文章標(biāo)題：旋挖鉆機(jī)在高速公路施工中的應(yīng)用【小型玄鉆挖機(jī)】

　　一、旋挖鉆機(jī)的概述

　　旋挖鉆機(jī)成孔是通過動(dòng)力系統(tǒng)帶動(dòng)底部帶有活門的桶式鉆斗的回轉(zhuǎn)或螺旋鉆頭的旋切，直接將土旋入鉆頭內(nèi)，然后再由鉆機(jī)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(fù)，直至成孔。而成孔主要的構(gòu)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：螺旋鉆頭、筒式取芯鉆頭、擴(kuò)底鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭和液壓抓斗等，同時(shí)每類鉆頭又可根據(jù)不同的構(gòu)造細(xì)分成若干種。

　　旋挖鉆機(jī)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(duì)于大扭矩動(dòng)力和自動(dòng)內(nèi)鎖式伸縮鉆桿的鉆機(jī)，可以適應(yīng)微風(fēng)化巖石的施工，如德國(guó)寶峨BG20旋挖鉆機(jī)地層適應(yīng)能力就比較強(qiáng)，使用嵌巖鉆頭可鉆進(jìn)單軸抗壓強(qiáng)度超過100Mpa的巖石，在國(guó)內(nèi)已有多次鉆進(jìn)強(qiáng)度超過70Mpa的巖石。目前旋挖鉆機(jī)的最大鉆孔直徑為3米，最大鉆孔深度可達(dá)120米。尤其值得一提的是通過將護(hù)筒與鉆桿聯(lián)結(jié)后，旋挖鉆機(jī)可將護(hù)筒旋沉到所需位置，這對(duì)于解決南方厚淤泥層或流沙地質(zhì)條件下的樁基礎(chǔ)成孔施工有重大意義。

　　二、旋挖鉆機(jī)在高速公路施工應(yīng)用中的特點(diǎn)

　　我國(guó)高速公路發(fā)展較晚，21世紀(jì)正是我國(guó)高速公路大發(fā)展的時(shí)期，由于我國(guó)人多地少，國(guó)家對(duì)于土地的使用有著嚴(yán)格的規(guī)定。近年來，我國(guó)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(guó)現(xiàn)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(chǔ)的施工，因此旋挖鉆機(jī)的出現(xiàn)很好的解決了橋梁施工中基礎(chǔ)施工的一系列問題，其主要的特點(diǎn)為：

　　1.鉆機(jī)轉(zhuǎn)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(nèi)就可以成孔。旋挖鉆機(jī)可根據(jù)地層情況配置不同的鉆頭，在粘性土層可使用長(zhǎng)鉆筒，加快鉆進(jìn)速度；對(duì)于砂卵石含量較大的地層可使用短鉆筒，配置泥漿護(hù)壁，控制鉆速；對(duì)于含孤石、漂石及較硬巖石地層可換用長(zhǎng)、短螺旋鉆頭進(jìn)行處理，松動(dòng)后再換上鉆筒繼續(xù)鉆進(jìn)。一般情況下，在土層、砂層的鉆進(jìn)速度可達(dá)8m/h，在粘土層可達(dá)4.6m/h，是普通回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的3.5倍，甚至更高。在強(qiáng)風(fēng)化巖層（如強(qiáng)風(fēng)化砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥巖，強(qiáng)度不超過800KPA），與普通回旋鉆相比，優(yōu)勢(shì)更加明顯，旋挖鉆的鉆進(jìn)速度可達(dá)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(duì)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(cè)摩阻力，保證樁基設(shè)計(jì)承載力?？椎壮猎伲子谇蹇?，提高樁端承載力。

　　3.設(shè)備性能先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低旋挖鉆機(jī)為履帶式全液壓自行式鉆機(jī)，采用全套液壓系統(tǒng)，有些還配備先進(jìn)的電腦操作系統(tǒng)，鉆桿盤配備有兩條鋼絲繩，可以吊運(yùn)一定的重物。旋挖鉆機(jī)機(jī)、電、液一體化高度集中，結(jié)構(gòu)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(shè)泥漿池。在不要泥漿支護(hù)的情況下可實(shí)現(xiàn)干法施工，即使在特殊地層需要泥漿護(hù)壁的情況下泥漿也只起支護(hù)作用，使用量少。因此使污染大大減少，有效的保護(hù)了環(huán)境。

　　三、旋挖鉆機(jī)在高速公路施工中的應(yīng)用

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

　　1、安置樁機(jī)

　　在安置鉆機(jī)之前，要預(yù)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(yù)防樁機(jī)傾斜位移的危險(xiǎn)。測(cè)量放線確定樁基位置時(shí)，采用雙垂線相互垂直交叉于樁點(diǎn)，確定好控制點(diǎn)，然后將旋挖鉆機(jī)的桅桿調(diào)整成垂直位置，鉆頭中心要和控制點(diǎn)一致，對(duì)位完成后，將其樁機(jī)鎖定及設(shè)置相應(yīng)的各種數(shù)據(jù)參數(shù)。

　　2、嚴(yán)密控制測(cè)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(cè)至施工現(xiàn)場(chǎng)附件的高程基準(zhǔn)點(diǎn)。通常來說，平面控制點(diǎn)、基準(zhǔn)點(diǎn)需要布設(shè)在難以被破壞的位置，并通過混凝土進(jìn)行加固。施工過程中，需要頻繁符合基準(zhǔn)點(diǎn)，及時(shí)糾正可能出現(xiàn)的問題?；跇痘鶞y(cè)量控制網(wǎng)，根據(jù)各樁位在全站儀坐標(biāo)上的中心坐標(biāo)進(jìn)行放樣，接著將各樁位中心位置引測(cè)到難以被破壞的位置或鋼軌上，并進(jìn)行紅漆標(biāo)記。埋設(shè)完護(hù)筒后，根據(jù)主軸線和各個(gè)放樣基準(zhǔn)點(diǎn)檢查和復(fù)核各個(gè)樁位。

　　3、埋好土下護(hù)筒

　　埋設(shè)護(hù)筒可通過人工及旋挖機(jī)相互配合工作完成。護(hù)筒一般選用的是長(zhǎng)度在1~3m的鋼護(hù)筒，在人工清理路面混凝土及結(jié)構(gòu)層后，使用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行開孔，再配合人工進(jìn)行埋設(shè)護(hù)筒?？紤]到深厚土層時(shí)一般選擇壁厚是大于10mm的鋼護(hù)筒穿越，護(hù)筒通過旋挖鉆機(jī)壓進(jìn)土層，其底部需埋置在穩(wěn)定土層，高度至少0.5m。鋼護(hù)筒頂面需要高出地面近20cm，其內(nèi)徑要求比鉆頭的直徑大180mm，且在上部要開溢漿孔。此外，護(hù)筒需要進(jìn)行準(zhǔn)確埋設(shè)，可以利用互相垂直的直線定出四個(gè)相應(yīng)的控制點(diǎn)用進(jìn)行定位，此時(shí)護(hù)筒與樁位中心必須統(tǒng)一，其偏差必須小于50mm，相應(yīng)的傾斜度偏差需小于1％。在外側(cè)，需要將空隙填緊壓密，并測(cè)量筒頂?shù)乃礁叨取?/p>

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　　4、定位鉆孔

　　鉆機(jī)主要是利用鉆頭的回轉(zhuǎn)對(duì)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(fù)循環(huán)該過程直到鉆孔至設(shè)計(jì)所要求的深度為止。在具體的施工中，鉆機(jī)切削出的土需和裝載機(jī)與運(yùn)渣車相協(xié)調(diào)，及時(shí)將碎土轉(zhuǎn)移至規(guī)定的堆放區(qū)域。選擇合適的旋挖成孔工藝，如選用靜態(tài)的泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝，其泥漿用的是優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土。在旋挖鉆孔時(shí)，隨著深度增加及泥漿損失時(shí)，需要及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，其泥漿一般應(yīng)該比護(hù)筒的底口高出超過1m。旋挖鉆進(jìn)過程中還要求及時(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(duì)比，完成鉆進(jìn)記錄。此外，如果鉆進(jìn)的深度大于設(shè)計(jì)深度超過1m處，需使用檢測(cè)過的鋼絲測(cè)繩進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量，防止后期出現(xiàn)鉆孔深度過大影響施工的問題。

　　5、清利孔洞

　　在旋挖鉆機(jī)旋挖到設(shè)計(jì)的標(biāo)高時(shí)，利用筒式的鉆頭繼續(xù)在原旋挖處旋轉(zhuǎn)幾圈進(jìn)行孔洞清空，其速度不宜過快，其為了保持孔內(nèi)泥漿的水頭高度穩(wěn)定。在鋼筋籠安置之后，還要對(duì)孔底的沉渣厚度進(jìn)行測(cè)量，調(diào)查其是否超標(biāo)，如果厚度超出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)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(yīng)該垂直下放。首先將下節(jié)籠掛在孔口處，然后將第二節(jié)吊起，進(jìn)行焊接，逐節(jié)下放并焊接。在每節(jié)籠進(jìn)行焊接前，需要校正上下兩節(jié)鋼筋籠的鋼筋位置，保持其上下兩節(jié)的垂直。當(dāng)節(jié)數(shù)較多時(shí)，可先在現(xiàn)場(chǎng)將兩節(jié)焊接一起，然后起吊，以此來減少孔口焊接鋼筋籠的時(shí)間。

　　7、排設(shè)導(dǎo)管

　　使用導(dǎo)管前必須作要做密封性的檢測(cè)，確保其接頭的嚴(yán)密、不漏水及不漏泥漿。然后使用吊車將導(dǎo)管放入孔內(nèi)，其導(dǎo)管的直徑及長(zhǎng)度需要與孔深一致，一般導(dǎo)管距孔底0.3m左右。初灌量需要保證在混凝土擴(kuò)散后，導(dǎo)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(yù)制好的混凝土圓柱塊利用鐵絲固定在斗底，并在混凝土達(dá)到預(yù)定量之后剪斷鐵絲，使其和混凝土同時(shí)下落，達(dá)到隔漿的目的。

　　8、水下混凝土澆灌

　　在導(dǎo)管排設(shè)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(dá)到節(jié)約資及保護(hù)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(yán)重影響灌注樁的質(zhì)量，所以在施工中必須注意。澆灌混凝土過程中，經(jīng)常檢查導(dǎo)管埋置深度。混凝土灌注必須連續(xù)進(jìn)行，中間不得間斷?；炷凉嘧⑦^程中，應(yīng)始終保持導(dǎo)管位置居中，提升導(dǎo)管時(shí)應(yīng)有專人指揮掌握，不使鋼筋骨架傾斜、位移，如發(fā)現(xiàn)骨架上升時(shí)，應(yīng)立即停止提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管降落，并輕輕搖動(dòng)使之與骨架脫開；混凝土灌注到樁孔上部6.0m以內(nèi)時(shí)，可不再提升導(dǎo)管，直到灌注至設(shè)計(jì)標(biāo)高后一次拔出。灌注至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高后必須多灌一倍樁徑長(zhǎng)度，以保證鑿去浮漿后樁頂混凝土的強(qiáng)度。

　　9、起拔護(hù)筒

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

　　四、旋挖鉆機(jī)在高速公路施工應(yīng)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，在施工過程中結(jié)合各種現(xiàn)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)過程中泥漿會(huì)在孔壁表面形成泥皮，它和泥漿的自重對(duì)孔壁起到保護(hù)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(dāng)進(jìn)行護(hù)筒的埋設(shè)時(shí)，必須保證護(hù)筒底部有半米厚左右的粘土，而且，護(hù)筒周圍粘土也要夯實(shí)，在護(hù)筒附近的粘土應(yīng)當(dāng)均勻回填，確保護(hù)筒擁有較高的穩(wěn)定性，并需保證其具有防水性能；四，如果護(hù)筒周圍地面潮濕，或者是處于汛期時(shí)，必須保證護(hù)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(wěn)定性。

　　2、斷樁的防治處理施工技術(shù)

　　應(yīng)當(dāng)盡力避免發(fā)生斷樁的情況，為解決此問題，必須控制機(jī)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題。下面是一些可以避免機(jī)械鉆孔灌注樁進(jìn)行混凝土灌注時(shí)出現(xiàn)坍孔的防治方法：第一，調(diào)查坍孔的原因，首先要考慮清楚問題所在，可先使用吸泥機(jī)將坍入孔內(nèi)的泥土清理干凈，如果坍孔情況不再出現(xiàn)，就可以繼續(xù)進(jìn)行澆筑；第二，如果坍孔情況還繼續(xù)出現(xiàn)，同時(shí)估計(jì)坍塌的位置很深，就應(yīng)該將導(dǎo)管拔出，將鋼筋籠取出，然后將砂礫拌合粘土對(duì)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(xiàn)堵管問題，下面就列舉一些具體的防治方法：第一，當(dāng)導(dǎo)管堵塞問題的原因是設(shè)備停電，或者是設(shè)備出現(xiàn)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(yīng)當(dāng)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(jié)，造成了導(dǎo)管的堵塞，這樣就必須重新進(jìn)行導(dǎo)管以及鋼筋籠的處理，再鉆孔成樁；二，當(dāng)導(dǎo)管堵塞的問題是混凝土配置比例不科學(xué)，或者是混凝土在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的離析問題引起的導(dǎo)管堵塞時(shí)，則可以用長(zhǎng)竿沖搗導(dǎo)管，也可以使用纜繩抖動(dòng)導(dǎo)管，讓混凝土從導(dǎo)管中脫落，當(dāng)混凝土沒有脫落，就應(yīng)該把導(dǎo)管從混凝土中拔出來，然后再使用相同的辦法再次進(jìn)行灌注。

　　結(jié)束語

　　總之，旋挖鉆機(jī)在高速公路中的應(yīng)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(hù)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(dǎo)旋挖鉆機(jī)的應(yīng)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(jī)】