浅谈市政桥梁桩基施工中反循环钻成孔技术的应用
摘要：本文结合工程实例，主要对市政桥梁桩基施工中反循环钻成孔方法的施工特点、要点、优点、缺点、适用范围、常见问题与处理方法进行了分析，以供同仁参考。
关键词： 市政桥梁 桩基施工 反循环钻成孔 常见问题 处理措施
Abstract: combining with engineering examples, and the major municipal bridge pile foundation construction of the drill hole method into the circulation of the construction characteristics, main point, the advantages and disadvantages, scope, the common problems and processing method is analyzed, in order to offer reference to colleagues.
Keywords: municipal bridge pile foundation construction reverse circulation drilling holes into the common problems treatment measures
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：
一、引 言
近年来，随着我国公路建设规模的进一步扩大，市政桥梁取得了前所未有的发展，其施工技术也有较大的提高，其中桩基施工尤为明显。桥梁桩基多采用钻孔灌注桩施工，且以反循环钻进成孔较为常见，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。本文结合工程实例，主要对市政桥梁桩基施工中运用反循环钻成孔方法的施工特点、要点、优点、缺点、适用范围、常见问题与处理方法进行了分析，以供同仁参考。
二、反循环钻成孔的施工技术
（1）工程概况
某市政桥梁工程是一座桥梁工程主桥长537.84m、宽:26.1～37.01m、高:9.4～12.213m，引桥长：988.193m、宽:8.0～9.5m、高:3.9～8.3m，油麻山中桥长72.38m、宽:12m、高:10.5～15m，；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；桩基地质条件是：上覆为砂、砂砾、亚粘土等沉积层，下伏为花岗岩石。
（2）反循环钻成孔灌注桩适用范围及基本原理
反循环钻成孔适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土、砂砾等地层;当进入软岩时可采用圆锥式钻头;当进入硬岩时可采用滚轮式钻头。反循环钻成孔不适用于自重湿陷性黄土层,也不宜用于无地下水的地层。对于大卵砾石层、大抛石层和大孤石层,反循环钻进效率反而很低。
反循环钻成孔施工法是在桩顶处设置护筒(其直径比桩径大15%左右),护筒内水位要高出自然地下水位2m以上,保持孔壁静水压力在0.02MPa以上,以保护孔壁不坍塌,省去切削套管。钻机工作时,旋转盘带动钻杆端部的钻头切削破碎岩土;钻进冲洗液从钻杆与孔壁间的环状空间中流入孔底,冷却钻头,并携带岩土钻渣,混合液在负压作用下从钻杆内腔上升到地面溢进沉淀池后返回泥浆池中净化,净化后的冲洗液又返回孔内形成循环。
（3）施工程序
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。
（4）施工特点
1）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。
2）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。
3)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。
4)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。
（5）施工要点
1)规划施工现场时,应首先考虑冲洗液循环、排水、清渣系统的安排,以保证反循环作业时,冲洗液循环通畅,污水排放彻底,钻渣清除顺利。
2)在粘性小的土层中钻进时,为保证要求的粘度、比重,可在泥浆中掺入MC(羧甲基纤维素钠盐)、膨润土等材料; 成孔时,由于地下水稀释等使泥浆比重减小时, 亦可添加膨润土等材料。
3)为使冲洗液净化,清水钻进时,钻渣可在沉淀池内通过重力沉淀后予以清除;在泥浆钻进时,宜使用多级振动筛、旋流除砂器或其它除渣装置等进行机械除砂清渣。
4)钻头吸水断面应开敞、规整,减少流阻,以防碎砖块、卵砾石等堆挤堵塞;钻头体吸口端距钻头底端高度不宜大于250mm;钻头体吸水口直径宜略小于钻杆内径;碎砖、卵砾石等的尺寸不得大于钻杆内径的4/5。
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