1、 引言
大麗鐵路是國家中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中滇藏鐵路的一段，是建設西南進出境國際通道的重要一段。它的建設對于完善云南鐵路網(wǎng)和擴大我國與東南亞、南亞國家的聯(lián)系具有重要意義。沿線設大理、上關、鶴慶、仁和、麗江等十三個車站，大麗全長164公里，設計時速160km/h。
DK正線紅山特大橋是大麗鐵路重點控制工程之一。此橋位于云南省大理市，施工里程為DK05+238.06至DK06+587.05，全長1348.99。本橋為正線單線橋與聯(lián)絡線單線橋合并為雙線橋，位于直線、緩和曲線及圓曲線上。本橋墩臺共計43個。全橋樁基334根，樁基礎為直徑1.5m的摩擦樁，樁長最深為67米。
2、旋挖鉆孔的工作原理及特點
2.1旋挖鉆孔的工作原理
旋挖鉆孔首先轉動底門鑲嵌斗齒的鉆斗切削巖土，并將巖土裝入鉆斗內(nèi)，然后由利用鉆機卷揚機以及伸縮鉆桿提出卸土，如此循環(huán)往復，不斷削土、取土、卸土，直至鉆至設計深度為止。對粘結性較好的巖土層，可采用干式鉆進工藝，不需泥漿護壁。而對于松散易坍塌土層，或有地下水存在導致孔壁不穩(wěn)定時，必須泥漿護壁鉆進工藝。
2.2旋挖鉆孔的特點
①成孔速度快、效率高，可有效保證施工進度。施工時提鉆以及換鉆的時間短，平均鉆進速度可達到5～8m／h。
②孔壁不產(chǎn)生泥皮。在成孔過程中孔壁受到鉆斗的刮擦，在鉆孔壁上形成明顯的螺旋線，這加大了樁基成型后的摩擦力。
③鉆機安裝拆卸簡單。鉆機能自身行走，移位就位都較快，在施工場地能快捷到達指定地點。
④機械化程度高。鉆機設備性能較好，電腦能精確定位鉆孔坐標及顯示鉆孔垂直度和鉆孔深度，成孔質量高。
⑤對施工現(xiàn)場污染小。旋挖鉆既可干式鉆進作業(yè)，亦可在水中鉆孔，孔內(nèi)沉渣較少，施工現(xiàn)場整潔，噪聲低，并對施工環(huán)境的適應能力強。
3、旋挖鉆頭的類型及應用
3.1旋挖鉆頭的類型
在灌注樁施工過程中，選用合適的鉆頭對減少鉆頭消耗、提高成孔速度和質量、節(jié)約能源以及提高施工效率都起著至關重要的作用。旋挖鉆頭實際上是個盛土的筒式容器，只是在下側焊接切削土層的刀片。在施工中遇到硬巖基層以及卵礫石層等復雜地層時，應根據(jù)不同地質情況選用合適的鉆頭。鉆頭的類型有很多，常用的鉆頭可分為兩大類：回轉鉆頭，包括單底土斗和雙底撈砂斗；嵌巖鉆頭，包括短螺旋鉆頭、嵌巖筒鉆和牙輪鉆頭。
3.2旋挖鉆頭的應用
施工時要求鉆頭具有一定的剛度，在鉆進過程中，鉆頭不產(chǎn)生移動或搖晃，其安裝應符合生產(chǎn)廠家標準。在施工前，應詳細勘察施工處的地質情況，并根據(jù)具體巖層合理選用鉆頭?；剞D鉆頭主要用于處于地下水位以上的粘性土、粉土、中等密實砂土、填土以及全風化巖層；巖心回轉斗主要用于風化巖層以及有裂紋的巖石；嵌巖螺旋鉆頭主要用于碎石土、中等硬度巖石及半風化巖層。對于一般土層，可配用摩擦鉆桿和回轉鉆頭；而對于堅硬巖層，可選用巖心回轉斗、嵌巖鉆頭等。
4、旋挖鉆在鉆孔灌注樁中的應用
4.1工藝流程
灌注樁是一項施工工序多、質量要求高、施工時間短、精度要求高、工作不間斷的地下隱蔽工程。要保證灌注樁的質量，就必須在施工前根據(jù)相應的地質情況，合理安排施工流程，以便指揮現(xiàn)場施工。旋挖鉆在鉆灌注樁中的具體施工工藝流程如下圖所示：
圖1旋挖鉆機鉆孔灌注樁施工工藝流程圖
4.2施工準備
在進行施工前要合理布置施工現(xiàn)場，清理影響施工的障礙物，地勢較低處用土回填，達到“三通一平”的要求。妥善保護好引入施工場地水平高程的控制點，并在施工中應經(jīng)常復測，以確保其準確性。根據(jù)設計圖紙進行排樁，并在圖紙上標出圍護樁位置及編號。內(nèi)業(yè)復核無誤后，到現(xiàn)場進行放線定樁，并做好樁位的軸線標記。
接下來就是調配泥漿，在調配過程中應對泥漿的相對密度、膠體率、粘度等指標進行檢測，當泥漿的各項指標都符合要求后方可投入使用。在泥漿循環(huán)使用前，應對其各項指標再進行檢測，做到循環(huán)一次檢查一次，以保證泥漿的含砂率不宜超過0.4%。
4.3成孔作業(yè)
鉆孔前應先根據(jù)設計要求測算出孔深，以便當鉆機達到設計標高時能采用測繩測量，確保鉆孔深度。在利用旋挖鉆鉆孔時應先在護筒內(nèi)注入泥漿，并開始緩慢鉆進，當鉆進深度達到護筒下2m后，方可按正常速度鉆進。循環(huán)鉆機在施工時隨鉆進深度不斷拆接鉆桿，在這過程中必須要隨時注意垂直控制儀表，以保證鉆桿垂直度。并要隨時監(jiān)測泥漿的各項指標，尤其是泥漿中含砂情況，保證泥漿沉淀后能回收循環(huán)再利用。并在鉆進過程中記錄有關參數(shù)及地質情況，以便核對地質資料，為下個相鄰樁基的施工做好準備工作。
清孔是保證灌注樁質量的重要環(huán)節(jié)，通過清孔能確保樁孔的質量、孔底沉渣厚度、孔壁泥垢以及循環(huán)液中含渣量等符合樁孔要求。當鉆孔達到設計孔深后，應將鉆斗留在設計深度處機械旋轉數(shù)圈，盡量將孔底沉渣裝入斗內(nèi)。起鉆后仍需對孔底沉渣進行再次清理，一般利用沉渣處理鉆斗排出沉渣，若沉淀時間長，則采用水泵進行濁水循環(huán)。
4.4吊裝鋼筋籠
旋挖鉆孔灌注樁的顯著特點就是成孔快，且成孔后孔底沉渣少。因此在鋼筋籠制作和安裝時應當采取合理措施，避免安裝鋼筋籠時刮傷孔壁，這樣可以大大降低沉渣厚度，并有效防止塌孔的發(fā)生。這就要求嚴格控制鋼筋籠的制作質量，重點是控制鋼筋籠外徑和直線度，且主筋搭接以及縱橫筋交叉點的焊接質量必須滿足要求，要做到同一根主筋不得有兩處駁接接頭，同區(qū)段內(nèi)接頭數(shù)不超過鋼筋總數(shù)的50％。在制作鋼筋籠過程中，要有足夠的混凝土墊塊保護層厚度，這樣既可避免鋼筋籠在安裝時碰撞孔壁，又可保證混凝土保護層厚度均勻以及鋼筋籠在灌注樁體內(nèi)的位置正確。鋼筋籠的吊裝應采用3點起吊，并保持籠軸線重合，鋼筋籠要緩慢落入樁孔就位。
4.5灌注混凝土
在混凝土澆筑前，應按照具體情況擬定澆筑計劃，并根據(jù)導管布置以及混凝土澆灌量，確定導管與混凝土高度上升量的關系，預先擬定好泵送混凝土量以及拔出導管的時間，保證鋼筋籠在灌注過程中不出現(xiàn)上浮和下沉的現(xiàn)象?；炷灵_始澆筑后，應保證混凝土連續(xù)灌注，隨著樁中混凝土不斷上升，做好灌注記錄，并緩慢將導管向上提升。在澆筑過程中禁止將導管拔出混凝土面，并保持導管做幅度為30cm的上下運動，且不宜過劇。澆筑過程中要根據(jù)規(guī)范要求，對混凝土抽樣檢查，以保證灌注樁的抗壓強度滿足規(guī)范要求。
5、本工程采取的方案
本工程橋梁樁基地質情況復雜，經(jīng)過勘察得知該處土層依次為淤泥質粘土、粉質粘土、粉細砂、中細砂、礫巖。該處地質條件差，在基坑開挖時，粉細砂層容易形成管涌，造成安全事故。根據(jù)本工程具體情況，在進行樁基施工時采用旋挖鉆機開挖灌注樁孔。在地表以下20m內(nèi)為淤泥質粘土、粉質粘土，此時采用摩擦鉆桿和回轉鉆頭。在20m以下土質較硬，此時采用巖心回轉斗、嵌巖鉆頭，并針對其具體的地層情況制定不同的斗齒焊接角度。在本次施工中，由于樁基較深，下層巖石堅硬，因此，鉆斗的筒體和底板采用強度高、耐磨好的合金Mn板制作。本工程在施工過程中，出現(xiàn)鉆孔樁清孔時沉渣厚度超過規(guī)范的現(xiàn)象，針對這個狀況，在灌注混凝土前，采用高壓水槍對孔底進行高壓射水，在保證孔底沉渣達到規(guī)范要求后，立即灌注混凝土。通過這個方法很好的解決了這一現(xiàn)象，使得施工能夠正常進行。
6、結論
近年來，灌注樁在我國鐵路橋梁樁基中的應用越來越普遍，其整個施工過程都是隱蔽的，每道施工工序都必須從嚴要求，其中任何一道工序出現(xiàn)問題都會帶來嚴重的后果。旋挖鉆孔克服了機械成孔時孔底沉渣較多，樁側摩阻力小，泥漿管理差的缺點，以其成孔速度快、效率高、適應強、污染小的優(yōu)點成為了灌注樁成孔設備中的佼佼者，越來越受到同行的認可，是一種理想的施工工藝。
