关于桥梁桩基回旋钻成孔技术的若干探讨

1、关于桥梁桩基盘旋钻成孔技术的假设干探讨 摘要：近年来，随着我国公路桥梁等一大批交通根底设施的高速开展，交通建设行业对桥梁桩基的成桩质量、成孔速度以及环保问题等一系列的要求都在不断地提高，一些中小型盘旋钻机已悄然兴起，越来越受到工程建设者的喜爱及认可。因此，本文就盘旋钻在成孔过程中如何防止坍塌、埋钻等常见问题展开专题探讨，以供业内同行共同研究学习。关键词：桩基工程；盘旋成孔；工艺要求；质量控制随着高速公路的迅速开展，钻孔灌注桩运用在公路桥梁根底工程中日益增加，近几年来，旋挖钻机是钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法，旋挖钻孔灌注桩采用膨润土静态无循环泥浆护壁，直接旋挖钻斗取土，适用于软土、流泥、流沙和卵砾石等复杂地质条件下灌注桩工程施工。旋挖钻机钻孔桩亦称回转斗钻孔桩、取土成桩，在覆盖层施工具有成孔质量好、速度快、环保无噪音、行走移位方便、桩孔对位方便准确等优势，对于干硬性粘土，可不用静态泥浆稳定液护壁，一般覆盖层采用泥浆护壁。但由于我国地域广阔，地质条件较为复杂，旋挖钻机施工中成孔工艺的制定要有针对性，以防止发生埋钻、坍塌等施工事故，防止造成损失。因此，要求根底施工队伍在施工技术措施上

2、要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。本文将结合本人多年参与施工现场的管理经验，就盘旋钻在成孔过程中如何防止坍塌、埋钻等事故来详述盘旋钻的成孔工艺及一些质量预防措施。1工程实例概况汕头某外环公路新建工程，总桩量936根，桩型灌注桩，桩径1200mm-1800mm，桩深大约在35m。沼泽地区，2米左右为少量建筑垃圾回填层，24米为粘土层，410米为亚粘土层，1013米为沙层，1325米为亚粘土层，2530米为沙层，3032米为粘土层。2、工艺控制流程采用旋挖钻机取土成孔，成桩工艺：定桩位埋护筒注泥浆钻进取土一次清孔放钢筋笼插入导管二次清孔砼灌注拔出护筒。施工中最大的难题是钻孔作业至410米亚粘土层时，桩孔缩径现象严重及成桩过程中孔的坍塌。经研究发现，除操作手在控制钻进尺度及回转斗提升速度等方面显得经验缺乏外，最大的影响在于静态泥浆的配比、钻具的结构及护筒的埋护不合理，易造成护壁泥皮过薄、钻具下方负压过高及孔口渗透，从而引起坍塌事故。3静态泥浆配比因钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用，因此泥浆是保证孔壁稳定的重

3、要因素。旋挖取土成孔中，静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁。可在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从外向内渗透。针对工程的地质情况，由于地基岩土中又夹有亚粘土层、砂层的特点，为此调制出良好泥浆的各项性能指标尤为重要，重新调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥粉质量，增加粘性及润滑感，适当添加处理剂，增强絮凝能力，确保护壁泥皮的厚度及强度。初次注入泥浆，尽量竖直向下冲击在桩孔中间，防止泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒根部基土的松软，正式钻进前，再倒入23袋膨润土，启动钻机的高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍塌。4钢护筒埋设针对现场地质情况，专门定制高4m、厚10mm、直径1.2m的护筒。护筒内径尺寸较大，能贮存足够的泥浆，在钻杆提出桩孔时，可确保护筒内的水压，维护孔壁泥皮的稳定。同时单边铡隙到达200mm，可有效防止回转斗升降过程碰撞、刮拉护筒，保护孔口的稳固。钻进过程，操作手凭经验目测对孔定位，工作强度加大，易于疲劳，且精度低，容易造成孔的偏差及砼的超方。舜杰公司的钻机具有快速回转自动定位功能

4、，每个工作循环均能精确对孔定位，即降低了操作手的劳动强度，同时能保证成孔质量，有效解决了大护筒带来的负面影响。特制4m超高护筒，可以埋至粘土层以下500mm，能有效防止孔口渗漏坍塌及周围环境振动、冲击对桩孔的影响。护筒埋设的传统方法：先用800mm的回转斗钻至护筒深度，侧壁安装边刀扩至护筒外径尺寸，副卷吊起，放入护筒，校正，层层填埋夯实。采用传统方法，劳动强度大，效率低，耗时长，埋设护筒通常需要34小时，几乎占到总成孔时间的一半。新研发一种超长护筒专用驱动器，固定在动力头下端的承撞体上，通过销轴，将护筒直接安装在驱动器上，利用动力头边旋转边加压的功能，将护筒压至规定的埋设位置，再取土成孔。有效提高护筒跟土壤的结合度，增强抗外界振动、冲击的能力，在注浆或提升回转斗时有效防止渗水、漏浆现象的发生，降低孔口坍塌的概率，节约了时间，提高了效率，降低了强度。护筒离地应控制在150300mm，除保护孔口防止坍塌外，还用以防止外表水或地面漏浆、杂物等滑落孔中。5回转斗结构施工初期，有的设备租赁公司采用自制的双门底开式回转斗，圆柱型盛料桶，侧壁无泥浆导流槽，底盘无侧齿，使用中发现，液压系统压力偏高，回

5、转斗提升力明显增大，且桩径缩孔现象较为严重。经相关术人员分析，主要原因在于回转斗的结构不合理，提升回转斗时下方产生较大负压，从而导致提升阻力增大及孔壁收缩、坍塌。通过改进，将回转斗盛料桶改为圆锥式，侧壁加焊导流槽，以有利于在桩孔内的导向及泥浆的导流，减小桩孔内的负压。同时底盘加焊侧齿，适当控制回转斗与刀尖间的距离，防止回转斗升降旋转时碰坏孔壁。现场说明，改进后的回转斗在提升过程中，液压系统压力明显降低，桩身的缩孔、坍塌现象有所缓减，具有良好的使用效果。6钻进过程控制a.开始钻进时，钻进进尺应适当控制，防止埋钻事故，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有巩固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进；如护筒土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。同时应适当控制回转斗的提升速度。施工实践说明，800mm的桩径，升降速度宜保持在0.750.85ms，提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌。b.在粘土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。易选用

6、尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。c.在砂土或软土层钻进时，易坍空孔。易选用平底钻锥，控制进尺，轻压，低档慢速，大泵量，稠泥浆钻进。d.在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。宜采用低档慢速，优质泥浆，大泵量，两级钻进的方法钻进。e.钻进过程中，每进尺23m，应检查钻孔直径和竖直度，检查工具可用圆钢筋笼外径D等于设计桩径，高度35m吊入孔内，使钢筋笼中心与钻孔中心重合，如上下各处均无挂阻，那么说明钻孔直径和竖直度符合要求。7产生坍塌因素桩孔完成以后，清孔、下放钢筋笼、砼的灌注等工序中均应标准操作，防止成孔的坍塌。如钢筋笼下放过程，应吊车吊起、坚直、稳步放入孔内，防止碰撞孔壁，以造成泥皮或孔壁的破坏，从而引起灌注过程，桩孔的坍塌及出现断桩、废桩等事故。结束语由于桥梁钻孔灌注桩属于地下隐蔽工程,成桩过程中其中间环节较多，加上工程地质情况的变化、施工人员操作水平的差异，工程条件的优劣，设备完好情况的不同等因素影响，从而给桩孔坍塌带来了一定的控制风险。因此，作为一名工程建设者，应该熟知这种盘旋成孔灌注工艺的质量控制要求，只有了解其施工特性，才能因地制宜，有效针对各种不同的地质情况制定相宜的控制措施，以确保桩基的顺利成孔。参考文献【1】?公路桥涵地基与根底设计标准?，人民交通出版社，(JTJ024-85)【2】?公路桥涵施工技术标准?，人民交通出版社，(JTJ041-89)

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