大孔径钻孔桩施工

大孔径钻孔桩施工

李建强

李建强

中国中铁四局集团第五工程有限公司江西九江332000

摘要：在桥梁施工当中，其钻孔桩形式施工工艺也呈现多种化，而本文主要简述在钻孔桩形式当中大孔径钻孔桩施工方面的施工前期准备，钻机的选型，钻具的选择，钻孔施工平台，成孔工艺，钢筋笼的制作和吊装及大孔径桩基混凝土灌注内容。

关键词：大孔径；钻孔桩；施工工艺

引言：大孔径钻孔桩基础，其应用多用于跨越大江大河这一类特大型桥梁。因为往往在这一类的施工当中，不仅要克服水深流急，还要克服易于坍孔，地质情况复杂等诸多困难。因此施工当中，除了要尽可能选择适宜的钻孔机械外，还要对工艺进行严格合理的控制，这一点非常关键。根据河床地质情况，再加上配合大直径连续结构的下部基础工程，国内目前除少数采用管桩或沉井基础外，多采用大直径钻孔桩型式。

1.施工前期准备

对于施工前的一系列的准备过程，一般是在拿到与之配对相应的施工方案的时候，要着重、首要对方案进行审核。以最大程度上避免施工方案在实施的时候位于被动地位。

（1）针对泥浆循环系统，设置与之相应的沉淀池、泥浆池，再检查钻孔桩使用的水源是否达到相应标准。

（2）检查使用的导管是否拥有出厂合格证，再在这个的基础上，对导管进行水密性的承压实验。

（3）根据方案中初用量的要求，从而确定钻孔桩混凝土料斗的尺寸。

（4）对原材料的质量进行严格把关，拒绝使用不合格的材料。

（5）监督承包方的放样复核工作，在测量过程要做到让其严格按照程序进行。

（6）严格控制桩位的偏差，使之在规定要求范围内。

（7）在钻机就位之前，要对护筒的埋设高度是否合理合适、位置是否符合设计要求进行详细检查。

（8）在钻机就位之后，检查其稳固及水平的情况，并检查其限位措施是否到位。

（9)在成孔之时，保持钻杆铅垂线，并相应地进行合理调整进、出泥浆量。

2.钻机的选型

对于钻机是选用何种类型，一般是根据桩长、桩径及桩位处的地质情况所决定，钻孔速度的快慢和成孔的质量在整个桩基施工过程中居于主导地位，在该地层哪些钻机可以成孔，成孔的效率、消耗如何，只有全面分析各类钻机的性能指标，才能找到该工程最为合适的施工钻机。

3.钻具的选择

根据地质的不同情况，因此要在考虑地质情况、施钻方式及机械性能等因素的前提下，选择最为合适作业的钻头。在钻头当中，三翼钻头、四翼锥钻、牙轮组合钻头、扩底式钻头及扩翼式钻头这几种钻头最为常用。

4.钻孔施工平台

作为钻孔施工平台，其平台型式选择应该充分从水深、流速、作业机械布置情况，船舶冲击、承台施工方案等诸多因素考虑出发，两桥主墩均位于深水中、流速急,均采用钢管桩基钢贝雷桁架片平联平台，从而形成稳定的平台。

5.成孔工艺

5.1钻孔

开钻作业前，在护筒内允许的范围内，多加入一些粘土。还有防止钻孔时振动产生的冲击，会对邻孔混凝土的凝固产生影响，应当在相邻的孔中混凝土灌注完毕，并且达到一定的强度后，才能开始进行钻孔。在钻机安装之前，首先要进行的便是整平夯实、固定，从而使得在钻孔的过程中，钻机不能移位。还要提的一点就是在钻孔的时候，要随时随地观察钢丝绳回弹的情况。

5.2钻进注意要点

(1)做好护桩标记，从而在最大程度上，能够保证覆盖层钻进和换牙轮后钻岩下钻时在同一点上。

(2)用拉力计进行自控，保持减压钻进，进一步保证成孔垂直度。

(3)根据不同的地质情况，调节相应钻机进尺速度和更换相适应的钻头。比如砂层中保持低转速快进尺，岩层中保持低转速慢进尺。

(4)带好备帽，紧固钻杆螺杆，从而防止螺栓脱落，以免造成掉钻头故障。

(5)钻孔应连续进行，不得中断；保持足够的水头压力，防止钻进过程中坍孔。

5.3泥浆要求

在钻孔之前，应制备好充足的优质泥浆，而泥浆的制配是在现场的制浆池内进行，分两个泥浆池分别进行正循环和反循环成孔泥浆的制备。

5.4清孔

在完成钻孔之后，要进行清孔处理。清孔一般利用钻机本身的反循环系统，使用抽浆法清孔，清除钻渣，从而可以进一步减少孔底沉淀层厚度，用来防止因为桩底存留沉淀过厚，降低桩的承载力。而在清孔过程中，还要特别注意孔内水头高度，避免发生塌孔。

在第一次清孔完毕后，往往会在钢筋笼吊装完毕后进行第二次清孔，即用气泵通过导管再进行一次清孔。然后再同样用泥浆泵抽新泥浆补充孔内泥浆，直至合格为止。

5.5成孔后检查

成孔之后，使用卷扬机滑轮系统起吊检孔器入孔，然后缓慢下降至孔底，以达到检验孔深、成孔倾斜度及孔径的目的。如果检孔器能够安全顺利到达孔底，那么便说明孔深、孔径、孔的倾斜度合格，成孔便是合格。还有一种方法是利用超声波测壁仪，来检测孔径、孔的倾斜度及成孔侧壁的平整度是否达到合格标准，而在之中，孔深以钻杆钻头累计长度计算为准，辅助方法为测绳校核。

6.钢筋笼的制作和吊装

在对钢筋笼进行使用之前，首先要进行整体的安装工序。而在制作钢筋笼的时候，要按照设计的规范要求对钢筋的焊接、弯折、截断、除锈、调直等进行制作。吊放钢筋笼入孔时，严格控制吊绳位置，确保笼体竖直。应对准孔位后轻放，入孔后应徐徐下放，不得左右旋转。为防止杂物进入声测管，钢筋笼的焊接与声测管的对接不能同时进行。先焊接下节钢筋笼的声测管顶部应用塑料盖封口，待主筋焊接完成后，把上节钢筋笼的声测管绑扎铁丝松开,移除防滑钩，上下声测管对齐。管口包裹防水胶带，用钳管把声测管下端口在套筒处拧紧（一般拧紧后声测管端口剩余两个丝牙），然后把声测管与主筋绑扎固定。声测管顶端口应到低于护筒顶10cm处。声测管安装完毕后，应将管灌满水，顶端应加塑料盖保护，防止异物落入。安装完声测管之后应进行保护。在安装导管灌筑过程中应特别注意，应尽量保证导管居中，防止导管撞断声测管。混凝土灌筑完毕后，应检查声测管顶端封盖，并用铁丝把塑料封盖在管顶绑紧。若混凝土灌筑结束后,立即用自制探头进行管道检查，防止管节接头处有水泥浆渗入，造成堵塞。若发生堵塞，应采用加重探锤并利用惯性下落冲击，辅以高压水管冲洗方法,进行疏通，并做好记录。

7.大孔径桩基混凝土灌注

7.1混凝土灌注应紧凑、连续地进行,灌注过程中要防止混凝土从漏斗顶溢出掉入孔内；注意观察导管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，使导管的埋置深度控制在2m～6m以内。

7.2提升导管要居中，防止大幅摆动扰动混凝土。拆除导管动作要快，并防止橡胶垫、工具等掉入孔内。拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。

7.3在灌注过程中当导管内混凝土不满、含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，以免在导管内形成高压气囊。

7.4为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度的砼，控制在0.5m～1.0m间。混凝土灌注接近设计标高时，及时计算所需混凝土数量，以免造成浪费。

7.5整个灌注过程认真填写灌注记录。

8.结语：

伴随着成功实践了深孔大直径钻孔桩施工工艺，在这过程当中，不仅为在深水基础领域施工积累了十分宝贵的资料和经验，还有在施工当中的一些注意事项会进一步提高工程质量，比如说，利用导管气举法进行二次清孔，从而达到控制沉渣厚度的效果，进而可以有效地保证了钻孔桩施工的成桩质量。当然，能够影响钻孔桩施工质量的因素，远远不止一个，但是我们可以最大程度上要求质量过关，严格按照设计和施工规范要求施工外，提高施工及管理人员的质量意识和专业素质都是保证工程质量的手段。

参考文献：

[1]曹红权.大直径钻孔桩施工技术[J].上海铁道科技,2014(01)

[2]王勇,张雷,于丹,张少辉.大孔径钻孔在复杂地质条件施工工艺的探索及应用[J].中国新技术新产品,2011(23)