张星1王原2
1中交一公局桥隧工程有限公司河北高碑店074000；2中交哈密交通建设有限公司新疆哈密839000
摘要：21世纪以来，随着我国公路建设领域突飞猛进，各种大跨桥梁越来越多，桩基施工机械也与时俱进。旋挖钻作为目前我国公路领域主要的施工机械，其施工成本控制对整个建设项目影响巨大。本文以G575巴哈公路为例，浅谈旋挖钻机的成本控制。
关键词：旋挖机；成本；控制
1工程地质水文
桥梁位于新疆哈密地区，桥梁为胡芦沟特大桥，全桥共有桩基428根，地址区总体属于高山地貌区，微地貌为山间沟谷地貌，局部地段位于侵蚀剥蚀丘陵地貌区。上覆第四系地层厚度较大，地层多为漂石地质。
2旋挖钻的选择
目前高速公路上，多选用的旋挖钻机多为320、360、400、420、460三种型号。如果选择了过大型号，将耗费过多成本；如果选择了小型号，由于岩层对机械磨损较大，会经常造成机械的故障，影响成本控制。据多年经验和翻看各种资料，360及以下钻机多用于强风化岩层、砂土、粘土质地层。400、420、460钻机多适用于中风化岩层和各种漂石层。根据葫芦沟大桥的地质条件下部为中风化花岗岩，上部为漂石层。所以钻机选择上选择了400、420和460钻机。
3人员选择
旋挖钻施工属于危险性工作，工作中经验影响很大，所以人员选择上必须选择有多年经验的人员。由于机械折旧成本较大，为了产生更大的效益，施工作业必须保证24小时不间断施工。人员数量上必须保证两班工人。人员配置上应选择钻机手2人，机长2人，焊工2人，辅助工4人，采购人员2名，共计12人配合一台钻机。
4钻头的选择
目前钻头主要有3种形式，两瓣钻，双底钻，筒钻。两瓣钻头多用于漂石类地层，双底钻多用于漂石类地层。双底钻多用于砂土、粘土，强风化岩层。筒钻多用于弱风化岩层取芯。由于葫芦沟大桥地层上部为漂石结构，为了防止尽量减少对周围岩体的扰动，先期用小一个型号的两瓣钻，掏渣，后期用桩径的钻头进行扩孔。能够尽量减少塌孔对钻机钻进的影响。钻头直径大小直接影响成孔桩径，选用适当的钻头直径，避免因钻头过大而导致的成孔桩基直径大于设计桩径。
5泥浆夜的制备
泥浆制备，目前主要有三种粘土、膨胀土和泥浆夜。泥浆夜的选择根据地区的料源成本和地质情况进行确定。由于哈密地区各种粘土较少，土质多为砂性土较多。所以我们从外面采购泥浆夜。根据朗肯土压力基本理论，要发生塌孔现象，主要是土层的主动土压力是向桩基中心，或者是地下水对土层的冲刷，导致土层向桩孔中心移动，发生坍塌。
图2现场泥浆粘稠度测定
本项目前期采用的造浆料为金装壁加火碱和膨润土加火碱，但前者造浆效果不理想，塌孔情况严重，后者造浆成本过高，每根桩基需3万元费用。后在对中水特大桥地质情况及不同造浆料的造浆效果进行比选后，项目决定采用黏土造浆，在采用黏土造浆后，中水特大桥钻孔桩基扩孔系数得到有效控制，并在通过过程中对泥浆比重不断优化后得到最优泥浆比重（1.08），实践证明在采用黏土造浆后不仅有效控制了钻孔桩基塌孔情况及扩孔系数过大的问题，较其它造浆方法相比为项目节约了施工成本。
表1造浆单价分析
采用旋挖钻挖桩施工方量约为34900m3（考虑1.08扩孔系数），通过以上对比得出：采用方法二泥浆护壁较方法一泥浆护壁节约成本208528元，较方法三节约成本4213303元。
6施工工艺控制
6.1钻进方式的确定
旋挖钻施工目前主要有三种方法，干挖法，水钻法和反压粘土成孔法。
干挖法多用于砂土等不易塌孔的地层，可以节省泥浆池挖掘防护和泥浆制备的成本；水钻法适合于各种条件，但制备泥浆成本较大；反压粘土法多用于水源缺乏地段。
根据葫芦沟大桥的地质条件，有漂石和岩层，为了防止塌孔必须用水钻法。
6.2钻进过程的盯控
钻进过程中，钻头上的子钻齿磨损较大，如果钻齿磨坏继续钻进，还会引起整个钻头的损坏，所以在钻进过程中机长必须时刻盯在钻机旁边，如果发生钻机非正常抖动。必须将钻头提出，检查钻齿是否损坏，并及时更换，保证钻头不能整体损坏。如果钻齿没有损坏，有可能是钻杆连接部位出现问题，并及时检查钻杆，并分析原因，第一时间处理掉以免产生更大的钻机故障。钻机在钻孔施工中机座发生倾斜沉陷，导致钻孔倾斜，在校正钻孔倾斜度时，会对桩基周边土体产生扰动，影响桩基周边土体的稳定性，进而导致塌孔情况出现，增加成孔桩基扩孔系数。
6.3超灌混凝土的控制
（1）为了防止超灌，必须防止扩孔的影响，先期用小一个型号的两瓣钻，掏渣，后期用桩径的钻头进行扩孔。能够尽量减少扩孔。节省混凝土方量。
（2）超灌桩头也将很大程度上影响混凝土方量，所以混凝土灌注至桩顶时，必须反复量测混凝土位置，必要时可以用长木棍直接感觉混凝土的位置。
6.4施工工艺注意事项
（1）钢护筒顶口设置双层钢板框架定位装置，起到钢套管的定位和固定作用，能有效保证钻孔的竖直度。
（2）预钻孔在桩位岩面上钻的多个孔洞，形成“蜂窝”状的孔洞，有效地减小桩基柱状岩石体积，人为制造桩基岩层的“临空面”，能有效地削弱桩基柱状岩石的抵抗力，能大大加快钻进效率。
（3）斜岩区域的孔洞能与冲击钻头刃脚形成咬合作用，防止钻头顺斜岩倾斜方向偏转，纠偏斜孔，大大减少了回填片石或高强度混凝土纠偏的工序，缩短桩基施工周期。
（4）加强现场施工管理，制定相关管理措施，各工序责任到人，并严格执行相关管理措施。
7辅助机械的配置
每台钻机每天需要清理钻渣，下护筒，结合换钻头等，每台钻机需要配置一台挖机。吊车的配备结合成桩速度、混凝土灌注方量、混凝土灌注速度决定。所以结合目前桩基成孔速度两天成孔一根，每个根桩在70至80立方米左右，为了最少的减少机械闲置时间，选择三台钻机配备两台吊车，为最合理的配置方式。
8技术管理
编制有针对性的施工技术方案，开工前必须对所有工人进行技术交底，保证所有人明确自己的分工和工序要点。制定合理的安全应急预案，保证现场如果发生突发情况能够有措施。
10总结
在钻孔桩施工前，合理规划现场施工组织，提前组织加工好钢筋笼，平整施工场地，并合理规划各工序，避免因施工组织而导致的工序间衔接时间过长，另采取措施有效缩短工序间衔接时间，葫芦沟根据地形地质，选择3台旋挖钻机，每机配置12人，钻头选择两瓣钻的双型号配合使用，泥浆液制备，水钻成孔，两台240挖机，2台吊车。为最合理的资源配置计划。成本也是最低的。
参考文献：
[1]公路桥涵施工技术规范JTGTF50-2016
[2]《桩基施工手册》人民交通出版社
作者简介
张星，女1986.2.19大学本科助理工程师身份证号码130682198XXXX94221
王原，男1984.4.4大学本科高级工程师身份证号码2224031984XXXX4158