正循環(huán)鉆孔灌注樁與沖擊鉆成孔灌注樁優(yōu)劣勢(shì)淺析

【摘要】目前，我國(guó)對(duì)公路工程建設(shè)投資持續(xù)上漲，PPP項(xiàng)目方興未艾。本文就筆者正在施工的PPP項(xiàng)目實(shí)施過程中正循環(huán)成孔與沖擊鉆成孔灌注樁優(yōu)劣勢(shì)的親身體會(huì)簡(jiǎn)單整理如下，與讀者共饗。

【關(guān)鍵詞】公路工程 鉆孔樁 分析

Analysis of the advantages and disadvantages of the positive circulation drilling pile and the impact drilling bored pile

Sun Hao-zheng

（Shandong Highway Engineering Development Center， LuqiaoWeifangShandong261041）

【Abstract】At present， China's highway construction investment continued to rise， PPP project in the ascendant. The implementation of this article the author is the construction project in the process of PPP positive circulation hole and impact drill hole filling pile into the advantages and disadvantages of experience simply summarized as follows， and readers were famous.

【Key words】Highway Engineering；Bored pile；Analysis

1. 引言

某跨濰河大橋新建工程于2017年2月12日開工，樁基礎(chǔ)勞務(wù)分包隊(duì)伍執(zhí)意采用正循環(huán)鉆孔機(jī)械鉆孔，耗時(shí)15天一棵樁也沒鉆出來，反倒是液壓油管破裂，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失不算，白白的浪費(fèi)了工期，后來采用10臺(tái)沖擊鉆成孔，現(xiàn)已經(jīng)成功灌注55顆樁基礎(chǔ)。今就正循環(huán)鉆孔灌注樁與沖擊鉆成孔灌注樁優(yōu)劣勢(shì)分別闡述如下。

2. 正循環(huán)鉆孔灌注樁優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍

2.1優(yōu)點(diǎn)。

（1）鉆機(jī)小、質(zhì)量輕、狹窄工地也能使用。

（2）設(shè)備簡(jiǎn)單，在不少場(chǎng)合可直接或稍加改進(jìn)借用地質(zhì)巖心鉆探設(shè)備或水文水井鉆探設(shè)備。

（3）設(shè)備故障相對(duì)較少，工藝技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單，易于掌握。

（4）噪聲低，振動(dòng)小。

（5）工程費(fèi)用較低。

（6）能有效地用于托換基礎(chǔ)工程。

（7）有的正循環(huán)鉆機(jī)可打傾角10°的斜樁。

2.2缺點(diǎn)：由于鉆孔直徑大，正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿與孔壁之間的環(huán)狀斷面積大，泥漿上返速度低，夾帶泥漿上返速度低，夾帶泥漿顆粒較小，排除鉆渣能力差，巖土重復(fù)破碎現(xiàn)象嚴(yán)重。

2.3適用范圍：正循環(huán)鉆進(jìn)成孔適用于填土層、淤泥層、黏土層、粉土層，也可在卵礫石含量不大于15%、粒徑小于10mm的部分砂卵礫石層和軟質(zhì)泥巖中使用（硬質(zhì)火成巖是絕對(duì)不能使用的）。

3. 沖擊鉆鉆孔灌注樁優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍及施工要點(diǎn)。

3.1基本原理。沖擊鉆成孔施工法是鉆機(jī)或卷?yè)P(yáng)機(jī)帶動(dòng)一定重量的沖擊鉆頭，在一定的高度內(nèi)使鉆頭提升，然后突放使鉆頭自由降落，利用沖擊動(dòng)能沖擊土層或破碎巖層形成樁孔，再用掏渣筒泥漿循環(huán)方法將鉆渣巖屑排出。每次沖擊之后，沖擊鉆頭在鋼絲繩轉(zhuǎn)向裝置帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，從而使樁孔得到規(guī)則的圓形斷面。

3.2優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。

3.2.1優(yōu)點(diǎn)：

（1）用沖擊法破碎巖土尤其是破碎有裂隙的堅(jiān)硬巖石所消耗的功率小，破碎效果好；同時(shí)，沖擊土層時(shí)的沖擠作用形成的孔壁較為堅(jiān)固，孔壁穩(wěn)定。

（2）在含有較大卵石層、漂礫石層中施工效率較高。

（3）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，電腦等先進(jìn)技術(shù)利用率高，鉆進(jìn)參數(shù)容易操控，設(shè)備移動(dòng)方便，機(jī)械故障少。

（4）鉆進(jìn)時(shí)孔內(nèi)泥漿一般是不循環(huán)的，只起懸浮鉆渣和保持孔壁穩(wěn)定的作用，泥漿用量損耗小。

（5）鉆進(jìn)過程中，只有提升鉆具時(shí)才需要?jiǎng)恿Γ@具自由下落沖擊巖層是不需要?jiǎng)恿Φ模芎男。突匦@相比，當(dāng)設(shè)備功率相同時(shí)，沖擊鉆能施工較大孔徑的樁孔。

（6）在流沙層也能鉆孔，回旋鉆就望而卻步了。

3.2.2缺點(diǎn)：

（1）利用鋼絲繩牽引沖擊鉆頭進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)時(shí)，大部分作業(yè)時(shí)間消耗在提升鉆頭和掏渣上，鉆進(jìn)效率較低；隨著樁孔加深，掏渣時(shí)間和孔底清渣時(shí)間均增加很多。

（2）容易出現(xiàn)裝孔不圓的情況。

（3）容易出現(xiàn)孔斜、卡鉆、掉鉆頭等事故。

（4）由于沖擊能量的限制，孔深和孔徑較小。

3.2.3沖擊鉆適用于填土層、淤泥層、黏土層、粉土層，也適用于較硬巖石層、巖溶發(fā)育巖層和裂隙發(fā)育的巖層，而后者常常是回旋鉆進(jìn)和其他鉆進(jìn)方法施工困難的地層。

3.3沖擊鉆施工要點(diǎn)。

3.3.1鉆機(jī)底部一定要牢固，同時(shí)，必須保證鉆機(jī)鋼絲繩、鉆頭中心和樁基的中心重合，以免造成孔位偏差，這一般會(huì)造成疏忽的地方。開孔前。要研究明白地質(zhì)柱狀圖。

3.3.2合理安排施工工序，盡量避免個(gè)孔施工間的相互擾動(dòng)，避免“穿孔”事故發(fā)生。宜采用“跳打法”，或相鄰灌注樁混凝土關(guān)注完畢36h以上。

3.3.3護(hù)筒內(nèi)泥漿高程要高于地下水位1.0m以上。

3.3.4沖擊鉆進(jìn)要注意：

（1）要控制鋼絲繩放松量，少放勤放，防止“打空錘”。

（2）在卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩上做好記號(hào)，防止沖擊鉆纏卷沖擊鉆具。

（3）要保證泥漿供給量。

（4）不要采用錘頭高沖程，防止卡鉆頭。

（5）經(jīng)常檢查鋼絲繩質(zhì)量，斷絲多了要趕緊換鋼絲繩。

（6）要經(jīng)常補(bǔ)焊鉆頭。

（7）要經(jīng)常檢查孔徑，防止縮孔。

3.3.5剛剛進(jìn)入巖層時(shí)，要減緩進(jìn)尺，輕提錘頭，待巖面平整后再加快進(jìn)尺；沖擊鉆頭要平穩(wěn)，盡量少碰撞井壁；進(jìn)入巖層后，要清孔取樣，作好記錄，為樁基礎(chǔ)樁長(zhǎng)變更設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

3.3.6掏渣要遵守以下規(guī)定：開孔階段孔深不足4m，不宜掏渣，應(yīng)盡量使鉆渣擠入孔壁；要及時(shí)掏渣，避免鉆渣被重復(fù)破碎，降低施工效率；每次掏渣后要及時(shí)補(bǔ)充泥漿或黏土，保持孔內(nèi)水位高于地下水位1.5～2m。

4. 結(jié)語

正確選用鉆機(jī)，可以節(jié)約工期，降低費(fèi)用，避免工程“前松后緊”。

[文章編號(hào)]1619-2737（2017）05-09-603

[作者簡(jiǎn)介] 孫浩正，男，職稱：高級(jí)工程師，2007年1月畢業(yè)于南昌航空工業(yè)學(xué)院，長(zhǎng)期從事工程管理工作。