸泥機將坍入孔內的泥土清理干凈，如果坍孔情況不再出現，就可以繼續進(jìn)行澆筑；第二，如果坍孔情況還繼續出現，同時(shí)估計坍塌的位置很深，就應該將導管拔出，將鋼筋籠取出，然后將砂礫拌合粘土對其進(jìn)行回填，如果回填土的沉實(shí)情況較好，就可以再一次鉆孔成樁。如果出現堵管問(wèn)題，下面就列舉一些具體的防治方法：第一，當導管堵塞問(wèn)題的原因是設備停電，或者是設備出現一些故障時(shí)，可以一邊灌注一邊進(jìn)行檢修排查工作，但是應當保證灌注的速度，如果條件允許可以加入緩凝劑，如果混凝土初步凝結，造成了導管的堵塞，這樣就必須重新進(jìn)行導管以及鋼筋籠的處理，再鉆孔成樁；二，當導管堵塞的問(wèn)題是混凝土配置比例不科學(xué)，或者是混凝土在運輸過(guò)程中出現的離析問(wèn)題引起的導管堵塞時(shí)，則可以用長(cháng)竿沖搗導管，也可以使用纜繩抖動(dòng)導管，讓混凝土從導管中脫落，當混凝土沒(méi)有脫落，就應該把導管從混凝土中拔出來(lái)，然后再使用相同的辦法再次進(jìn)行灌注。

　　結束語(yǔ)

　　總之，旋挖鉆機在高速公路中的應用能夠有效促進(jìn)高速公路工程的發(fā)展和進(jìn)步，能夠有效的提高單位能源的消耗量，更加能夠有效的保護生態(tài)環(huán)境，造福子孫后代。因此，在高速公路的施工中，一定要大力倡導旋挖鉆機的應用，從而更好地促進(jìn)高速公路工程的發(fā)展。【小型玄鉆挖機】