浅析钻孔桩基础施工控制要点

　　内容摘要：钻孔注桩的施工特点无论是钻进成孔还是灌注混凝土,都在水下行,无法像其他工程一样进行直接观测,而且一般要穿越地层十米,地质情况复杂多变,质量不易控制,施工过程中,塌孔颈、斜桩、断桩等事故屡见不鲜。

　　关键字：钻孔桩,护筒,泥浆,冲击旋转钻机,正反循环,清孔

　　1前言：钻孔桩基础是一项隐蔽工程,其施工质量十分重要。具体施工中要严格按照规范要求进行施工,对每个施工环节都要高度重视。现就各种钻孔工艺要求进行简要阐述，,用科学规范的施工方法,以利提高工程质量。

　　2、钻孔桩施工准备

　　2.1、钻孔场地

　　在旱地上，应清除杂物，整平场地，如遇软土，适当处理、在浅水中，宜用筑岛法施工，筑岛面积应按钻孔方法、钻机大小等要求决定、在深水中，可搭设工作平台。平台底宜在施工水位以上并应牢固稳定，能支承钻机和完成钻孔作业。如水流平稳，钻机可设在船上钻孔，但必须锚固稳定。

　　2.2、制浆池、沉淀池和泥浆池，可设在桥的下游，也可设在船上或平台上。

　　2.3、钻孔前应设置坚实不漏水的护筒：

　　施工中优先采用钢护筒，筒壁厚度可根据钻孔桩孔径、埋深及护筒埋设方法选定。一般钻孔桩为4～8mm。根据工点需要，也可采用其他形式的护筒。护筒内径应大于钻头直径，当使用旋转钻机时应大于20cm，使用冲击钻机时应大于40cm。护筒顶宜高出施工水位或地下水位1.5~2.0m，并高出施工地面0.5m。其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。

　　2.4、护筒埋置深度应符合下列规定：

　　2.4.1、在岸滩上，黏性土、粉土不小于1m，砂类土不小于 2m。当表面土层松软时，宜将护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5m。

　　2.4.2、水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1.0m左右。在水中平台上设置护筒，可根据施工最高水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定。必要时打入不透水层。

　　2.5、泥浆指标应符合下列规定：

　　2.5.1、比重：

　　正循环旋转钻机、冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重可为1.1～1.3。

　　冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重不宜大于：

　　黏土、粉土 1.3

　　大漂石、卵石层 1.4

　　岩石 1.2

　　反循环旋转钻机入孔泥浆比重可为1.05～1.15。

　　2.5.2、黏度：人孔泥浆黏度，一般地层为16～22s，松散易坍地层为19～28s。

　　2.5.3、含砂率：新制泥浆不宜大于4%

　　3、钻孔施工要求

　　3.1、钻机安装及钻孔

　　安装钻机时，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧，钻头或钻中心与护筒顶面中心的偏差不得大于5cm。钻机钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5—2.0m;在冲击钻进中取渣时和停钻后，应及时向孔内补水，保持一定的水头高度。钻进时，起、落钻头速度宜均匀.不得过猛或骤然变速。孔内出土，不得堆积在钻孔周围。因故停钻时，孔口应加护盖。有钻杆的钻机，应将钻头提离孔底5m以上，其他钻机钻头提出孔外。钻孔应一次成孔，不得中途停顿。钻孔达到设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查，并按本规范附录A填写钻孔记录表。孔位偏差不应大于10cm。

　　3.2、冲击钻机钻孔

　　3.2.1、在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头;在黏性土、砂类土层中宜用管形钻具。

　　3.2.2、吊钻的钢丝绳必须选用软性、优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于12。钢丝绳与钻头的联结必须牢固。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同。捻扭方向必须一致。

　　3.2.3、用冲击法钻孔，为防止冲击振动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土的凝固，应待邻孔混凝土浇筑完毕，并达到2.5MPa抗压强度后方可开钻。

　　3.2.4、冲击法造孔时，应采用小冲程开孔，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，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。坚硬漂、卵石和岩层应采用中、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。

　　3.2.5、钻进时，应经常检查钻头转向装置。钻孔时，应经常检孔。更换新钻头前必须检查到孔底，始可放入新钻头。钻进时应有备用钻头，轮替使用。钻头直径磨耗超过1.5cm时，应及时更换、修补。

　　3.3、旋转钻机钻孔

　　3.3.1、正、反循环旋转钻机适用于黏性土、砂类土及碎石类土，可根据地质条件、钻孔直径及钻进深度选用钻机和钻头。

　　3.3.2、旋转钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机，应在同一垂直线上，保持钻孔垂直。

　　3.3.3、开钻时，宜低档慢速钻进，钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。

　　在钻进过程中，应经常注意土层变化，对不同的土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量。

　　在砂土、软土等容易坍孔的土层宜采用低档慢速钻进，同时提高孔内水头，加大泥浆比重。

　　3.3.4、使用反循环旋转钻机钻孔时，应将钻头提离孔底约20cm，待泥浆循环畅通，方可开始钻进。

　　3.3.5、潜水钻机钻进时，可根据土质软硬控制进尺。钻机电流应控制在额定的范围内，如电流突然上升，应提出钻具，找出原因.消除故障。

　　3.4、钻孔异常处理

　　3.4.1、钻孔中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重者，可加大泥浆比重继续钻进;严重者回填重钻。

　　3.4.2、出现流砂现象后，应增大泥浆比重，提高孔内压力或用黏土作成大泥块或泥砖投下。用冲击法造孔时可投黏土块，用钻头冲击黏土块挤入流砂层，加强孔壁，堵住流沙。

　　3.4.3、弯孔不严重时，可重新调整钻机或卡杆孔继续钻进。

　　发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，应回填修孔，必要时反复几次修孔。冲击法修孔，应回填硬质带角棱的石块。并多填0.5m。

　　3.4.4、出现缩孔时，可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法，恢复孔径。

　　3.4.5、发生卡钻时，不宜强提。应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳或钻头以及其他措施，使钻头松动后再提起。

　　3.4.6、发生掉钻时，应及时摸清情况，查明原因，采取措施，尽快处理。如钻头被埋住，应首先清除泥砂，再进行打捞。

　　4、清孔及浇筑水下混凝土

　　4.1、钻孔至设计高程经过检查后，应即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求，设计未规定时：柱桩不大于10cm;摩擦桩不大于30cm。

　　4.2、清孔可采用下列方法：

　　4.2.1、抽渣法：适用于冲击钻机或冲抓钻机造孔。

　　4.2.2、吸泥法：适用于冲击钻机造孔，但土质松软孔壁容易坍塌时，不宜使用。

　　4.2.3、换浆法：正、反循环旋转钻机宜使用换浆法清孔。抽渣或吸泥时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。换浆法的清孔时间，以排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近为度。

　　4.3、不得用加深孔底深度的方法代替清孔。钢筋笼主筋与加强箍筋必须全部焊接且宜整体吊装入孔。钢筋笼入孔后，应牢固定位。

　　4.4、水下混凝土的导管应符合下列要求：

　　4.4.1、导管内壁应光滑圆顺，内径一致，直径可采用20—30cm，中间节长宜为2m，底节长4m。

　　4.4.2、使用前应试拼、试压、不得漏水，并编号及自下而上标示尺度。导管轴线偏差依孔深、钢筋笼内径与法兰盘外径差值而定，不宜超过孔深的0.5%，亦不宜大于10 cm;组装时，连接螺栓的螺帽宜在上;试压的压力宜等于孔底静水压力的1.5倍。

　　4.4.3、导管长度可根据孔深、操作平台高度等因素决定。导管接头法兰盘宜加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。有条件时可采用螺旋丝扣型接头，但必须有防止松脱装置。

　　4.5、水下混凝土的坍落度应采用18～22cm，细骨料宜采用河砂，粗骨料宜采用卵石，其粒径可采用5～37.5mm。水下混凝土封底，应有效地隔离泥浆或水分与混凝土，防止其进入混凝土体。混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋人混凝土中的深度不得小于1m，并不宜大于3m;当桩身较长时，导管埋人混凝土中的深度可适当加大。水下混凝土应连续浇筑，不得中途停顿。

　　4.6、套管钻机成孔后，在浇筑混凝土过程中，套管宜经常转动。套管刃脚低于混凝土面的距离，应根据混凝土初凝时间确定，一般不宜小于1.5m，也不宜大于5m。

　　4.7、水下混疑土浇筑面宜高出桩顶设计高程1.0米。

　　4.8、在混凝土浇筑过程中，应经常测量导管埋入深度。 浇筑过程中，当因导管漏水或拔出混凝土面、机械故障、操作失误或其他原因，造成断桩事故时，应予重钻或会同有关单位研究补救措施。

　　5、结束语

　　钻孔注桩的施工特点无论是钻进成孔还是灌注混凝土,都在水下行,无法像其他工程一样进行直接观测,而且一般要穿越地层十米,地质情况复杂多变,质量不易控制,施工过程中,塌孔颈、斜桩、断桩等事故屡见不鲜。那么真正要确保钻孔桩的施工质量,还是要从施工过程控制入手,只有把好施工的每一个环节,才能真正避免损失的发生。

　　参考文献：

　　[1] 中华人民共和国交通部.公路桥涵施工及技术规范(JTG/F50-2011).北京:人民交通出版社，2011.

《浅析钻孔桩基础施工控制要点》

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