钻孔灌注桩的成孔方法综合项目施工基本工艺及其应用.doc

钻孔灌注桩成孔方法、施工工艺及其应用一、说明近几年来，伴随中国西部大开发，我区高速公路新建工程迅猛发展，桥梁钻孔灌注桩基础也越来越来。一九九九年十月至二OOO年三月本人参与了石中高速公路南段I协议段施工，当初已临近冬季，所以，路基工程只进行了软基处理、填前碾压及两板土方填筑工作，将工作关键放在了桥梁下部结构施工任务上。全段起点K107+500，终点K112+615，共有一座中桥，两座分离式立交桥，八座通道桥，均为钻孔灌注桩基础，中桥分离式立交桥桥台桩径φ120cm，桥墩桩径φ150cm，通道桥桥墩，台桩径φ120cm，共228根桩基。设计桩基长度为17m-26m。其地质情况表层为粘土层，5m往下为细中砂层，12m以下为卵石层。二、成孔关键施工方法钻孔灌注桩关键是钻孔。钻孔方法可归纳为三种类型：即冲击法、冲抓法和旋转法。冲击法系用冲击钻机或卷扬机带动冲锥，借助锥头自重下落产生冲击力，反复冲击破碎土石或把土石挤入孔壁中，用泥浆浮起钻渣，用抽渣筒或空气吸泥机排出而形成钻孔。冲抓法采取冲抓锥靠自重产生冲击力，切入土层或破碎层，叶瓣抓土、弃土以形成钻孔。旋转法系用人力或钻机，经过钻杆带动锥或钻头旋转切削土壤，用泥浆浮起排出钻渣形成钻孔。每种方法又因动力和设备功效不一样，而分为多个。我们能够依据多种钻孔方法实用范围和特点，结合机具设备供给情况，设计和工期要求和土层情况，来选择正确钻孔方法。近几年在中国，成孔方法也有好几十种，下面我就简单介绍一下在I协议段钻孔灌注桩施工中所采取多个钻进方法。正循环回转法所谓正循环回转法，就是利用钻具施转切削土体钻进，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，经过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升从护筒顶部排出至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用。其适合土层为粘性粉砂、细、中、粗砂，含少许砂石、卵石（含量少于20%）土、软岩等。当遇岩层时，采取牙轮钻头也可钻进。在实际施工中，K107+507.5分离式立交桥3#台，K109+839.1分离式立交桥0#台共24根钻孔灌柱桩为经典正循环回转法牙轮三冀钻头钻进施工。其特点是钻进和排渣同时连续进行，在适用土层中钻进速度较快，但需设置泥浆槽，沉淀池等，施工占地较大，且机具设备较复杂。钻孔时相对其它工艺钻孔工程用水量较大，从施工情况来看，采取正循环回转法牙轮钻头施工还是比较合理，适合当初地层情况，且工作效率较高。反循环回转法和正循环回转法不一样是反循环回转法是浆泥浆输入钻孔内，然后从钻头钻杆下口吸进，经过钻杆中心排出至沉淀池内。其适合土层为粘性土、砂类土，含少许砾石卵石（含量少于20%、粒径小于钻杆内径3/2）土、软岩等，当遇岩层时，采取牙轮钻头也可钻进。K108+047.8（2-8+8）m通道桥。K109+839.1分离式立交桥2#墩、3#台共34根钻孔灌注桩为经典反循环回转法牙轮钻头施工。从施工情况来看，其钻进和排渣效率较高，但接长钻杆时装卸麻烦，钻渣轻易堵塞管路，对机械有严重磨耗，这是反循环回转法缺点。另外，因泥浆是从上向下流动，孔壁坍塌可能性较大，为此需用较高质量泥浆，依据地质改变和钻进速度不停调整泥浆比重，确保钻渣悬浮和孔内护壁。施工中，专门安排了试验工不停地检验钻进进度立即调整泥浆比重，以防发生意外。从结果来看，这种方法特点为钻进比较快，机体较轻，便于安装运输。但因其钻进时接长钻杆装卸麻烦，影响钻进速度，且其工程用水及泥浆用量较大，经济效益通常。冲击锥法在I协议段中，K107+507.5分离式立交桥0#台、K108+563.3(2-8+8)m通道桥、K110+256(6-16.0)m惠农渠中桥共74根钻孔灌注桩为经典冲击锥法钻孔。冲击锥法适适用于各类土层，在宁夏地域应用比较普遍。冲击锥法又分为实心锥和空心锥两种，实心锥适适用于漂、卵石和软岩层；空心锥（管锥）适适用于其它土层。在I协议段冲击锥法施工中全部采取了实心锥。在冲击锥下冲时有些钻渣被挤入孔壁，起到加强孔壁并增加土层和桩间侧摩阻力作用。但不能钻斜孔，钻一般土层时，进度比其它方法全部慢，钻大直径孔时，需采取先钻小孔逐步扩孔措施（分级扩孔法）。因为设计钻孔灌柱桩孔径桥台桩为1.20m，桥墩桩为1.5m，所以一般采取二级扩孔法。先是使用1.0m和1.3m钻头钻进，再采取1.2m和1.5m钻头扩孔，这种方法即使比正、反循环转法设备、钻架矮小、轻便，但其扩孔时较难掌握，尤其是地层情况不太好情况下尤为显著，轻易造成缩孔或孔内坍孔。所谓缩孔就是钻孔孔径小于设计孔径，使钢筋笼无法正常下落安放，这就要求作业队不管采取何种钻进方法，在钻孔桩达成设计深度后，一定要先用验孔器进行验孔，达成要求孔径时才能进行清孔工作。有些作业队为了节省工序，而忽略了验孔器验孔工作。当出现缩孔钢筋笼无法下放时，便强行安放，结果造成井壁刮伤，