浅析冲击钻灌注桩施工工艺

浅析冲击钻灌注桩施工工艺

摘要：本文结合绥遵高速项目第一合同段李家坝1号大桥的工程地质特征,结合冲击钻机的施工,浅析冲击钻灌注桩施工工艺。

关键词：工程概况 冲击钻施工 工艺

Abstract: this paper as the project was the first contract section LiGuBa 1, the engineering geological characteristics of the bridge, combined with the impact of the construction of the drilling rig, according to the percussion drill filling pile construction process.

Keywords: project summary percussion drill construction craft

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

绥遵高速K8+360李家坝1号大桥全长124.92米，起止桩号为K8+297.54～K8+422.46。基岩裂隙水赋存于下部基岩的节理裂隙中，节理裂隙在浅部略有张开，往下多为闭合，其透水性弱，水量贫乏。下部结构桥台采用肋板台，桥墩采用柱式墩，墩台采用桩基础。本桥台及桥墩按嵌岩桩要求嵌入完整微风化岩石厚度不小于2倍桩径。该桥桩基开挖形式原设计为冲击钻。

二、冲击钻机钻孔的原理

用冲击式装置通过钢丝绳提升一定质量的冲击钻锥(钻头),上下往复冲击,将土石劈裂劈碎,部分被挤入孔壁之内,由泥浆悬浮钻渣,使钻锥每次都能冲击到孔底新土层，冲击一定时间后,放入掏渣筒掏渣,提出孔外倒掉,并向孔内补充泥浆,再将钻锥放入孔底继续冲击钻进。

三、施工工艺

1、护筒制作及埋设

钻孔用护筒采用δ=4~8㎜钢板制作，高度为1500～2000mm，内径大于钻头直径，其中冲击钻钻孔时护筒直径比钻头大约200～400mm。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，采用正循环钻时应高出地下水位1.0～1.5cm，且高出地面0.3m。其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求，其中黏性土不应小于1m，砂类土不应小于2m。护筒中心线应与桩中心线重合,顶面允许误差为5cm，护筒倾斜度为1％。护筒埋设后周围要用粘土分

层夯填密实。在水中筑岛上埋设护筒时根据水文地质情况适当考虑加深护筒的埋深，以免护筒底部坍塌造成周围填土松动影响钻机稳定和钻孔质量。

2、泥浆池设置

采用一个墩桩基用一个泥浆循环系统的方式。泥浆循环系统由造浆池与沉淀池两部分组成（如下图）

钻孔施工时，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，用汽车远弃的方式随时清除，以防泥浆溢流污染环境。

3、泥浆配置

在黏性土中钻孔，泥浆浮渣能力满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁，可将黏土加工后投入孔中，利用钻头造浆。泥浆也可采用黏性土在泥浆池中造浆，利用泥浆泵将泥浆泵入孔中。泥浆充分拌制均匀备用，开钻前，充分备足制浆用粘土。相应地质情况下泥浆技术指标见表一。造浆后对泥浆的全部性能指标进行试验，钻进中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。

4、钻机就位

钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查，包括钻机座落处平整、加固。主要机具的检查、维修与安装、配套设施的就位等。将拼装好的钻机安装就位后，为保证底座和顶端平稳，打木桩固定，以防产生偏移。顶部的起吊滑轮缘或转盘中心和桩孔中心三者保持在同一竖直线上，偏差控制在30㎜以内，以确保钻孔桩竖直度≤1%及孔位中心<100mm的要求。

钻孔前，绘制孔位处地质剖面图，挂在钻台上，作为对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重的参考。并且经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样鉴别土层，并记录表中，与设计地层核对。并把渣样保存好，对于有代表性的桩灌注前请设计院对地层进行现场确认。

5、冲击钻钻孔施工工艺

（1）开钻前检查各种机具设备是否状态良好，泥浆制备是否充足。水电管路是否畅通，以确保正常工作。

（2）正式钻进前先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后，正式钻进。

（3）钻进时，应采用小冲程开孔，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起到导向作用，并防止孔口坍塌。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常的

冲击。坚硬岩层应采用中、大冲程，松散地层应采用中、小冲程。

钻进过程中，必须勤松绳、少量松绳，不得打空锤；勤抽渣，使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量，应根据地质情况、钻头形式、钻头质量决定。

钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。

（4）钻孔作业连续进行，不得中断。因故停钻，则在孔口加盖防护罩，并且把钻头提出孔道，以防埋钻,同时保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘度符合要求。

（5）钻进过程中，及时补充损耗、漏失的泥浆，使之高出孔外水位或地下水位1.5～2.0m;保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔，缩孔等质量事故。

（6）钻孔过程中用自制的检孔器随时检查孔的情况，防止发生弯孔等事故。

（7）当钻孔距设计标高1米时注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料判断是否进入设计持力层。

（8）为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5Mpa后方可开钻（一般为2~5天）。

6、成孔报验

当钻孔深度达到设计要求时，立即用检孔器对孔深、孔径、孔形进行检查，确认满足设计要求后，报监理工程师检验，待认可后，立即进行清孔。钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时，应在清孔前进行吊放。

7、清孔

（1）当钻孔深度达到设计要求后，立即进行清孔，以免时间过长沉渣沉淀，造成清孔困难。

（2）清孔采用换浆法，钻孔达到设计标高后，将钻头上下慢速提放，然后注入净化泥浆，置换孔内含渣泥浆。禁用加深孔底的方法代替清孔。

（3）清孔时，注意保持孔内泥浆面高度始终在地下水位或河流水位以上1.5～2.0m，以及泥浆比重是否合适，防止坍孔缩孔。

（4）当从孔内取出泥浆测试值的平均值与注入的净化泥浆相近，测量孔底沉渣厚度不大于设计要求时，即停止清孔作业，放入钢筋笼。

（5）清孔时应注意事项

a清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等，可根据具体情况选择使用。

b不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。

c无论采用何种方法清孔，清孔后应从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验，试验结果应符合表钻、挖孔成孔质量标准的规定。灌注水下混凝土前，孔底沉淀土厚度应符合下表的规定。

e不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。

（6）钻、挖孔在终孔和清孔后，应进行孔位、孔深检验。

（7）孔径、孔形和倾斜度宜采用专用仪器测定，当缺乏专用仪器时，可采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径)，长度为4～6倍外径的钢筋检孔器吊入钻孔内检测。

四、结束语

冲击钻机成孔灌注桩是采用冲击钻机钻孔方法,在地层中形成圆形断面桩孔,达到设计标高后,将钢筋骨架吊入桩孔中,灌筑混凝土,形成桩基础。由于冲击式钻机设备轻便、搬迁方便、操作管理简单、钻进成本低,并能适应各种不同地质情况,特别是卵石层中钻孔,冲击式钻机比其它型式钻机适应性强,被公路桥梁施工企业广泛使用。

参考文献

[1] DZ/T 0155 — 95.钻孔灌注桩施工规程.

[2] 交通部第一公路工程总公司.公路施工手册桥涵.人民交通出版社.2000,3.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。