近年來,橋梁施工技術日趨完善,特別是樁基施工,以往的施工機械及技術已不能滿足現代橋梁工程的需要,旋挖鉆成孔工藝應運而生。旋挖鉆成孔技術就是在已定孔位上反復旋挖鉆進,把渣掏出運走,直至應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,旋挖鉆機以其對各種條件土層適應性強、無擠壓效應、無振害、噪音小、無泥漿、成孔速度快等優點,得到了廣泛應用。對于一般粘性土、淤泥質土、填土及砂性土、卵石土、泥巖、砂巖等,旋挖鉆機穿越能力強,成孔效果好,較沖擊鉆、循環鉆等成孔方法表現出很大的優越性。
旋挖鉆機成孔具有以下特點:
1、旋挖鉆機結構緊湊,就位靈活。旋挖鉆機采用內伸縮全導桿鉆進,能保證樁的垂直度,且樁徑誤差小,孔底殘渣量小。旋挖鉆機的特殊成孔工藝,鉆頭多次上下往復,使孔壁粗糙,不易縮徑。與傳統鉆孔樁相比,旋挖樁承載力顯著提高。
2、進度快、工效高、效益好,對地層擾動小,一次鉆深可達0.5~1.2m,最快可達1m/min,與傳統鉆進方法相比優勢明顯,能夠有效保證工程進度,節省工期,減少施工投入。
3、對不同地質適用性強,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,不受地域限制;在硬土地層,由于傳統鉆機自重有限,不可能給鉆頭施加更大的壓力,而旋挖鉆機由于采用動力頭 裝置,鉆進能力更強。
4、對周邊環境影響小。傳統鉆機多采用泥漿循環方式,施工中需在場內設置泥漿池,文明施工難以控制。而旋挖鉆機采用動力頭形式,其工作原理是用旋挖斗,利用強大的扭矩直接將鉆渣旋轉挖掘,然后快速提出孔外,在不需要泥漿支護的情況下就可實現干法施工,即使在特殊地層中需要泥漿護壁的情況下,泥漿也只起支護作用,泥漿含量較低,污染大大減少,改善了施工環境。
5、設備性能先進,自動化程度高、機動性強。旋挖鉆機為履帶式全液壓自行式鉆機,采用全套液壓系統,配備先進的電腦操作系統。機、電、液一體化高度集中,結構緊湊,操作靈活方便,機械化、自動化程度高,施工現場內可自行移動,自立桅桿,移動、動位快捷。旋挖鉆的安裝、拆卸無需輔助設施來完成。
適用條件
卵石土地質主要以河道和地質淤積平原較常見,可分為沙卵、泥卵、純卵三種地質,共同特點為施工對鉆具磨損極嚴重、易塌落、易漏漿、難鉆進等。埋藏較淺的卵石層,主要出現在河道河灘兩側,施工常見問題有下護筒困難,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,使用旋挖鉆機亦能取得較快的成孔速度,并且施工質量能夠得到保證,進一步展示了旋挖鉆機施工的優越性和適應性。
工藝原理
靜態泥漿旋挖鉆機施工是通過旋挖鉆機的液壓系統及自重給筒式鉆頭施加壓力,鉆頭在負載條件下通過鉆桿的旋轉使其旋挖鉆進,當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的鉆渣。同時用泥漿泵向孔內注入泥漿,在孔壁快速形成一層薄膜以減小失水率,保持孔內的水頭高度。旋挖鉆機適用于粘性土、沙類土,含量較小的礫石、卵石層,軟石層,強風化巖層、等地質情況,地勢平坦的地理環境條件下作業。施工工藝流程見圖1。











