桥梁桩基节能减排技术分析

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摘要：针对湖南某公路线路桥梁桩基施工实际情况，对其旋挖干钻成孔技术的具体应用进行深入分析，并验证技术应用效果，得出该技术具有良好经济效益，且能实现节能减排目标的结论。

关键词：桥梁桩基施工；旋挖干钻成孔；节能减排

桥梁桩基施工是桥梁建设主要环节之一，其施工质量关系到桥梁基础能否达到稳定状态，对桥梁安全有重大影响。对于桩基成孔施工，一方面要保证质量和进度，另一方面要尽可能的做到节能减排。基于这种要求，在外部条件允许的情况下，可采用旋挖干钻成孔技术。

一、工程概况

湖南某公路线路全长约31km。沿线共设大小桥梁10座，以其中一座为例进行分析，该桥梁总长约301m。根据桥梁所在区域地质情况与现场条件，设计决定桥梁桩基均采用旋挖钻机进行干钻成孔。现围绕该工程实际情况，对技术工艺方法及节能减排效果进行分析。

二、工艺方法

（一）工艺流程。工艺流程：场地清理、平整→测放→钻机移至桩位并调整→护筒埋设→施钻至指定深度→检测孔径、孔深、垂直度→成孔。（二）工艺方法。1、准备工作：（1）根据设计要求，结合现场施工条件制定方案，并以方案为依据准备所有机具及其配件。清理现场垃圾、杂物，对钻进范围内的场地进行平整与夯实处理。（2）对控制点与控制网进行复测，测量并放出桩位与墩位。（3）根据施工平面图在现场设置临时便道，要求和钻孔位置有足够的间距，在符合施工要求的基础上避免对孔壁的稳定性造成影响[1]。（4）对桩孔所在位置及周边的既有地下管线进行探测，可采用专用探测设备由专职技术人员负责完成，明确地下是否存在既有管线或构筑物。如果发现存在，则应立即向现场监理工程师上报，同时协商处理办法。（5）机具设备进场之后，根据施工要求对其进行必要的试验与调整，包括钻机、灌注设备、拌和设备与运输设备等。（6）在以上工作进行的同时，对所有施工人员进行技术交底与安全教育，使各专业施工人员都能领会设计意图，正确使用技术。（7）钻孔施工所需材料根据组织要求先后入场，但要在进场前进行严格的质量抽检，未经抽检或抽检结果不合格的材料一律禁止入场。（8）材料进场后根据其性质与特点分类堆放，并安排专人负责看管。2、钢护筒埋设。确定埋深是此环节的重点所在，设计时要以完全隔开不良土质层为标准。对于钢护筒，应采用分节加工方法，在顶、底部的1m范围之内分别设置加强箍筋，各节段护筒采用坡口焊进行连接[2]。3、钻机进场就位。旋挖钻机和平面之间的倾角应严格控制在4°以内，并对钻机的平台进行压实处理。桩位的测量与放样完成后，将钻机移至孔位，对桅杆的角度进行调整，使钻孔和钻头的中心完全对准，然后放入孔内，调校钻机参数，尤其是垂直度参数，保证钻杆达到垂直状态，最后对钻具进行微调，确保钻头可以在孔中自由的上下浮动。4、成孔作业。开钻后，现场人员必须随时检查钻杆垂直度，同时采用相应装置对钻孔的深度进行控制。当钻头以顺时针的方向旋转向下钻进时，筒体翻板后侧要与切削板保持对齐。钻进产生的钻屑大部分会进入到筒体内，在斗被装满以后，钻头改变旋转方向，采用定位块对底板进行定位，同时封闭底部开口，再将钻头提到地面进行卸土。钻进前期，先以低转速进行，卷扬机钢丝绳实际受力应控制在钻具与钻头总重20%以上，确保孔位准确无误，避免产生偏差。当钻进到护筒下方3m处时，增大钻速。钻进速度会受到压力的直接影响，在其它条件一定的情况下，当压力为150MPa时，进尺速度约20cm/min；当压力为200MPa时，进尺速度约30cm/min；当压力为260MPa时，进尺速度约50cm/min，实际施工中，应按要求合理调整压力，以保持适宜的进尺速度。孔内沉淀物应使用捞砂钻头捞出，孔底沉渣厚度决不能超过20cm，否则将直接影响成桩质量。开钻前，先使用水准仪准确测定护筒实际标高，同时将其作为基准点，根据方案确定的孔底标高对孔深进行计算。实际孔深和设计孔深的偏差应控制在合理限度内。此外，孔径一般由专业装置测量，如果产生缩径，则应立即扫孔，检查确认无误后即可进行后续施工。5、终孔与检查。干法成孔有利于抽取芯样，在钻至下层的中风化岩后，可用采筒钻进行取样，若地下水位较高或岩芯本身强度较大无法折断，则要在筒钻的内壁布设铁板，并采用偏心加压法实施钻进，不断对岩心进行挤压，以促使其折断取出孔外。（1）终孔。当孔深达到要求且与终孔标高相对应时，由现场监理工程师进行终孔检查。（2）检查。确认终孔以后，先清理孔底沉渣，再由现场施工人员初步检验。检验合格以后，由质检员检查，填写相应的检查表格，最后由监理工程师终检。

三、技术应用效果分析

（一）经济效益。相较于传统的钻进成孔施工方法，该技术有良好的经济效益，其造价组成如表2所示。每制备1m3泥浆需要消耗100kg钠土和40kg碱，单根桩柱所需泥浆为8m3左右。从表2可以看出，相比传统工艺，该技术方法能降低约40%的费用，经济效益显著。（二）社会效益。该方法能避免泥浆直接排放造成的环境污染，且考虑到当地用水情况较为紧张，全程采用干钻的方法，节省水量消耗，实现了预期的节能减排目标。

四、总结

（1）前期准备工作不仅是确保施工顺利进行的基础，而且还在很大程度上决定了施工进度与成孔质量，因此要给予足够重视，确保所有工作均能落实到位。（2）钻进施工中，应严格控制孔径、孔深、垂直度、倾斜度与孔底沉渣，每一项的实际偏差都不能超过标准要求，否则要及时采取措施处理。（3）相比传统工艺，旋挖钻机成孔技术可节省近40%的费用，经济效益突出。（4）不会因泥浆直接排放而破坏、污染环境，且采用干钻的方法，减少了用水量，实现节能减排目标。

参考文献：

[1]潘跃军.浅谈桥梁桩基旋挖钻成孔的施工[J].中国科技信息，2013（07）:69.

[2]倪兴福.戈壁滩桥梁桩基旋挖干钻成孔节能减排技术应用[J].四川建材，2012（01）:126-128.

作者:龚拥军 单位:张家界市永定区公路管理局