近年來,橋梁施工技術(shù)日趨完善,特別是樁基施工,以往的施工機(jī)械及技術(shù)已不能滿足現(xiàn)代橋梁工程的需要,旋挖鉆成孔工藝應(yīng)運(yùn)而生。旋挖鉆成孔技術(shù)就是在已定孔位上反復(fù)旋挖鉆進(jìn),把渣掏出運(yùn)走,直至應(yīng)鉆深度的一種施工方法。在鐵路、公路等工程的鉆孔灌注樁施工中,旋挖鉆機(jī)以其對(duì)各種條件土層適應(yīng)性強(qiáng)、無擠壓效應(yīng)、無振害、噪音小、無泥漿、成孔速度快等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)于一般粘性土、淤泥質(zhì)土、填土及砂性土、卵石土、泥巖、砂巖等,旋挖鉆機(jī)穿越能力強(qiáng),成孔效果好,較沖擊鉆、循環(huán)鉆等成孔方法表現(xiàn)出很大的優(yōu)越性。
旋挖鉆機(jī)成孔具有以下特點(diǎn):
1、旋挖鉆機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,就位靈活。旋挖鉆機(jī)采用內(nèi)伸縮全導(dǎo)桿鉆進(jìn),能保證樁的垂直度,且樁徑誤差小,孔底殘?jiān)啃?。旋挖鉆機(jī)的特殊成孔工藝,鉆頭多次上下往復(fù),使孔壁粗糙,不易縮徑。與傳統(tǒng)鉆孔樁相比,旋挖樁承載力顯著提高。
2、進(jìn)度快、工效高、效益好,對(duì)地層擾動(dòng)小,一次鉆深可達(dá)0.5~1.2m,最快可達(dá)1m/min,與傳統(tǒng)鉆進(jìn)方法相比優(yōu)勢(shì)明顯,能夠有效保證工程進(jìn)度,節(jié)省工期,減少施工投入。
3、對(duì)不同地質(zhì)適用性強(qiáng),只需配備不同鉆頭,即可用于砂層、卵礫石層、土層等不同地質(zhì),不受地域限制;在硬土地層,由于傳統(tǒng)鉆機(jī)自重有限,不可能給鉆頭施加更大的壓力,而旋挖鉆機(jī)由于采用動(dòng)力頭 裝置,鉆進(jìn)能力更強(qiáng)。
4、對(duì)周邊環(huán)境影響小。傳統(tǒng)鉆機(jī)多采用泥漿循環(huán)方式,施工中需在場內(nèi)設(shè)置泥漿池,文明施工難以控制。而旋挖鉆機(jī)采用動(dòng)力頭形式,其工作原理是用旋挖斗,利用強(qiáng)大的扭矩直接將鉆渣旋轉(zhuǎn)挖掘,然后快速提出孔外,在不需要泥漿支護(hù)的情況下就可實(shí)現(xiàn)干法施工,即使在特殊地層中需要泥漿護(hù)壁的情況下,泥漿也只起支護(hù)作用,泥漿含量較低,污染大大減少,改善了施工環(huán)境。
5、設(shè)備性能先進(jìn),自動(dòng)化程度高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。旋挖鉆機(jī)為履帶式全液壓自行式鉆機(jī),采用全套液壓系統(tǒng),配備先進(jìn)的電腦操作系統(tǒng)。機(jī)、電、液一體化高度集中,結(jié)構(gòu)緊湊,操作靈活方便,機(jī)械化、自動(dòng)化程度高,施工現(xiàn)場內(nèi)可自行移動(dòng),自立桅桿,移動(dòng)、動(dòng)位快捷。旋挖鉆的安裝、拆卸無需輔助設(shè)施來完成。
適用條件
卵石土地質(zhì)主要以河道和地質(zhì)淤積平原較常見,可分為沙卵、泥卵、純卵三種地質(zhì),共同特點(diǎn)為施工對(duì)鉆具磨損極嚴(yán)重、易塌落、易漏漿、難鉆進(jìn)等。埋藏較淺的卵石層,主要出現(xiàn)在河道河灘兩側(cè),施工常見問題有下護(hù)筒困難,孔口易坍塌等。新建興保鐵路嵐漪河特大橋樁基施工實(shí)踐表明,在厚層砂卵石土地層施工大口徑、深孔灌注樁,通過合理有效控制,采取得力措施,使用旋挖鉆機(jī)亦能取得較快的成孔速度,并且施工質(zhì)量能夠得到保證,進(jìn)一步展示了旋挖鉆機(jī)施工的優(yōu)越性和適應(yīng)性。
工藝原理
靜態(tài)泥漿旋挖鉆機(jī)施工是通過旋挖鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)及自重給筒式鉆頭施加壓力,鉆頭在負(fù)載條件下通過鉆桿的旋轉(zhuǎn)使其旋挖鉆進(jìn),當(dāng)筒式鉆頭盛滿鉆渣后,鉆桿收縮,將筒式鉆頭提出孔外,打開筒式鉆頭底部封蓋清除鉆頭內(nèi)的鉆渣。同時(shí)用泥漿泵向孔內(nèi)注入泥漿,在孔壁快速形成一層薄膜以減小失水率,保持孔內(nèi)的水頭高度。旋挖鉆機(jī)適用于粘性土、沙類土,含量較小的礫石、卵石層,軟石層,強(qiáng)風(fēng)化巖層、等地質(zhì)情況,地勢(shì)平坦的地理環(huán)境條件下作業(yè)。施工工藝流程見圖1。