貴州建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院,貴州 貴陽 551400
路橋工程是建筑行業(yè)中的重要項目,若在施工期間應用干成孔旋挖樁施工技術(shù),有利于提高施工水平。據(jù)此,應結(jié)合路橋施工場地的施工條件制訂科學的施工計劃,確保路橋工程在干成孔旋挖樁施工技術(shù)的輔助下獲得更大的建設(shè)成果,滿足新時代路橋建設(shè)最新要求。
干成孔是與水成孔對應的一種樁孔鉆進類型。干成孔旋挖樁施工技術(shù)在路橋施工中具備良好的施工優(yōu)勢,具體體現(xiàn)為低成本、低污染、高效、靈活性突出等。路橋工程建設(shè)中,經(jīng)由干成孔旋挖樁施工技術(shù)可加快成孔速度,繼而在提升成孔質(zhì)量的基礎(chǔ)上也能使其施工效率得以提高。另外,此項技術(shù)還可適用于軟土層以及黏土層等多種復雜土層中。施工人員在旋挖樁機設(shè)備的輔助下,可有效強化施工效果,在對施工土層予以破除時,還可運用膨脹土增加護壁穩(wěn)定性,避免成孔作業(yè)期間破壞周邊環(huán)境,并且可以將沉渣順利運輸?shù)綐犊淄獠?,以免投入過多成本用于開展沉渣運輸工作。因此,在路橋施工中,干成孔旋挖樁施工技術(shù)優(yōu)勢顯著。
在路橋施工中應用干成孔旋挖樁施工技術(shù)時,還要把握好以下兩項內(nèi)容,以免出現(xiàn)質(zhì)量不達標或施工難度較大等的問題。
(1)現(xiàn)場調(diào)研。施工人員在應用此項技術(shù)時,一要全面掌握施工場地的地質(zhì)特征與水文條件以及地下水分布規(guī)律;二要準確測量旋挖樁持力層的實際深度與樁體結(jié)構(gòu)要求,并驗證施工方案是否滿足施工現(xiàn)場的施工要求,之后還需結(jié)合路橋設(shè)計指標與技術(shù)參數(shù),增加施工方案的可行性,以此為干成孔旋挖樁施工環(huán)節(jié)的順利進行創(chuàng)造有利條件[1]。
(2)加強地勘。雖然干成孔旋挖樁施工技術(shù)的適用范圍廣泛,但施工人員還應積極聯(lián)合地勘人員獲取地勘數(shù)據(jù),包括知曉地質(zhì)成分、土層分布特征等,這樣才能避免在開挖作業(yè)期間受到較大的阻力,最終憑借地勘信息,促使路橋施工作業(yè)實現(xiàn)規(guī)范化發(fā)展。另外,還應勘察施工場地是否存在道路凍害、路基不穩(wěn)或者身處泥石流地區(qū)等現(xiàn)象,以此保證工程項目的穩(wěn)定建設(shè)。
要想確保干成孔旋挖樁施工技術(shù)在路橋施工中發(fā)揮出真正效用,應切實做好施工準備工作,具體可從技術(shù)準備與設(shè)備準備、人力準備三個部分出發(fā)。在技術(shù)準備環(huán)節(jié),項目負責人應指導技術(shù)人員實施技術(shù)交底工作,確保施工人員能夠獲得專業(yè)指導,順利完成施工任務。同時,還應精準測量樁位,技術(shù)人員需借助全站儀對其實施準確定位,并運用鋼筋頭進行點位的固定。具體可在交叉標記法的輔助下,為鋼護筒打造良好的施工環(huán)境。在人員準備上,應當配備充足的施工員、技術(shù)員、測量員、檢測員以及其他人員,由此削弱人力因素對施工質(zhì)量的不利影響。至于設(shè)備準備,則應當結(jié)合每個工況確定其型號規(guī)格。
文章以長為561.4m、寬為20.5m,左右幅局部寬度分別為23.5m、26.5m的橋梁工程為例。其中所應用的樁體主要為長度24~46m的旋挖樁,樁體數(shù)量有204根。因其土層多為黏土砂土,故在準備施工設(shè)備時,選用了60m鉆深且扭矩在183kN·m,轉(zhuǎn)速可達到22r/min的鉆機設(shè)備,其設(shè)備可形成180cm的鉆進直徑。待準備好相關(guān)設(shè)備后,可進入施工等待期。在樁距控制上,也應當參照具體的施工要求與施工圖紙,確定好樁間距,一般不宜高于2.3m,尤其在開挖之前,更應按照由左到右的順序落實施工內(nèi)容,并且可以8d作為跳挖周期,促使旋挖樁開挖作業(yè)符合施工要求。
在上文中提到的地勘檢測工作中,更需要把握好施工秩序,以免發(fā)生超挖現(xiàn)象,影響后期施工進度。比如可安排檢測人員先行在施工前進入施工場地,并測量好旋挖樁施工范圍,一般應在100m2的正方形場地中進行旋挖樁作業(yè)。檢測人員應組織施工人員對此范圍內(nèi)的場地進行平整碾壓處理,有效保證施工現(xiàn)場電力,確保供應水源充足,所用線路電阻應在4Ω左右,并清理好施工區(qū)域內(nèi)的雜物,由此促進施工項目的順利開展。只有在路橋施工中做好充足的施工準備,才能提升路橋建設(shè)質(zhì)量,使其在交通運輸、經(jīng)濟互通中發(fā)揮出真正效用,達成路橋旋挖樁既定施工目標。
路橋施工中借助全站儀確定好樁位后,還應將樁孔的鉆進深度保持在1m范圍內(nèi)。同時,還需精準埋設(shè)鋼護筒,既要保證其地面露出長度低于0.5m,又要計算好鋼護筒總長度,以此實現(xiàn)施工成本的有效控制。在鋼護筒的參與下,樁孔不易發(fā)生坍塌事故,可適當增加旋挖樁的穩(wěn)定性。鋼護筒埋設(shè)過程中,施工人員可借助靜壓的方式,運用旋挖機實施鋼護筒的精準埋設(shè),且還應注重鋼護筒埋設(shè)深度,在勻速操作下,確保鋼護筒按照徑直方向進入土層。在確定鋼護筒直徑長度時,應將其長度控制在樁徑20cm之上。從相關(guān)施工經(jīng)驗中可了解到,干成孔旋挖樁施工環(huán)節(jié)所開展的鋼護筒埋設(shè)工作需選擇厚度在8mm以上的鋼護筒材料,并充分結(jié)合施工場地的土質(zhì)確定厚度以及長度,其長度大多超過2m,由此增加旋挖樁鉆進施工的穩(wěn)定性。
同時,也可結(jié)合土層類型予以計算。例如,在1.5~2m黏土層中,鋼護筒長度可達到3~4m。當施工人員完成鋼護筒埋設(shè)任務后,還應對其材質(zhì)進行檢查,并觀察鋼護筒外端是否存在裂紋裂縫等不良現(xiàn)象,同時還應對其實施夯實處理,保證鋼護筒與周邊土層結(jié)構(gòu)具有突出的協(xié)調(diào)性。只有實現(xiàn)鋼護筒的精準埋設(shè),才能為后續(xù)鉆孔作業(yè)奠定堅實基礎(chǔ)。
路橋施工中應用干成孔旋挖樁施工技術(shù)時,還應當參照具體的孔位進行鉆進作業(yè),并實施鉆孔成型操作,確保旋挖樁順利進入樁孔。在鉆機運行期間,施工人員應掌握好運行速度,避免出現(xiàn)鉆進偏差問題,破壞樁孔的精準度。例如,在軟土層鉆進中,應適當提速,而在硬度偏大的土層中可適當降速,以免鉆頭損壞,影響施工效率。通常情況下,在路橋施工中所采用的鉆孔類型包含人工法與機械法,若在狹窄河道場地建橋修路,應以人工法為主;而在黏土層中應充分利用鉆機對其進行鉆孔作業(yè),這樣可防止受人力鉆孔進度的干擾延緩施工周期。
目前,在技術(shù)發(fā)展中,旋挖鉆機的應用也獲得了廣泛推廣,其實際鉆進工效與普通鉆機相比可提效20倍。同時,由于此種設(shè)備屬于履帶式底盤,可緩解地面承載壓力,尤其對于卵石層等多樣土層均適用。在利用旋挖鉆機時,若鉆進到鋼護筒周邊,可進行減速處理,待與鋼護筒底端距離超過1m后可按照正常速度予以鉆孔,最終可促進旋挖樁鉆孔作業(yè)的高效進行[2]。
就干成孔旋挖機而言,它還具有突出的實踐應用效果。為了提高施工效率,應結(jié)合施工條件積極運用干成孔旋挖機完成旋挖樁鉆孔任務。此種設(shè)備是在液壓技術(shù)的輔助下聯(lián)合高品質(zhì)液壓系統(tǒng),在發(fā)動機零件下打造而成的具備鉆孔功能的機械設(shè)備,尤其面對路橋工程中黏土層或者淤泥質(zhì)土層、中風化層時,都能發(fā)揮出強有力的穩(wěn)定鉆進效用。而且在其底盤處,所采用的為伸縮性質(zhì)的底盤結(jié)構(gòu),可保證施工人員在鉆進成孔作業(yè)中不易受底盤不穩(wěn)等因素的影響而發(fā)生傾翻事故,從而降低施工安全性。至于干成孔旋挖機的卷揚部分,它所選用的鋼絲繩具有較高的使用年限,而且兩個卷揚裝置可削弱設(shè)備傾倒作用力。一般在鉆進成孔操作中,主要看重的是設(shè)備的鉆孔能力。市場上出現(xiàn)的干成孔旋挖機是通過支腿聯(lián)合液壓系統(tǒng),隨時根據(jù)土層結(jié)構(gòu)的改變而自由調(diào)節(jié),以免鉆進中土層性質(zhì)改變,增加設(shè)備損壞風險。在液壓系統(tǒng)中,為了貼合新時代環(huán)保理念,也融入了節(jié)能設(shè)計思維,并運用自變量馬達,隨時調(diào)速,無論從安全性還是靈活性、穩(wěn)定性上,干成孔旋挖機都是鉆進成孔施工環(huán)節(jié)的首選設(shè)備。尤其在該設(shè)備不斷更新中,它還依據(jù)真彩顯示屏與嵌入式控制器實現(xiàn)數(shù)字化操作,便于施工人員在鉆孔作業(yè)期間享受到信息技術(shù)的便捷服務,從而在工期要求內(nèi)高質(zhì)量達成鉆孔目標。
鉆孔作業(yè)期間,會積攢一定量的沉渣。此時,為了保證鉆進工作的順利開展,還應及時實施清孔操作,避免后期沉渣較多,導致鋼筋籠安裝不到位。一方面,應確定好清孔時機,為了避免工期延長,應將清孔時間設(shè)置在鉆進成孔后一工序中。同時,施工人員還應密切關(guān)注清孔成效,若清孔不徹底或者清孔速度較慢,都應當進行改進并完善,這樣才能增加樁孔的完整度與潔凈度。
干成孔旋挖樁施工并不涉及泥漿清理內(nèi)容,因此應做好清孔人員分配與清孔器制作工作??山M建清孔小組,在組長帶領(lǐng)下實施旋挖鉆清孔器管理事項,組員應具有較高的配合度。在清孔器的實際制作環(huán)節(jié),可選用厚度為10mm的鋼板作為主要材料,搭配40mm高度的平板刀口進行設(shè)計。另外,還應保證平板刀口朝向為順時針進料,并且應在另一端安裝鋼板進行防護,避免沉渣外溢。其厚度多保持在20cm,而且在其面板處還應設(shè)置徑長40mm的滲水孔。當相關(guān)人員制成清孔器后,需將其安裝在旋挖鉆機之上,促使旋挖樁清孔作業(yè)在清孔器的輔助下快速實現(xiàn)沉渣的有效清理。
在上述制訂的清孔設(shè)計方案中,還應注重清孔試驗的效果。清孔后,可借助無水試驗與有水試驗兩個方式,對清孔成果加以驗證。前者是挖開深為2m的孔洞,之后測量沉渣厚度,判斷是否符合沉渣清理要求;后者是在孔洞中投放沉渣混合水,進而知曉清孔工作成效。這種運用清孔器進行的旋挖樁清孔作業(yè)具有突出創(chuàng)新性,一是體現(xiàn)在機械化高效替代上,避免依靠人力清孔,造成孔底沉渣處理承擔較大的施工風險;二是具有提質(zhì)增效的效果,并且不會對周邊環(huán)境帶來損壞。因此,它的經(jīng)濟性、環(huán)保性相比傳統(tǒng)清孔方式更強,值得在后續(xù)干成孔旋挖樁施工項目中推廣。
路橋施工中鋼筋籠的安裝也是較為重要的步驟,尤其在干成孔旋挖樁施工流程中,施工人員需確保樁孔清理干凈后,選擇合適尺寸的鋼筋籠,將其吊裝到樁孔內(nèi),并且應注意吊裝安裝,以免影響施工現(xiàn)場安全管理質(zhì)量。待鋼筋籠安裝工作完成后,需對其進行混凝土灌注,同時,還需在安裝鋼筋籠的同時安裝好聲測管,它主要位于鋼筋籠內(nèi)部。為了提升施工質(zhì)量,強化路橋建設(shè)效果,應積極開展閉水試驗,即在聲測管內(nèi)灌滿清水,之后施工人員需仔細觀察聲測管是否存在滲水問題,若未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,證實質(zhì)量過關(guān),可進入下一工序中,否則應重新進行安裝作業(yè),重選高品質(zhì)聲測管。
此外,在鋼筋籠搭接環(huán)節(jié),需至少保證搭接間距超過35倍受力鋼筋徑長,并實施分開作業(yè),防止多個鋼筋籠同步施工發(fā)生碰撞事故。具體還應參照上文提到的交叉標記樁位予以安裝,繼而改善鋼筋籠安裝現(xiàn)狀,促進路橋工程項目的穩(wěn)定發(fā)展[3]。
在鋼筋籠安裝部分,較為重要的是吊點的設(shè)計與吊點位置的確定。對于主吊點,施工人員需要與吊裝車輛的操作人員做好配合,并以載重35t的吊裝設(shè)備為主。在副吊點中,吊點應在鋼筋長度0.292與0.104位置上進行吊裝,以此保證鋼筋籠吊裝流程的穩(wěn)定性。在吊點臨近處,還需加裝加強筋。在縱向吊裝中,一個長為27.3m的鋼筋籠至少要設(shè)計4個吊點,其中距離鋼筋籠頂部的吊點位置應在2.84m處,之后相隔7.97m設(shè)置第二個吊點,而第三個吊點位置確定在籠頂相距16.49m處,距離7.97m設(shè)置第四個吊點,而且在另一端2.84m處也應當設(shè)置最后一個吊點,用于保持鋼筋籠的平衡。在鋼筋籠安裝過程中,一旦出現(xiàn)脫落問題,極易引發(fā)嚴重事故,繼而破壞路橋干成孔旋挖樁施工的安全性。因此,施工人員需在項目經(jīng)理及相關(guān)管理者的指揮下注重安裝安全,且吊裝設(shè)備操作人員也應當在吊裝期間觀察鋼筋籠吊裝范圍下是否存在相關(guān)人員,以免突發(fā)緊急狀況,造成施工人員遭受施工風險。鋼筋籠安裝步驟雖簡單,但它的風險系數(shù)較高,施工人員在干成孔旋挖樁施工技術(shù)下,應提高重視度。
混凝土灌注是干成孔旋挖樁施工技術(shù)中的最后一個步驟。在具體施工時,施工人員應當根據(jù)實際工況優(yōu)選灌注導管,一般需將灌注導管置于混凝土2m或者6m左右的深度,且距離頂面3m,并隨著混凝土澆筑觀察旋挖樁灌注深度。另外,施工人員還應控制好混凝土灌注周期,要求施工人員應在4h內(nèi)完成澆筑任務,否則極易出現(xiàn)混凝土凝結(jié)現(xiàn)象,造成混凝土分布不均勻。施工人員還應在灌注過程中控制好標高,即將標高保持在0.6m以上且不超過1m,而且應注重灌注安全,搭配適宜的灌注間距,確保路橋旋挖樁順利建成。例如,可將灌注導管入口與低端間距控制在30cm左右,而且應避免灌注操作中出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象,使灌注成果無法達到預期效果,影響旋挖樁的施工質(zhì)量。在水壓試驗中,應注重孔內(nèi)水壓的合理把控,在其低于外界水壓的1/2時,應重新進行檢測,以此增加試驗結(jié)果的可信度。
另外,還應科學設(shè)計混凝土配合比,根據(jù)施工要求明確混凝土配制中的水灰比。從以往施工經(jīng)驗中可知,常規(guī)水灰比應超過9∶20,其水泥材料多以硅酸鹽水泥為主,碎石粒徑應高于5mm。另外,在混凝土澆筑期間還應優(yōu)化混凝土質(zhì)量,使路橋工程達到驗收標準。在路橋工程干成孔旋挖樁施工流程中,為進一步改善施工現(xiàn)狀,避免出現(xiàn)施工安全事故,還應采用全過程管理手段,對其進行追蹤維護,尤其在混凝土澆筑步驟中,更應在旋挖樁周邊設(shè)置維護結(jié)構(gòu),以免受到外界因素的破壞,造成旋挖樁破損,并且應控制好混凝土強度,在其達到施工方案中的強度等級后予以利用,最終促使路橋建設(shè)成果滿足當前道路橋梁設(shè)計需求。
綜上所述,干成孔旋挖樁施工技術(shù)在路橋施工中往往具有突出的施工優(yōu)勢。因而,施工人員應從施工準備、剛護筒埋設(shè)、鉆進成孔、樁孔清孔、安裝鋼筋籠、混凝土灌注等方面著手,促使路橋工程在施工環(huán)節(jié)取得較高的施工成果,進而促進路橋工程的可持續(xù)發(fā)展,為我國路橋安全工作提供重要保障。