反循环钻成孔灌注桩在市政桥梁桩基处理中的应用探讨

反循环钻成孔灌注桩在市政桥梁桩基处理中的应用探讨

杨冬冬

广东亨天建筑园林有限公司广东佛山528000

摘要：本文主要分析了反循环钻成孔灌注桩施工的特点，并通过工程实例对其施工要点和常见问题处理进行了论述，以供同仁参考。

关键词：反循环钻成孔灌注桩；市政桥梁桩基；施工要点；问题处理

一、引言

近年来，随着我国城市建设的飞速发展，市政桥梁建设也越来越多。钻孔灌注桩因其特有的承载力大、振动小、噪音低、对相邻建筑影响小、施工安全性好等诸多优点，在市政桥梁工程施工中得到极为广泛的应用。本文主要分析了反循环钻成孔灌注桩施工的特点，并通过工程实例对其施工要点和常见问题处理进行了论述，以供同仁参考。

二、反循环钻成孔灌注桩施工特点分析

反循环施工法是在静水压力下进行钻孔作业的，故护筒的埋设是反循环施工作业中的关键之一。要使反循环施工法在无套管情况下不坍孔，必须具备5个条件：①确保孔壁周围的静水压力在0.02MPa以上，护筒内的水位要高出地下水位2m以上；②泥浆造壁。在钻进中，孔内泥浆一面循环，一面对孔壁形成1层泥浆膜。泥浆的作用是将钻孔内不同土层中的空隙渗填密实，使孔内漏水减少到最低限度；保持孔内有一定水压以稳定孔壁，延缓砂粒等悬浮颗粒的沉降，易于处理沉渣；③保持一定的泥浆比重。在粘土和粉土层中钻进时泥浆比重取1.02～1.04，在砂和砂砾等容易坍孔的土层中钻进时，必须使泥浆比重保持在1.05～1.08；④钻进时保持孔内缓慢的泥浆流速；⑤保持适当的钻进速度。钻进速度同桩径、钻深、土质、钻头的种类与钻速及扬水能力有关。在砂和砂砾层中钻进需考虑泥膜形成所需的时间；在粘性土中钻进则需考虑泥浆泵的能力并需防止泥浆浓度的增加。反循环钻机的主体可在与旋转盘离开30m处进行操作，这使得反循环法的应用更加方便。钻进时钻头不需每次上下排弃钻渣，只要在钻头上部逐节接长钻杆（每节长度一般为3m），就可以进行深层钻进，与其它的桩成孔法相比，越深越有利。

三、工程应用

某市政桥梁工程主桥长约580m、宽约40m、高约9～12m，引桥长约1000m、宽约10m、高约4～8m。根据地质勘察资料显示是：该市政桥梁地表主要为湿陷性黄土，土质类别主要有黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、细砂等沉积层，下伏为花岗岩石。根据工程施工要求和工程施工地点的地质条件，确定采用反循环钻成孔灌注桩技术作为桥梁桩基施工技术，并根据工程的特点开展工程作业。桩基础φ1200、φ1500钻孔灌注桩，共132根，有效长度45~65m，桩端持力层为进入中风化岩层1.5D。

四、施工工艺流程及施工要点

（1）施工工艺流程

设置护筒→安装反循环钻机→钻进，直至桩端持力层→测定孔底沉渣并进行第1次处理孔底沉渣→移走反循环钻机→测定孔壁→插入钢筋笼→插入导管→第2次处理孔底沉渣→水下灌注混凝土，边灌边拔导管。混凝土全部灌注完毕后，拔出导管和护筒，成桩。

（2）施工要点

钻孔施工是工程施工的第一步也是重要的施工步骤，由于工程施工区域为软弱基础，因此，在钻孔施工时需要多方面的注意。首先，钻机调节及开钻。为了保证钻孔施工质量，在正式钻孔之前进行了钻机的水平对正，在钻机开钻时低档慢速钻进，有效的控制了成孔效果；其次，到达地层之后快速钻进。当钻孔钻进到地层时，提高了档位快速进行钻孔，保证了施工效率和成孔的施工要求；第三，钻孔过程中的施工控制。在钻机工作过程中时刻注意钻孔的质量，钻进过程中，采用纵横十字线控制桩位，保证钻孔深度达到6m，直径达到1.5m。

当桩孔成型并检查合格之后，开始进行清孔工序。清孔是为了将桩孔内的钻渣以及密度较大的沉淀置换出来，保证孔内的泥浆粒径大小以及各项指标达到设计要求，清孔过程中一定要保证泥浆指标及沉淀层的厚度，检查合格之后开始安装钢筋笼。钢筋笼在桩基施工过程中作用巨大，它是保证桩基稳定性的支撑结构。当清孔结束之后，直接将预制好的钢筋笼安放到钻孔内，钢筋笼到位之后进行定位，以此来保证钢筋笼的稳定性。导管、储料斗安装及二次清孔钢筋笼安装结束后，要进一步安装桩基附属结构—导管和储料斗。将密封性良好的导管和储料斗很据施工要求安装到指定的施工区域。在导管安放时对每一节导管都进行了详细的标号，并且注明了每一段的长度，在安放之前已经进行了试验保证节与节之间的密封性良好。储料斗的体积则根据实际的需要进行了详细的计算，保证导管埋深达到1.5m以上。当附属结构安装好治后，进行了二次清孔工作。这一步骤的目的同样是为了保证孔内泥浆的比重和指标，因为在上几个步骤施工过程中对于孔内产生了一系列的影响，所以通过二次情况是完全必要的，经过二次清孔检查泥浆指标之后，可以进行最后一个工序步骤。

灌注混凝土是反循环钻成孔灌注桩基施工的最后一个步骤，也是整体工程施工的核心步骤，其灌注过程较为复杂，在施工是注意的问题也较多。在本次工程中，根据施工要求，将混凝土灌注分为以下几个步骤。首先，在正式灌注混凝土之前要检查施工环境是否适合进行灌注桩施工。一般而言具备三个条件就可以进行混凝土灌注。第一，钻孔的成孔质量经过检查必须合格；第二，桩孔内的泥浆沉淀厚度以及泥浆的各项指标达到要求；第三，当第一次进行混凝土灌入之后，开始测探孔内混凝土的顶面高速，计算导管内的混凝土深度，确定是否达到要求。当三个方面都符合要求之后就可以进行灌注。在本工程中，经过检查完全达到标准，因此可以进行混凝土灌注。其次，在本次工程混凝土灌注过程中，采取的是紧凑灌注、连续作业施工工艺，在中途严禁停工。在灌注过程中发现由于操作原因，使得混凝土搅拌物溢出，从而导致了工程质量受到影响，所以在后期的灌注时要求时刻观察管内混凝土的下降以及水位升降情况从而预防了类似情况的出现。在浇筑过程中，随着混凝土位置的升高，及时的拆除导管，在这一过程中停停止进行混凝土浇筑，拆除导管动作要快，以10min控制。防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，并注意人身安全，已拆下的管节立即清洗干净，堆放整齐。第三，在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，会出现混凝土顶升困难的情况，这时可以在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拨除最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下，在桩头上形成泥心。

（3）常遇问题与处理措施

反循环钻成孔灌注桩施工中常见问题有：真空泵或灌注泵起动过程中的问题、在某些岩土层中进尺缓慢、钻头脱落、转台不能旋转、孔壁坍塌、桩端持力层松动及垂直精度不良等。

处理措施：①及时更换或补焊钻头，并向桩孔中回填片石，在钻进面先用小冲程钻进，然后逐渐加大到正常冲程，转入正常钻孔；②在溶洞顶板施钻时应先用小冲程开孔，并注意旋转钻头，溶洞开口后，要及时抛填片石和粘土块填筑，逐渐进入正常钻孔；③穿越溶洞时应改用小冲程钻进，防止击垮溶洞顶板，并准备好拖拉设施，系好滑车钢丝绳，做好钻机撤离准备。

五、结语

总之，钻孔灌注桩是一种桩基础中常见的形式，市政桥梁桩基采用反循环钻进成孔灌注桩，这种施工技术能较好解决钻进速度，且排渣连续性好，它还具有最大的优点是孔壁护膜可较薄，但不减弱桩基的摩擦力。同时，反循环钻进成孔灌注桩属于隐蔽工程，加强施工过程中的质量控制，对于避免工程质量事故，提升桥梁施工经济效益和社会效益具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]刘建军.桥梁钻孔灌注桩施工工艺探讨[J].黑龙江交通科技，2011（5）.

[2]李有义.浅谈桥梁灌注桩施工[J].山西建筑，2011（19）.