氣舉反循環(huán)鉆孔樁施工控制技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的應(yīng)用研究

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

氣舉反循環(huán)鉆機;鉆孔樁質(zhì)量控制;施工工藝

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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(cè)為人行道。主墩位水深達28米，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，主墩基礎(chǔ)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(fēng)化程度為中風(fēng)化或微風(fēng)化，按嵌巖樁設(shè)計

施工準(zhǔn)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(biāo)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(shè)型鋼面板作為鉆孔施工平臺（如圖）。

圍堰浮運到位，經(jīng)粗、精定位后，開始插打鋼護筒。護筒在工廠加工制作，經(jīng)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(lián)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(jù)主墩地質(zhì)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(yōu)質(zhì)膨潤土、水組成;

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

做好施工圖紙及設(shè)計說明會審工作，對項目部技術(shù)人員、現(xiàn)場施工人員、特種作業(yè)人員進行逐級技術(shù)交底，并認(rèn)真執(zhí)行各項施工技術(shù)規(guī)范。

測量放樣工作：施工測量采用及全站儀。導(dǎo)線點、水準(zhǔn)點已經(jīng)復(fù)核、加密，并據(jù)此進行定線放樣，放出樁中心及軸線，上報測量監(jiān)理工程師審批。

試驗室通過監(jiān)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(jiān)理工程師的抽檢。施工的混凝土水下配合比設(shè)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(huán)鉆機施工包含：

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

（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(biāo)高對孔底標(biāo)高進行復(fù)核，作為終孔孔底標(biāo)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(zhǔn)備安裝下放鋼筋籠。

（4）鋼筋籠預(yù)先在加工廠進行拼裝，通過施工棧橋運輸至施工現(xiàn)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(dǎo)管對孔底進行二次清孔。二次清孔符合要求后，對泥漿指標(biāo)和孔底沉渣進行測量，滿足要求后準(zhǔn)備灌注水下混凝土。

（6）鉆孔樁混凝土澆筑采用垂直導(dǎo)管法進行澆筑。混凝土由商品混凝土工廠供應(yīng)，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(jù)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(zhuǎn)盤中心放置鉛垂線標(biāo)出鉆具中心位置，用浮吊起吊鉆機就位，確保轉(zhuǎn)盤中心與樁中基本重合，要求誤差2cm以內(nèi);

（2）測量鉆頭、風(fēng)包、鉆鋌、變徑、鉆桿長度并編號，待監(jiān)理復(fù)核確認(rèn)后，將數(shù)據(jù)制表發(fā)放給各機長便于鉆孔標(biāo)高計算;

（3）鉆機對位自檢合格后，報測量監(jiān)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(chǎn)生位移;

（4）鉆機安裝就位后，將鉆頭、風(fēng)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(fēng)壓力極限和鉆機水龍頭氣封承載極限，需設(shè)置二級接力風(fēng)包。根據(jù)水下深度、鉆具長度并結(jié)合鉆進泥漿特點，確定第二級風(fēng)包設(shè)置為第5節(jié)鉆桿。

鉆進參數(shù)控制

（）鉆壓控制：。因此鉆進壓力=系統(tǒng)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(zhuǎn)速控制：主墩應(yīng)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(dāng)調(diào)節(jié)泥漿指標(biāo)確保進尺與護壁達到最佳效果。通過施工過程中泥漿統(tǒng)計，得出各地層合理泥漿控制指標(biāo)。具體如表。

泥漿過程控制應(yīng)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(biāo)亦可隨之相應(yīng)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(zhì)全部為覆蓋層，為預(yù)防斜孔，需嚴(yán)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(zhuǎn)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(cè)向受力，再通過慢速旋轉(zhuǎn)，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(fù)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(yīng)用取得了顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。施工過程中通過控制鉆壓、轉(zhuǎn)速、泥漿指標(biāo)等技術(shù)要點，對比研究，積累工程經(jīng)驗，更好的控制了成孔質(zhì)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(shù)規(guī)范[S].人民交通出版社，2011.

秦順全高宗余潘東發(fā)武漢天興洲公鐵兩用長江大橋關(guān)鍵技術(shù)研究橋梁建設(shè)

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(chǔ)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。