摘要：以南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋北引橋?yàn)槔�；�?duì)旋挖機(jī)在卵石層、泥巖、安山巖等復(fù)雜地質(zhì)施工中出現(xiàn)鉆進(jìn)困難問題，提升力突然加大，減小成孔傾斜度，清孔時(shí)間較長(zhǎng)。
　　關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁，旋挖鉆機(jī)，鉆進(jìn)困難，傾斜度
　　隨著高速鐵路的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁在橋梁基礎(chǔ)中越來越多。旋挖鉆機(jī)具有效率高，成孔速度快的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)的沖擊鉆、回旋鉆、螺旋鉆相比日漸明顯。以往采用旋挖機(jī)施工鉆孔深度大都在50m左右，且鉆進(jìn)地層主要為粘土層和砂層。在大勝關(guān)大橋北引橋部分墩采用了NR2206DR旋挖鉆機(jī)施工引橋鉆孔樁，實(shí)現(xiàn)了旋挖鉆機(jī)在直徑為2.0m，最大深度達(dá)85m的長(zhǎng)大鉆孔樁施工；達(dá)到了對(duì)旋挖鉆機(jī)成孔質(zhì)量的有效控制；解決了旋挖鉆機(jī)在卵石層、泥巖、砂巖、安山巖中的鉆進(jìn)難題，為今后同類施工提供了經(jīng)驗(yàn)。
　　1、工程概況
　　大勝關(guān)北引橋N1、N2、N30、N31、N32、N33#墩采用NR2206DR型旋挖鉆機(jī)施工樁基礎(chǔ)，鉆孔樁直徑為2.0m，深度達(dá)75m以上，最大深度為85m，N2墩需接長(zhǎng)鉆桿才能達(dá)到設(shè)計(jì)深度。引橋地質(zhì)情況復(fù)雜，上部主要為砂層，砂層下為20～30m厚的巖層。N1、N2#墩巖層主要為破碎安山巖、砂巖。N30～N33巖層為弱風(fēng)化泥巖，且上部砂層中都夾有卵石。
　　2、旋挖鉆機(jī)成孔特點(diǎn)
　　用于樁基施工的旋挖鉆機(jī)是NR2206DR型，最大樁徑2.5m，最大深度為85m。該鉆機(jī)通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土，反復(fù)循環(huán)而成孔，并具有功率大、鉆孔速度快、移位方便、定位準(zhǔn)確、工作效率高、噪音小、環(huán)保的特點(diǎn)。同普通鉆機(jī)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　a）旋挖鉆機(jī)自動(dòng)化程度很高，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)鉆桿傾斜度和反映鉆孔深度。
　　b）旋挖機(jī)鉆進(jìn)中不需循環(huán)泥漿，只需要鉆進(jìn)中補(bǔ)充泥漿保持水壓。比普通旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔中形成的泥皮要薄，有利于樁體受力。
　　c）旋挖鉆機(jī)由底部斗齒將土體切碎，并壓入鉆斗內(nèi)，然后由鉆桿提出，如此循環(huán)作業(yè)比傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)鉆鉆渣由循環(huán)的泥漿帶出的工作效率有大大提高。
　　d）旋挖鉆機(jī)成孔后經(jīng)檢孔后下放鋼筋籠，最后下導(dǎo)管開始清孔。缺少下放鋼筋籠前的一次清孔。
　　3、施工中的技術(shù)及質(zhì)量控制
　　3.1場(chǎng)地布置
　　由于鉆機(jī)設(shè)備較重，施工場(chǎng)地必須平整，并有一定硬度，避免鉆機(jī)發(fā)生沉陷，必要時(shí)需鋪設(shè)跑板保證鉆機(jī)平穩(wěn)，防止因旋挖機(jī)前后晃動(dòng)造成斜孔。
　　3.2護(hù)筒埋設(shè)
　　根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)及水文情況，選取護(hù)筒壁厚及長(zhǎng)度，總長(zhǎng)度一般比地下水位高2m，直徑比設(shè)計(jì)樁徑大20cm，護(hù)筒埋設(shè)可采用振動(dòng)錘或先由旋挖機(jī)在樁位處掏出孔洞再由吊機(jī)和人工配合用旋挖機(jī)鉆斗擠壓并調(diào)整到位。
　　3.3泥漿配置
　　泥漿配置同普通旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，由于地基巖土中又夾有粉砂土層、細(xì)砂層，地面水位較高的特點(diǎn)，調(diào)制出良好各項(xiàng)性能指標(biāo)的泥漿尤為重要。
　　泥漿相對(duì)密度：1.02－1.10，粘度：18－22s，砂率≤4％，泥皮厚度：＜2mm，PH值：大于7。
　　3.4成孔傾斜度控制
　　旋挖機(jī)鉆桿伸縮式鉆桿，鉆桿垂直度較好，自身具有垂直度檢測(cè)系統(tǒng)，因此成孔垂直度較好。使用前需用經(jīng)緯儀標(biāo)檢查標(biāo)定垂直度檢測(cè)系統(tǒng)。但是鉆進(jìn)中仍需要注意已下幾點(diǎn)：
　　a)對(duì)鉆碴取樣與地質(zhì)資料對(duì)比，當(dāng)鉆進(jìn)到地層從軟弱地層過渡到硬地層（如細(xì)砂層到夾有卵石的礫砂層、砂層到泥巖）；巖面傾斜、破碎帶時(shí)需減壓減速。
　　b)旋挖機(jī)重量較大，場(chǎng)地需換填或鋪碎石，旋挖機(jī)工作時(shí)需要鋪設(shè)跑板。
　　c)更換鉆桿或鉆桿使用過久后對(duì)桅桿垂直度進(jìn)行校核，對(duì)旋挖機(jī)垂直度控制器進(jìn)行標(biāo)定。
　　采取以上措施后，成孔傾斜度明顯降低，成孔傾斜度一般可控制在0.5%以內(nèi)。
　　4、鉆進(jìn)中易遇到問題
　　4.1鉆進(jìn)中鉆進(jìn)速度較慢
　　在鉆進(jìn)過程中要根據(jù)不同巖層選取不同的鉆頭。旋挖機(jī)常見的旋挖鉆頭有螺旋鉆頭、旋挖斗、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。常用主要為螺旋鉆頭及截齒鉆斗和斗齒鉆斗。大勝關(guān)引橋地質(zhì)情況復(fù)雜，上部主要為砂層，砂層下為20～30m厚的巖層。N1、N2#墩巖層主要為破碎安山巖、砂巖，部分樁位具有1～2m的膠結(jié)層。N30～N33巖層為弱風(fēng)化泥巖，且上部砂層中都夾有卵石。施工時(shí)主要采取以下措施：
　　a)遇到較大的卵石層時(shí)用帶有截齒鉆頭的底板更換適宜在砂層和粘土中鉆進(jìn)的斗齒底板。
　　b)遇到較厚膠結(jié)層時(shí)改用短螺旋鉆頭鉆穿膠結(jié)層后再用筒式鉆斗。
　　c)進(jìn)入巖層后特別是安山巖，硬度較大，旋挖鉆機(jī)扭矩明顯加大，鉆進(jìn)較困難，采用了直徑為1.0或1.5m的小鉆頭先掏空，再用直徑為2.0m的鉆頭成孔。
　　采取以上措施后，解決了旋挖機(jī)在較大直徑的卵石層和安山巖中遇到的鉆進(jìn)速度慢和鉆頭磨損厲害的問題，鉆進(jìn)時(shí)間也明顯減少；同相鄰墩位相比，采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)單根成孔時(shí)間是普通旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔時(shí)間的1/4～1/3。
　　4.2鉆進(jìn)中提升力明顯加大
　　旋挖鉆機(jī)采用底部斗齒將土體切碎，并壓入鉆斗內(nèi)，每次取土至鉆斗70%為宜，出現(xiàn)提升力增大主要有以下幾點(diǎn)原因：
　　a)在提升鉆斗時(shí)，因鉆斗上的導(dǎo)流槽被粘土填滿或?qū)Я鞑勰�損嚴(yán)重，造成鉆斗與孔壁間隙較小，提升鉆斗過快造成負(fù)壓。
　　b)粘土地層中有頸縮現(xiàn)象，孔徑縮小。
　　施工中注意以上兩點(diǎn)后提升力明顯增加的情況不再出現(xiàn)。因此在鉆進(jìn)過程中要控制鉆斗鉆進(jìn)尺度及提升速度。若鉆進(jìn)尺度較大，易造成埋鉆事故；若鉆機(jī)升降鉆斗時(shí)速度過快，鉆斗外壁和孔壁之間的泥漿沖刷孔壁，再加上鉆斗下部產(chǎn)生較大負(fù)壓作用，造成孔壁頸縮、坍塌現(xiàn)象。所以鉆斗提升時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制其速度，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐得知，鉆斗升降速度保持在0.75－0.80m/s。當(dāng)鉆至粉砂層或砂土層時(shí)，其升降速度應(yīng)更加緩慢。
　　4.3清孔時(shí)間較長(zhǎng)
　　旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)是由底部斗齒將土體切碎，并壓入鉆斗內(nèi)，然后由鉆桿提出，與傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)鉆鉆渣由循環(huán)的泥漿帶出的工作方式不同。旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)中不需要泥漿循環(huán)，只需要鉆進(jìn)中補(bǔ)充泥漿保持水壓，因此孔內(nèi)漿體含砂率較大，終孔時(shí)底部有較多沉渣，清孔時(shí)間較長(zhǎng)。施工時(shí)主要采取以下措施：
　　a)孔鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，提起鉆斗，靜置一段時(shí)間讓孔內(nèi)粗砂沉淀，再用鉆斗掏除沉渣，減少留在孔內(nèi)泥砂。
　　b)旋挖鉆機(jī)施工時(shí)泥漿循環(huán)場(chǎng)地往往受到限制，可將相鄰的護(hù)筒連接起來，泥砂有足夠空間及時(shí)，必要時(shí)采用泥砂分離器。
　　c)控制好泥漿指標(biāo)，確保泥漿中泥砂能及時(shí)沉淀。儲(chǔ)漿池中泥漿經(jīng)多次使用后質(zhì)量變壞，施工中也需不斷調(diào)漿，確保漿體質(zhì)量。
　　實(shí)踐證明只要控制好泥漿指標(biāo)和保證好泥漿循環(huán)空間后可以在3小時(shí)左右滿足灌注要求。
　　綜上所述在該橋鉆孔施工中采用旋挖鉆機(jī)施工后縮短了鉆孔樁施工時(shí)間，成孔質(zhì)量也得到保證；有效的解決了用旋挖鉆機(jī)在卵石層、泥巖、砂巖、安山巖中施工長(zhǎng)大鉆孔樁的技術(shù)難題，打破了旋挖鉆機(jī)施工的局限性，為今后同類施工提供了經(jīng)驗(yàn)，取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。