桥梁桩基反循环钻成孔施工技术探讨

桥梁桩基反循环钻成孔施工技术探讨

康向华

康向华

中国水利水电第五工程局有限公司路桥分局610225

摘要：反循环钻成孔施工技术是桥梁桩基础处理中最常见的一种技术，文章主要对桥梁桩基反循环钻成孔施工技术进行了探讨。

关键词：桥梁；桩基；反循环钻成孔；施工技术

引言

随着国家基本建设投入的增大以及高层建筑的发展，钻孔灌注桩现在被广泛地应用于高层建筑、公路桥梁等工程的基础工程。但目前钻孔灌注桩仍大量使用较为落后正循环钻进、正循环清孔成孔工艺，本文的主旨是介绍反循环成孔工艺，以工程质量以及经济效率。

1反循环钻成孔技术概述

在桥梁桩基工程施工中，反循环钻成孔技术的运用需要用到反循环钻机，反循环钻机是由液压系统、电气系统和主体构造相关零部件构成，并可以进行拖行设置的一种机械设备。反循环钻成孔施工技术一般在静水压力下进行钻孔工作，静水压力是一种来自水流全方位的压力，各个方向压力的力度都是一样的，如果静水压力减小，那么受力的物体体积就会增大，静水压力增大，那么受力物体体积就会缩小，但是物体的形状不会发生任何改变，在进行反循环钻成孔施工时，一定要注意反循环钻机中护筒的安置，不正确的安置方式会让反循环钻机无法正常工作；反循环钻机进行工作时，施工人员要和转盘保持适当距离，保证不被反循环钻机伤到；反循环钻机在进行反循环钻孔施工时，钻头一定要安置固定好，每次钻完后不需要进行排气工作，这样可以加快施工的速度，节约一些时间。

桥梁桩基工程在进行反循环钻成孔施工时，一般都是按照这样的标准程序进行施工操作，首先安装好反循环钻机，其次进行施工钻进工作时要将桩基平衡到发力点，然后进行钻好孔的底层处理，处理完毕之后对钻成的孔进行测量，把测量的数据记录下来，之后在孔洞里插入水管和钢筋网，完成之后并再次对孔洞底层进行处理，最后则是在水下进行混凝土的灌注工作，灌好之后就能拔除水管和施工过程中安置的护筒，桥梁桩基的反循环钻成孔施工便完成。

2桥梁桩基反循环钻成孔施工准备

（1）钻孔场地准备。钻孔场地应根据地形、地质、水文资料和桩顶标高等情况结合施工技术的要求，须作准备工作如下：首先确定钻孔桩位：按照基线控制网及桥墩设计坐标，采用全站仪或GPS精确放出桩位。钻孔场地在旱地且施工期间地下水位在原地面以下大于1m者，应平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。钻机座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。修通旱地位置便道，为施工机具、材料运送提供便利。钻孔场地在陡坡时，应挖成平坡。如有困难，可用排架或枕木搭设工作平台。钻孔场地在浅水时，宜采用筑岛法。岛顶面通常高出施工水位0.75～1.0m。筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。（2）钻机就位。钻孔灌注桩基础施工前将场地用推土机、压路机整平、碾压，使机械能顺利进场就位，并使钻机在施工中保持稳定。采用全站仪测定桩孔位置，并埋设孔位护桩，采用“十”字定位，随时校核桩位坐标。（3）测量放线。采用全站仪或GPS全球定位系统与钢尺相结合的方法进行桩位放样，根据设计桩位图，用全站仪或GPS全球定位系统将桥墩台位置每一根桩的中心测出并用水泥包裹，然后在中心桩的前后左右设置护桩，测量人员、技术人员、钻机长应根据桩位图及桩间距逐桩复核，并形成测量交接桩记录，符合要求后有技术人员报监理单位复核。

3桥梁桩基反循环钻成孔施工技术

3.1护筒制作及埋设

（1）护筒采用厚度6~10mm的钢板，护筒内径比钻头直径大100~150mm；护筒的顶部应开设1~2个溢浆口，并高出地面250~350mm。护筒顶高程应高出地下水位2.0m。（2）护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。所以护筒中心与桩位中心应重合，周边用黏土夯实。护筒位置要根据设计桩位，按纵横轴线中心埋设，埋设护筒的坑不要太大。（3）护筒埋设深度符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m，并在保持孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。

3.2泥浆制备

钻孔泥浆由水、黏土（或膨润土）和添加剂组成。开工前应准备数量充足和性能合格的黏土或膨润土。泥浆制备选用优质膨润土造浆，设置泥浆池，泥浆比重在一般地层控制在1.2～1.3范围；泥浆比重在松散易坍地层控制在1.4～1.5范围。试验泥浆的全部性能指标，并在钻进中定期检验泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等，填写泥浆试验记录表。泥浆循环使用，废弃泥浆沉淀后运至指定的位置

3.3成孔试验

施工时先在不同区段进行成孔试验，根据地质条件、钻机性能等选择合理的泥浆配置、各阶段的进尺速度、清孔方式与时间等钻进参数。获取较为详细的地质条件参数和可靠的钻孔参数，并根据获得的技术数据及时修正，以保证钻孔质量。

3.4钻孔

准备工作完成后，履带式反循环钻机自行就位，钻机将钻头中心线对准桩孔中心，误差控制在2cm以内。启动泥浆泵、钻机开始钻进，钻进方式以正循环钻进为主，以反循环钻进为辅，一般情况下，先用正循环方式钻进，以加强泥浆护壁的效果，确保成孔质量及施工安全，终孔后改用反循环方式进行清孔，以加快清孔速度，减少沉碴厚度；在部分地质条件较好的桩位采用反循环方式成孔，可提高钻进速度。在粘土层内可适当加快钻进速度，到砂层后考虑泥浆不易粘在孔壁上，则要放慢钻进速度。钻至土夹卵碎石，旋转钻机进尺不明显，可改换备用的冲击钻。钻孔过程中，对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、倾斜度及泥浆的各项指标进行检查，及时调整。孔内应保持泥浆稠度适当、水位稳定，及时加水加粘土，以维持孔内水头差，以防坍孔。并对钻碴作取样分析，核对设计地质资料，根据地层变化情况，采用相应的钻进方式、泥浆稠度。

注意事项：（1）钻进速度控制。钻孔时，应根据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量来确定相应的钻进速度。在淤泥和淤泥质土层中，应根据泥浆补给情况，严格恐怕难根治钻进速度，一般不宜大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不宜超过3m/h。（2）旋转钻进。采用反循环钻机，钻杆带动钻头旋转，钻头下的刀盘在旋转中将岩土切割粉碎形成渣土，渣土被泥浆悬浮。反循环通过流槽把泥浆直接输入钻孔内，然后从钻杆下口吸进，通过钻杆芯杆孔排出至沉淀池内。（3）测量钻进深度。一般用测绳系测锤（1~2KG）从孔底量至护筒顶部或转盘顶面，从量得的总深度中减去护筒顶部或转盘顶面至钻孔原地面高度，即为钻进深度。（4）钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况，发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时，应将将钻头吊起，徐徐放进护筒内塌，以防止塌孔埋钻。当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。

结束语

桥梁桩基工程中反循环钻成孔技术的运用，提髙了工程施工的效率，保证了工程施工质量。运用反循环钻成孔技术一定要严格按照桥梁桩基工程施工标准进行施工，保证反循环钻成孔施工技术在桥梁桩基工程中的有效应用。

参考文献：

[1]沈虹涛，李晓峰.钻孔灌注桩的施工技术和质量控制[J].商品与质量.2009（S1）.

[2]万艳萍.解析市政工程中钻孔灌注桩施工技术[J].中华民居.2013（09）.