橋梁樁基反循環(huán)鉆成孔施工技術(shù)探討

摘要：反循環(huán)鉆成孔施工技術(shù)是橋梁樁基礎(chǔ)處理中最常見(jiàn)的一種技術(shù)，文章主要對(duì)橋梁樁基反循環(huán)鉆成孔施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：橋梁;樁基;反循環(huán)鉆成孔;施工技術(shù)

引言

隨著國(guó)家基本建設(shè)投入的增大以及高層建筑的發(fā)展，鉆孔灌注樁現(xiàn)在被廣泛地應(yīng)用于高層建筑、公路橋梁等工程的基礎(chǔ)工程。但目前鉆孔灌注樁仍大量使用較為落后正循環(huán)鉆進(jìn)、正循環(huán)清孔成孔工藝，本文的主旨是介紹反循環(huán)成孔工藝，以工程質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效率。

1反循環(huán)鉆成孔技術(shù)概述

在橋梁樁基工程施工中，反循環(huán)鉆成孔技術(shù)的運(yùn)用需要用到反循環(huán)鉆機(jī)，反循環(huán)鉆機(jī)是由液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和主體構(gòu)造相關(guān)零部件構(gòu)成，并可以進(jìn)行拖行設(shè)置的一種機(jī)械設(shè)備。反循環(huán)鉆成孔施工技術(shù)一般在靜水壓力下進(jìn)行鉆孔工作，靜水壓力是一種來(lái)自水流全方位的壓力，各個(gè)方向壓力的力度都是一樣的，如果靜水壓力減小，那么受力的物體體積就會(huì)增大，靜水壓力增大，那么受力物體體積就會(huì)縮小，但是物體的形狀不會(huì)發(fā)生任何改變，在進(jìn)行反循環(huán)鉆成孔施工時(shí)，一定要注意反循環(huán)鉆機(jī)中護(hù)筒的安置，不正確的安置方式會(huì)讓反循環(huán)鉆機(jī)無(wú)法正常工作;反循環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，施工人員要和轉(zhuǎn)盤(pán)保持適當(dāng)距離，保證不被反循環(huán)鉆機(jī)傷到;反循環(huán)鉆機(jī)在進(jìn)行反循環(huán)鉆孔施工時(shí)，鉆頭一定要安置固定好，每次鉆完后不需要進(jìn)行排氣工作，這樣可以加快施工的速度，節(jié)約一些時(shí)間。

橋梁樁基工程在進(jìn)行反循環(huán)鉆成孔施工時(shí)，一般都是按照這樣的標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行施工操作，首先安裝好反循環(huán)鉆機(jī)，其次進(jìn)行施工鉆進(jìn)工作時(shí)要將樁基平衡到發(fā)力點(diǎn)，然后進(jìn)行鉆好孔的底層處理，處理完畢之后對(duì)鉆成的孔進(jìn)行測(cè)量，把測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，之后在孔洞里插入水管和鋼筋網(wǎng)，完成之后并再次對(duì)孔洞底層進(jìn)行處理，最后則是在水下進(jìn)行混凝土的灌注工作，灌好之后就能拔除水管和施工過(guò)程中安置的護(hù)筒，橋梁樁基的反循環(huán)鉆成孔施工便完成。

2橋梁樁基反循環(huán)鉆成孔施工準(zhǔn)備

（1）鉆孔場(chǎng)地準(zhǔn)備。鉆孔場(chǎng)地應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水文資料和樁頂標(biāo)高等情況結(jié)合施工技術(shù)的要求，須作準(zhǔn)備工作如下：首先確定鉆孔樁位：按照基線控制網(wǎng)及橋墩設(shè)計(jì)坐標(biāo)，采用全站儀或GPS精確放出樁位。鉆孔場(chǎng)地在旱地且施工期間地下水位在原地面以下大于1m者，應(yīng)平整場(chǎng)地，清除雜物，更換軟土，夯填密實(shí)。鉆機(jī)座不宜直接置于不堅(jiān)實(shí)的填土上，以免產(chǎn)生不均勻沉陷。修通旱地位置便道，為施工機(jī)具、材料運(yùn)送提供便利。鉆孔場(chǎng)地在陡坡時(shí)，應(yīng)挖成平坡。如有困難，可用排架或枕木搭設(shè)工作平臺(tái)。鉆孔場(chǎng)地在淺水時(shí)，宜采用筑島法。島頂面通常高出施工水位0.75～1.0m。筑島面積按鉆孔方法、設(shè)備大小等決定。（2）鉆機(jī)就位。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工前將場(chǎng)地用推土機(jī)、壓路機(jī)整平、碾壓，使機(jī)械能順利進(jìn)場(chǎng)就位，并使鉆機(jī)在施工中保持穩(wěn)定。采用全站儀測(cè)定樁孔位置，并埋設(shè)孔位護(hù)樁，采用“十”字定位，隨時(shí)校核樁位坐標(biāo)。（3）測(cè)量放線。采用全站儀或GPS全球定位系統(tǒng)與鋼尺相結(jié)合的方法進(jìn)行樁位放樣，根據(jù)設(shè)計(jì)樁位圖，用全站儀或GPS全球定位系統(tǒng)將橋墩臺(tái)位置每一根樁的中心測(cè)出并用水泥包裹，然后在中心樁的前后左右設(shè)置護(hù)樁，測(cè)量人員、技術(shù)人員、鉆機(jī)長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)樁位圖及樁間距逐樁復(fù)核，并形成測(cè)量交接樁記錄，符合要求后有技術(shù)人員報(bào)監(jiān)理單位復(fù)核。

3橋梁樁基反循環(huán)鉆成孔施工技術(shù)

3.1護(hù)筒制作及埋設(shè)

（1）護(hù)筒采用厚度6～10mm的鋼板，護(hù)筒內(nèi)徑比鉆頭直徑大100～150mm;護(hù)筒的頂部應(yīng)開(kāi)設(shè)1～2個(gè)溢漿口，并高出地面250～350mm。護(hù)筒頂高程應(yīng)高出地下水位2.0m。（2）護(hù)筒有定位、保護(hù)孔口和維持水位高差等重要作用。所以護(hù)筒中心與樁位中心應(yīng)重合，周邊用黏土夯實(shí)。護(hù)筒位置要根據(jù)設(shè)計(jì)樁位，按縱橫軸線中心埋設(shè)，埋設(shè)護(hù)筒的坑不要太大。（3）護(hù)筒埋設(shè)深度符合下列規(guī)定：黏性土不小于1m，砂類土不小于2m，并在保持孔內(nèi)泥漿液面高于地下水位1m以上。當(dāng)表層土松軟時(shí)將護(hù)筒埋置到較堅(jiān)硬密實(shí)的土層中至少0.5m。

3.2泥漿制備

鉆孔泥漿由水、黏土（或膨潤(rùn)土）和添加劑組成。開(kāi)工前應(yīng)準(zhǔn)備數(shù)量充足和性能合格的黏土或膨潤(rùn)土。泥漿制備選用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土造漿，設(shè)置泥漿池，泥漿比重在一般地層控制在1.2～1.3范圍;泥漿比重在松散易坍地層控制在1.4～1.5范圍。試驗(yàn)?zāi)酀{的全部性能指標(biāo)，并在鉆進(jìn)中定期檢驗(yàn)?zāi)酀{比重、粘度、含砂率、膠體率等，填寫(xiě)泥漿試驗(yàn)記錄表。泥漿循環(huán)使用，廢棄泥漿沉淀后運(yùn)至指定的位置

3.3成孔試驗(yàn)

施工時(shí)先在不同區(qū)段進(jìn)行成孔試驗(yàn)，根據(jù)地質(zhì)條件、鉆機(jī)性能等選擇合理的泥漿配置、各階段的進(jìn)尺速度、清孔方式與時(shí)間等鉆進(jìn)參數(shù)。獲取較為詳細(xì)的地質(zhì)條件參數(shù)和可靠的鉆孔參數(shù)，并根據(jù)獲得的技術(shù)數(shù)據(jù)及時(shí)修正，以保證鉆孔質(zhì)量。

3.4鉆孔

準(zhǔn)備工作完成后，履帶式反循環(huán)鉆機(jī)自行就位，鉆機(jī)將鉆頭中心線對(duì)準(zhǔn)樁孔中心，誤差控制在2cm以內(nèi)。啟動(dòng)泥漿泵、鉆機(jī)開(kāi)始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)方式以正循環(huán)鉆進(jìn)為主，以反循環(huán)鉆進(jìn)為輔，一般情況下，先用正循環(huán)方式鉆進(jìn)，以加強(qiáng)泥漿護(hù)壁的效果，確保成孔質(zhì)量及施工安全，終孔后改用反循環(huán)方式進(jìn)行清孔，以加快清孔速度，減少沉碴厚度;在部分地質(zhì)條件較好的樁位采用反循環(huán)方式成孔，可提高鉆進(jìn)速度。在粘土層內(nèi)可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度，到砂層后考慮泥漿不易粘在孔壁上，則要放慢鉆進(jìn)速度。鉆至土夾卵碎石，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)尺不明顯，可改換備用的沖擊鉆。鉆孔過(guò)程中，對(duì)成孔的孔位、孔深、孔形、孔徑、傾斜度及泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢查，及時(shí)調(diào)整。孔內(nèi)應(yīng)保持泥漿稠度適當(dāng)、水位穩(wěn)定，及時(shí)加水加粘土，以維持孔內(nèi)水頭差，以防坍孔。并對(duì)鉆碴作取樣分析，核對(duì)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料，根據(jù)地層變化情況，采用相應(yīng)的鉆進(jìn)方式、泥漿稠度。

注意事項(xiàng)：（1）鉆進(jìn)速度控制。鉆孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)土層類別、孔徑大小、鉆孔速度及供漿量來(lái)確定相應(yīng)的鉆進(jìn)速度。在淤泥和淤泥質(zhì)土層中，應(yīng)根據(jù)泥漿補(bǔ)給情況，嚴(yán)格恐怕難根治鉆進(jìn)速度，一般不宜大于1m/min;在松散砂層中，鉆進(jìn)速度不宜超過(guò)3m/h。（2）旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。采用反循環(huán)鉆機(jī)，鉆桿帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，鉆頭下的刀盤(pán)在旋轉(zhuǎn)中將巖土切割粉碎形成渣土，渣土被泥漿懸浮。反循環(huán)通過(guò)流槽把泥漿直接輸入鉆孔內(nèi)，然后從鉆桿下口吸進(jìn)，通過(guò)鉆桿芯桿孔排出至沉淀池內(nèi)。（3）測(cè)量鉆進(jìn)深度。一般用測(cè)繩系測(cè)錘（1～2KG）從孔底量至護(hù)筒頂部或轉(zhuǎn)盤(pán)頂面，從量得的總深度中減去護(hù)筒頂部或轉(zhuǎn)盤(pán)頂面至鉆孔原地面高度，即為鉆進(jìn)深度。（4）鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行，填寫(xiě)鉆孔施工記錄，交接班時(shí)應(yīng)交待鉆進(jìn)情況及下一班應(yīng)注意事項(xiàng)。應(yīng)經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿及鉆機(jī)對(duì)位進(jìn)行檢測(cè)，不符合要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)改正。鉆孔過(guò)程中應(yīng)觀察主機(jī)所在地面和支腳支承地面處的變化情況，發(fā)現(xiàn)沉降現(xiàn)象及時(shí)停機(jī)處理。因故停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)將將鉆頭吊起，徐徐放進(jìn)護(hù)筒內(nèi)塌，以防止塌孔埋鉆。當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，對(duì)孔深、孔徑、孔位和孔形等進(jìn)行檢查，確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后，立即填寫(xiě)終孔檢查證，并經(jīng)駐地監(jiān)理工程師認(rèn)可，方可進(jìn)行孔底清理和灌注水下混凝土的準(zhǔn)備工作。

結(jié)束語(yǔ)

橋梁樁基工程中反循環(huán)鉆成孔技術(shù)的運(yùn)用，提髙了工程施工的效率，保證了工程施工質(zhì)量。運(yùn)用反循環(huán)鉆成孔技術(shù)一定要嚴(yán)格按照橋梁樁基工程施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，保證反循環(huán)鉆成孔施工技術(shù)在橋梁樁基工程中的有效應(yīng)用。

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