氣舉反循環鉆孔樁施工控制技術在復雜地質環境下的應用研究

摘要：隨著橋梁建設的飛速發展大跨度橋梁不斷涌現因此對樁基質量提出更高要求本文結合工程實例介紹一種利用氣舉反循環鉆機施工以實現控制成樁質量的施工方法。工程實踐證明該方法可用于

氣舉反循環鉆機;鉆孔樁質量控制;施工工藝

 ??? 文獻標識碼：文章編號：（）01-0000-00

概述

本工程主橋雙層橋面布置，上層為雙向八車道公路，兩側為人行道。主墩位水深達28米，工程地質條件復雜，主墩基礎采用φ2.5m樁基。每墩共計25根鉆孔樁，樁長為50m-70m，橋墩持力層為花崗巖層，風化程度為中風化或微風化，按嵌巖樁設計

施工準備

主墩采用雙壁鋼圍堰兼做鉆孔平臺施工方案。主墩承臺施工的鋼吊箱圍堰頂高程為，與棧橋橋面頂標高齊平。圍堰浮運定位后，采用浮吊插打根定位鋼護筒，然后圍堰注水下沉進行掛樁固定，再插打剩余鋼護筒，鋪設型鋼面板作為鉆孔施工平臺（如圖）。

圍堰浮運到位，經粗、精定位后，開始插打鋼護筒。護筒在工廠加工制作，經檢查合格后運至墩位處進行插打。由于護筒直徑大，要求高，所以為保證護筒插打到位，采用永安振動錘聯動進行護筒插打。護筒插打完成后，掛樁形成鉆孔平臺，根鋼護筒首批掛樁護筒根（如圖）。

根據主墩地質水文條件，在拌漿池做大量配比實驗，最終確定泥漿選購材料、拌制配比，具體如下：

（）泥漿原材料選用：泥漿采用優質膨潤土、水組成;

<！--[if ！supportLists]--><！--[endif]-->泥漿性能指標（如表）。

做好施工圖紙及設計說明會審工作，對項目部技術人員、現場施工人員、特種作業人員進行逐級技術交底，并認真執行各項施工技術規范。

測量放樣工作：施工測量采用及全站儀。導線點、水準點已經復核、加密，并據此進行定線放樣，放出樁中心及軸線，上報測量監理工程師審批。

試驗室通過監理單位見證，至首根樁開鉆時，所有施工材料的試驗工作已全部完成，并通過試驗監理工程師的抽檢。施工的混凝土水下配合比設計（如表）已完成。按配比配制的混凝土拌合物和易性和粘性良好，坍落度控制在～。

氣舉反循環鉆機施工包含：

（1）KTY3000B鉆機拼裝完畢后，根據樁位中心擺放并抄平鉆機，經報驗合格后進行鉆孔作業。

（2）鉆孔樁終孔后，對孔底進行第一次清孔，并通過鉆桿長度及鉆盤頂標高對孔底標高進行復核，作為終孔孔底標高。滿足要求后，提起鉆桿及鉆頭。

（3）提鉆后，進行超聲波終孔檢測，滿足要求后準備安裝下放鋼筋籠。

（4）鋼筋籠預先在加工廠進行拼裝，通過施工棧橋運輸至施工現場，由350t浮吊下放鋼筋籠。

（5）鋼筋籠安裝完成后，下放事先做好水密試驗的導管對孔底進行二次清孔。二次清孔符合要求后，對泥漿指標和孔底沉渣進行測量，滿足要求后準備灌注水下混凝土。

（6）鉆孔樁混凝土澆筑采用垂直導管法進行澆筑。混凝土由商品混凝土工廠供應，混凝土運輸車將混凝土運至棧橋，再通過泵車將混凝土泵送入孔。

鉆機就位

（1）KTY3000B鉆機在棧橋上進行拼裝。拼裝完畢后，根據測量組在護筒上的放樣，拉十字線來確定樁中心位置，然后在轉盤中心放置鉛垂線標出鉆具中心位置，用浮吊起吊鉆機就位，確保轉盤中心與樁中基本重合，要求誤差2cm以內;

（2）測量鉆頭、風包、鉆鋌、變徑、鉆桿長度并編號，待監理復核確認后，將數據制表發放給各機長便于鉆孔標高計算;

（3）鉆機對位自檢合格后，報測量監理驗收。驗收通過后，將鉆機與平臺進行固定、限位，保證在鉆進過程中不產生位移;

（4）鉆機安裝就位后，將鉆頭、風包及鉆鋌等進行拼裝吊裝入孔，并懸掛于鉆機封口平車上，將封口平車固定，加保險;

主墩鉆孔樁鉆孔水下深度達70m左右，在鉆機鉆進過程中，基于空壓機供風壓力極限和鉆機水龍頭氣封承載極限，需設置二級接力風包。根據水下深度、鉆具長度并結合鉆進泥漿特點，確定第二級風包設置為第5節鉆桿。

鉆進參數控制

（）鉆壓控制：。因此鉆進壓力=系統平衡壓力–鉆進提升壓力。主要選用球齒鉆頭鉆進，利用球齒滾動摩擦地層后吸出鉆渣。

（2）轉速控制：主墩應從鉆頭形式、減小鉆桿晃動、防止掉鉆等方面考慮，主要采用低速鉆進。

（）泥漿控制：適當調節泥漿指標確保進尺與護壁達到最佳效果。通過施工過程中泥漿統計，得出各地層合理泥漿控制指標。具體如表。

泥漿過程控制應按地層靈活控制，且隨著地層不斷加深，土體密實程度不斷增加，泥漿指標亦可隨之相應降低，但含沙率不宜太高，以免影響鉆進速度。

（）垂直度控制：由于主墩地質全部為覆蓋層，為預防斜孔，需嚴格控制鉆孔垂直度。其控制辦法主要為：

）增加鉆具配重：通過加大鉆具自身重量，以消除部分地層分布不均帶來的斜孔因素。鉆機所配置的KTY3000B鉆具部分重量均超60t。

）以輕壓慢轉方式鉆進：此鉆進方式可減小孔底受力，從而減小不均勻地層的側向受力，再通過慢速旋轉，減小鉆桿鉆頭晃動，更有利于垂直鉆進。

3）鉆進時進二退一，反復修孔：此方式一方面可以清除孔底未能及時排除的鉆渣，避免二次碾壓，降低鉆進速度，另一方面也是重新修正孔型的過程。

。其應用取得了顯著的經濟效益與社會效益。施工過程中通過控制鉆壓、轉速、泥漿指標等技術要點，對比研究，積累工程經驗，更好的控制了成孔質量。

參考文獻：

中交第一公路工程局有限公司主編公路橋涵施工技術規范[S].人民交通出版社，2011.

秦順全高宗余潘東發武漢天興洲公鐵兩用長江大橋關鍵技術研究橋梁建設

中交第二公路工程局有限公司主編公路橋梁施工系列手冊墩臺與基礎下篇人民交通出版社，2014.

收稿日期：2019-11-10

作者簡介：劉德鑫（—），男，黑龍江密山人，本科，工程師，研究方向：土木工程。