反循環鉆成孔技術在公路橋梁樁基施工中的應用

饒柯、鄒衛雄

（江西省公路工程有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

公路橋梁是重要的交通基礎設施，在整個社會發展中有著非常重要的作用。當前我國的橋梁工程建設高速發展，橋梁施工技術水平也有了很大的提升。反循環成孔技術在橋梁樁基礎的項目中發揮重要作用，可以全面提升樁基礎結構的質量水平，但是也存在一定的缺陷。因此，需要綜合分析反循環鉆孔技術，以提升公路橋梁樁基礎質量水平，促進現代交通事業發展。

1 反循環鉆成孔技術特點

反循環鉆成孔技術，主要應用于砂礫、淤泥質土、砂土、填土等地質條件，尤其是濕陷性黃土等。成孔環節，硬巖的條件下應用滾輪式鉆頭鉆進施工，軟巖則應用圓錐鉆頭。但是在大拋石層、大孤石層等條件下選擇該技術，會降低施工效率。通過使用反循環鉆成孔技術，一般都會直接把護筒放置樁頂上部，并且保證護筒的直徑超過樁徑的15%，地下水位比護筒水位低2m，孔壁靜水壓力為0.02MPa 以上，按照相應的要求分析孔壁坍塌的情況，確保套管結構達到完整性的要求。鉆孔作業中，最好是應用旋轉盤動鉆頭切削破碎巖土，應用沖洗液進行沖洗處理，使鉆頭的溫度下降到規定的范圍內。混合液與鉆孔環節形成的鉆渣，會出現負壓的作用并提升到地面，將泥漿直接排放到沉淀池內后，液體再返回到凈漿池。只要是沖洗液經過凈化處理，再次提升到孔內，達到循環使用的效果[1]。

2 工程概況

某大橋項目的工程量巨大，其建設長度為3.81m、直徑2m 樁基總量276 根。在橋梁建設中，其基礎為鉆孔樁結構，設計為摩擦樁的形式。技術人員分析研究，應用反循環鉆成孔技術施工。

3 反循環鉆成孔施工技術的應用要點

市政工程領域內，橋梁是關鍵性的組成部分，對改善交通環境有重要的意義，但是其施工復雜性高，對技術要求也非常高。當前所使用的反循環鉆成孔的方式，要發揮出該技術的優勢，分析了解技術特點，總結出施工流程，確定技術要點，為現場施工提供基礎條件。從該工程來說，分析了解現場的地質條件，考慮到工程的實際情況，進行技術、經濟方面的分析，確定采用反循環鉆孔成孔技術。因為樁基長度較長，通過膨潤土止漿施工，保證鉆孔質量合格。根據設計方案要求，通過機械化方式在現場展開施工，聲測管制作中，包含孔口對接作業，其利用套筒焊接方式施工。樁徑為基礎，基樁護筒內徑大于該值20～30cm。成孔之后，樁體中心線的偏差控制在40mm 以內，傾斜率不超過1%。成樁的環節，防止雜物進入到護筒內，以免影響樁體的質量。澆筑混凝土之后，會經過初凝、終凝的環節，需要加強時間方面的控制，單樁的澆筑時間不超過24h，保證樁體結構的完整性合格。護筒埋設示意圖，如圖1所示。

圖1 護筒埋設示意圖

3.1 反循環回轉鉆進泥漿作業

結合現場的施工要求，設置泥漿沉淀池與儲漿池，兩者都需要設置在鉆機排漿口相同一側，按照按體積算取鉆孔完成的排渣量1.2～2.0 倍將其作為總體的容量參數。通過凈化處理后的泥漿進入到孔內，把護筒水頭高度保持在合理的范圍內；如果泥漿超出容量的要求，通過溢漿口溢出，并且再次匯集在沉淀池內，通過沉淀處理后進入到儲漿池[2]。

3.2 鉆進成孔

3.2.1 鉆機就位

在鉆機存放前，需要進行工作平臺的設施達到完整性的要求，如果沒有問題，需要及時安裝鉆機到規定位置上，并且做好底座與頂端的調節處理，達到穩定性的標準。檢查鉆進的水平與對中的狀態，以基樁中心線為參照進行鉆機位置的調節，保證兩者的偏差控制在10mm 以內。準備工作結束后，上報監理工程師審查，合格后開始施工。

3.2.2 開鉆

綜合分析實際情況，發現鉆頭吸漿口容易發生堵塞的問題，現場施工需要提高鉆頭，保證和孔底距離有20～30cm；真空泵內注入適量清水，關閉出水控制閥與沉淀放水閥，確保密封性良好；開啟真空管路閥門，保證線路的通暢性，在內部形成負壓的狀態，把水流引入到泥石泵內；隨著鉆入的進行，泥石泵內充滿水之后即可關閉真空泵，開啟泥石泵，保證壓力達到0.2MPa 之后開啟水控制閥，把內部的泥水直接排出去，快速的轉入到沉淀池內，達到反循環運行的效果[3]；開啟鉆機，緩慢地進行鉆進施工，保證整體結構的穩定性；開啟水控制閥，隨時關注壓力參數值，當壓力下降到0.2MPa 后接口關閉。

3.2.3 接長鉆桿

一節鉆桿鉆進后暫停施工作業，將內部的沉渣清理干凈，關閉泥石泵，連接鉆桿；使用厚度為3～5mm的橡皮圈，保證接頭和法蘭盤連接的密封性，擰緊螺栓確保不會發生泄漏的問題。檢查完畢后即可開始鉆進施工。

3.2.4 控制鉆速

鉆孔進度和直徑、土質、鉆錐回轉速度、泥漿密度等存在關系，通常鉆孔直徑2.2m 的情況，應用泵吸式反循環鉆進的方式，結合不同土質條件，確定合適的鉆進速度，達到運行的要求。結合現場情況，選擇合適的控制速度，如果發現地質條件有較大的變化，應該及時做出速度調節，以保證穩定性標準。

3.3 人員配置

反循環鉆的現場施工中，每一臺鉆機需要配置13人進行鉆進施工，以達到正常運行的標準。在現場的施工作業中，人員的配置并不是固定的，要結合現場的具體條件做出改進和調整，以保證現場鉆進施工符合要求。

3.4 混凝土灌注施工

最后一個環節為混凝土灌注，有著較高的復雜性，操作不當將容易給樁基的質量產生影響。根據現場施工的要求，選擇合適的灌注機設備，在開始前進行全面的檢查，保證沒有出現問題的情況下開始灌注施工。具體來說，其主要包含下述幾個要點：

一是使用C30 混凝土材料，水灰比為1∶0.74，坍落度為18～22cm。原材料質量管控中，選擇應用P.O42.5 水泥材料，選擇合適的砂石材料，加入必要的減水緩凝劑、粉煤灰等材料，經過充分的混合攪拌，形成初凝時間為4h 的混凝土材料[4]。混凝土生產環節，通過運輸車按照規定的線路運輸到作業現場。

二是灌注混凝土施工的過程中，導管下口和孔底的間距控制在40cm 以上，導管埋設的深度控制在1m左右。灌注施工需要保持連續進行，要隨時應用探錘進行檢測，達到混凝土位置的要求。根據掌握和了解的信息，做好導管埋設深度的調節。在孔內混凝土進入鋼架約1～2m 的情況下，可以進行小幅度的提升導管，防止埋深超出標準的情況。樁頂部位薄弱的位置，為了保證施工的質量合格，一般需要在樁頂灌入0.5～1m 厚度的混凝土。

三是混凝土灌注的環節，需保持現場的溝通和交流，及時運輸到指定地點，不會因為停機而阻礙施工。

3.5 成孔檢測

鉆孔施工中，需要及時清孔出渣作業，不會給鉆孔施工產生任何的影響；鉆孔達到規定深度的部位上，提升鉆桿處理，檢測孔深尺寸。反循環鉆孔作業，鉆孔達到設計深度后必須進行地質條件的檢測。經過鉆渣、地質柱狀圖的分析，檢驗地質條件是否符合要求。如果發現地質條件與設計要求是不同的，應該立即通知監理工程師進行檢查，確認合適的方式進行處理。如果符合設計要求，可以選擇應用JJC-1D 成孔檢測儀進行檢測工作，保證位置、傾斜度、孔徑、孔深、沉淀厚度等符合要求。檢查符合要求后，監理工程師驗收處理。

4 施工注意事項

第一，鉆孔速度控制。鉆孔作業環節，結合土層條件、孔徑、鉆孔速度、漿液供應速度等確定鉆孔速度。淤泥和淤泥質土內，要結合實際情況進行補漿處理，做好鉆進的控制，通常為1m/min；松散巖石鉆進速度為3m/h。

第二，旋轉鉆進施工。反循環鉆機的方式，鉆頭下部刀盤旋轉環節把巖土直接切割成渣土，根據渣土懸浮的特點，反循環經過流槽將泥漿傳輸到孔內，并且通過鉆桿進行吸入處理，通過鉆桿芯頂部或者轉盤排出到沉淀池。

第三，測量鉆進深度。在鉆進環節應用測繩系測錘的方法，從孔底測量到護筒頂部或者轉盤頂面，然后進行地面高度的測量，以確定鉆進的深度尺寸[5]。第四，鉆孔施工要采取連續作業的方式，做好現場的記錄工作，必須要保證鉆進施工的順利進行，不會出現停止的情況。需要及時進行泥漿和鉆機的檢測，如果發現不符合要求，應該立即改正處理。鉆孔環節，隨時掌握主機地面以及支腳承載性能的特點，如果發現異常的情況，需要及時處理。鉆孔作業中，如果發現停機的時間比較長，需要緩慢的提升鉆頭，并且逐步放入護筒內，防止發生塌孔的問題。鉆孔到達規定深度后，檢測孔徑、孔位、孔形、孔深等，符合設計要求后填寫終孔檢驗合格證，監理工程師批準后才能繼續開展灌注作業。

5 結語

市政橋梁的施工中，合理地應用反循環鉆進施工方式，提高施工技術和水平，發揮出各種資源的優勢，施工更具安全性。在具體的實施階段，技術人員結合現場的具體情況，了解影響因素，保證反循環鉆成孔技術合理的應用，組織專業技術人員嚴格落實分析，保證橋梁樁基的質量符合要求，滿足橋梁運行標準。