1、论桥梁冲击钻成孔灌注桩施工技术摘要：灌注桩工程的施工较简单、噪声小、承载力高、适应各类地质条件等优点, 使得桩基础得到了越来越广泛的应用。特别是高速公路的桥梁, 采用最多的基础还是桩基。本文阐述了冲击钻成孔施工技术要求,结合实例分析了桥梁冲击钻成孔灌注桩施工的技术。 关键词：桥梁冲击钻成孔灌注桩施工技术 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 在桥梁工程的桩基础施工中旋转钻进成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。其主要是利用钻具的旋转切削土体钻进，并同时采用循环泥浆的方法护壁排渣。按泥浆循环方式不同分为正循环和反循环两种。正循环是指由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，由泥
2、浆泵通过钻杆中心往钻孔压入泥浆，钻头喷出的泥浆挟带钻渣沿钻孔壁上升，从孔口溢浆孔溢出，流人泥浆池，经沉淀处理后再循环使用。正循环成孔具有设备简单、操作方便、工艺成熟等优点，适用于填土、淤泥、黏土、粉土、砂土等地层，对于卵砾石含量不大于 15%、粒径小于 10mm 的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用。反循环成孔是通过泵吸，或射流抽吸，或送人压缩空气，使钻机内腔形成负压或形成充气液压柱产生压差，使经过钻杆与孔壁间的环空间隙流向孔底的泥浆，挟带钻头切削下来的钻渣由钻杆内腔高速返回地面泥浆池。反循环成孔具有成孔效率高，成孔质量好等优点。冲击钻进成孔。冲击钻进成孔是利用重为 1015kN 的钻
3、锥不断地提锥、落锥反复冲击孔底土层，把土层中泥砂、石块挤向四壁或打成碎渣，钻渣悬浮于泥浆中，利用掏渣筒取出，冲击成孔施工具有设备简单、操作方便、动力消耗少、机械故障少等优点，适宜在杂填土、黏土、粉土、砂土、卵砾石、漂石、孤石、基岩等地层施工。冲抓钻进成孔。冲抓钻进成孔是利用兼有冲击或抓土功能的抓土瓣，通过钻架，由带离合器的卷扬机操纵，锥头对准桩孔中心，放开制动，锥头靠自重下落，使土瓣锥尖张开插入土层，然后由卷扬机提升锥头收拢抓土瓣将土提升至孔外。将锥体提升至孔口以上时，工人及时在孔口放置一块钢盖板，并手推车或其他运输工具放于其上。随后打开锥头控制栓，使锥头张开，土体落入运输车中运走。移走钢板，
4、即进行下一轮冲抓作业，如此循环完成冲抓钻进成孔。冲抓钻进成孔适用于黏性土、砂性土及夹有碎卵石的砂砾土层，成孔深度宜小于 30m。 一、冲击钻成孔施工技术要求 1、钻孔施工技术要求：孔内水位宜高出护筒底脚 0.5m 以上或地下水位以上 1.52m，钻头的起落速度应均匀不得过猛或骤然变速。孔内出土，不得堆积在钻孔周围。且钻孔应一次成孔，不得中途停顿。钻孔施工中若出现异常情况，应及时进行处理，坍孔不严重时，可加大泥浆相对密度继续钻进，严重时必须回填重钻。出现流沙现象时，应增大泥浆相对密度，提高孔内压力或用黏土、大泥块、泥砖投下。钻孔偏斜、弯曲不严重时，可重新调整钻机在原位反复扫孔，钻孔正直后继续钻进
5、。发生严重偏斜、弯曲、梅花孔、探头石时，应回填重钻。出现缩孔时，可提高孔内泥浆量或加大泥浆相对密度采用上下反复挖孔的方法，恢复孔径。冲击钻孔发生卡钻时，不宜强提。应采取措施，使钻头松动后再提起。 2、清孔施工技术要求：钻孔达到设计标高后，应对孔径、孔深进行检查，确认合格后即进行清孔，进行清孔的目的是清除钻渣与孔底沉淀层，以减少桩基的沉降量，提高承载能力，同时为灌注混凝土创造良好条件，确保桩基质量。 二、工程实例 1、试桩桩基概况 该合同段钻孔桩共有 925 根，其中直径 10 m 有 372 根，直径 11 m有 8 根，直径 12 m 有 148 根，直径 13 m 有 23 根，直径 15
6、 m 有 374 根。平均桩长约 36 m。为了获得实施性钻孔施工工艺，更好地完成钻孔桩的施工任务，并结合现场情况和施工计划，确定桩基为试桩。 2、试桩的地质情况 设计图的地质状况为：115 m 为亚粘土；115 194 m 为淤泥质亚粘土；19 421 m 为强风化泥质粉砂岩；21 296 m 为弱风化砾岩。 3、冲击钻钻孔灌注桩施工技术分析 （1）初步放样 施工前先进行了排水、修路，清除桩基位置的杂草和淤泥，换填山皮土并刮平压实等作业，然后根据设计提供的导线点（经导线复测闭合后）及水准点用光电全站仪及水准仪定位，桥墩中线在桥轴线方向上的位置中误差在15cm 以内，成排成列放样，放样后用钢尺
7、校核。 （2）护筒埋设，恢复定线 护筒内径比桩径大 20 cm，护筒高度高出地面 3 m，护筒的埋设深度为 2 m。护筒底部和四周所填粘质土分层夯实，埋设时位置准确，护筒竖直。护筒中心竖直线与桩中心线重合，平面误差 10 mm，竖直线倾斜0，护筒顶部焊加强筋和吊耳，开出水口。 （3）泥浆的循环 泥浆循环采用泥浆池、循环池、泥浆外运车组成。泥浆的处理采用专用槽车外运。 （4）冲击钻钻孔作业 钻机就位前，对主要机具设备检查和维修，就位后，平稳，未产生位移和沉陷，开孔的孔位准确。钻进过程中，每进 1 m 检查钻孔直径和竖直度，在地层变化处捞取渣样，经判明与地质剖面图基本相符。在钻进过程中，孔内水头基
8、本保持稳定。 （5）终孔 第一次清孔采用换浆清孔方法，稍提钻具离孔底 15 cm，保持泥浆正常循环，以便把孔底残砾石排出，清孔时间约为 3 h。清孔后实测数据：泥浆密度 115 g/cm3，粘度 20 Pas，含砂率 2%。第一次清孔后，提出钻具，测量孔深，接着安放钢筋笼及混凝土导管，随后进行第二次清孔，时间为 3 h 左右。第二次清孔后，实测得到：泥浆密度 110，粘度 19 Pas，含砂率为 2。沉渣厚度 5 cm。 （6）钢筋笼的制作 钢筋进场后在材料场地堆放整齐。进场钢筋具备质保单，并完成了有关材料与焊接试验。钢筋笼制作前清除了钢筋表面污垢、锈蚀，钢筋下料时控制下料长度。分段长度为 9
9、 m，同时接头错开。制作时，按设计位置布置了加强箍筋，加强箍筋与主筋点焊，在加强箍筋和全部主筋焊接后，绑扎螺旋筋，并用点焊加强。钢筋笼加强箍筋采用环形模制作，焊接接头为双面焊。钢筋笼焊接过程中，及时清除了焊渣。钢筋笼主筋连接采用单面焊接，焊缝长度 10D，且同一截面接头数 50且错开。在钢筋骨架的顶端焊接吊筋，以便将钢筋骨架临时搁置在钻机平台上。成型的钢筋笼平卧堆放在平整干净的硬地面上。钢筋笼安装前在加工现场监理需要对其进行验收，合格方能使用。 （7）钢筋笼的安装 钢筋笼安装时分段安装成形，各段吊装时，未与其他物体发生碰撞而产生不可恢复的弯曲变形。钢筋骨架对准护筒中心缓慢下放至设计标高，对分段
10、制作的钢筋骨架，当前一段放入孔内后，即用钢管临时搁置在钻机平台上，再起吊另一段，上下节笼进行对接施焊时，保持垂直状态，两边对称施焊，采用单面焊，焊缝长度 10 d。焊接完成验收合格后，逐段放入孔内至设计标高与设计桩位中心位置，最后将最上面一段利用挂钩挂在护筒上，检测钢筋笼中心位置符合要求后，将挂钩与护筒内壁焊接固定，避免了在混凝土浇筑过程中钢筋笼的整体上浮与偏移。 孔口对接钢筋笼完毕后，进行中间验收，合格后可继续下笼进行下一节笼安装。钢筋骨架在吊装前对骨架分段数量进行核对，以防钢筋骨架长度达不到设计要求。钢筋骨架的顶面和底面标高必须符合设计要求。利用已测设好的钻机平台标高与护筒口标高进行控制，
11、并利用四周轴线控制桩控制好钢筋骨架中心位置，使其符合设计与规范要求。 （8）下导管 下导管：导管采用钢导管，使用前进行了水密、承压和接头抗拉等试验，基本符合规范要求，吊装时导管位于井孔中央，位置居中，轴线顺直，稳步沉放，未发生卡挂钢筋骨架和孔壁碰撞等问题，导管下口到孔底的距离在 40 cm 左右。 （9）灌注水下砼 根据 JTJ- 41- 2000公路桥涵施工技术规范 ，砼首冲方量实际值为 2.9 方。砼在灌注过程中基本保持连续，导管的埋置深度控制在 26 m。每车混凝土运至浇筑地点时，都检查其和易性和坍落度，坍落度控制值为 183 cm，经项目部现场检测，混凝土坍落度分别为 215 mm、2
12、10 mm、205 mm，坍落度平均值 210 mm，确保灌注的水下混凝土满足设计要求。 参考文献： 1 张庆芳. 冲击钻成孔的施工方法及难点处理J. 山西建筑, 2007,(05) . 2 王峰岭. 冲击钻在钻孔灌注桩施工上的应用J. 科技信息, 2006,(S1) . 3 张双蝉. 桥梁工程钻孔桩施工采用冲击钻和旋挖钻配合钻孔工艺探讨J. 陕西建筑, 2007,(03) . 4 李海波. 铁路桥梁冲击钻钻孔灌注桩施工技术及水下混凝土病害分析处理J. 四川建材, 2008,(04) . 5 张海刚,张水军. 桩基施工中冲击钻成孔工艺简介J. 黑龙江科技信息, 2007,(15) . 6 高方林. 结合使用旋转和冲击钻成孔技术在嵌岩桩中的应用J. 才智, 2008,(09)
