浅谈桩基清水钻施工工艺

作者：李亚东

来源：《科技资讯》 2013年第5期

作者简介 姓名：李亚东,性别：男,出生年月：1984.4学历：本科,,研究方向：道路桥梁

职称：助理工程师.

李亚东

（中交第二航务工程局有限公司第五分公司 湖北武汉 430012）

摘 要：桩基础在桥梁所有结构中属于隐蔽工程，其施工质量的好坏直接影响着桥梁的使用寿命。在对桥梁桩基础钻孔各施工工艺进行比较分析，发现在一些对施工环境要求比较高的地区，清水钻施工由于具有占地小、震动小和污染小等优点，在该地区应用非常广泛。本文结合具体实际工程，详细地分析清水钻施工工艺及其应注意事项，使其为以后的桩基础钻孔施工提供一定的建议和指导。

关键字：桩基础；清水；钻孔；施工；工艺

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2013)02(A)-0000-00

0. 引言

相比桥梁其他结构的施工，桩基础钻孔施工具有技术等级高、风险高和隐蔽性强等特点，因此，在桩基础钻孔施工过程中，通常采用超声波无损检测技术来进行检测，通过对各钻孔施工工艺比较分析中，发现清水钻工艺对灌注桩施工质量的提高效果非常明显。

1. 工程概况

长沙某湘江大桥，跨江正桥长1435米，其中PM19#~PM27#墩位于湘江中，承台下设

Φ2000mm钻孔灌注桩。通过对该桥梁进行调查分析，发现PM19#~PM27#墩处于湘江主河道,属深水无覆盖层钻孔桩施工,主墩钻孔桩地层由上到下依次为细中砂、圆砾、强风化板岩（中风化板岩）、微风化板岩；PM19#~PM27#墩的承台基坑已开挖至岩面，且对施工环境要求较高（避免污染湘江），鉴于此，故本段桩基础钻孔采取全护筒、泵吸反循环清水钻成孔工艺，无需泥浆护壁。

2. 泵吸反循环清水钻施工工艺

泵吸反循环清水钻施工最佳工作深度为80米以内，该桥墩桩深在其范围以内，故该桥墩桩基础钻孔采用泵吸反循环清水钻施工工艺，下面就泵吸反循环清水钻施工工艺步骤进行详细的说明。

2.1 场地布置

根据设计图纸要求对该桥墩段进行合理的布置，组织技术水平高的测量人员把桩位放出，做好该桩位的保护桩，合理设置钻孔机的位置。

2.2 钻孔机械选型

在对钻孔机械进行选择时,需要根据施工位置的土质情况、孔径、孔深和其它的设计和施工要求作出相应的调整。

2.3 钢护筒设置

孔壁会不会坍塌是检验钻孔成败的关键，故需要设置钢护筒来对其进行保护。在对钢护筒进行施工设置时，其施工顺序自上游向下游依次进行，同时其靠对相邻两根抛锚钢丝绳的收紧或放松来进行定位，并通过全站仪定位来确定垂直度。

2.4 泵吸反循环清水钻施工

反循环清水钻机施工时,必须保证桩架稳固,钻杆导架垂直,护筒周围封闭不漏水。灌注桩的钢筋骨架可根据具体情况来做相应的调整，既可以整体制作，又可以分节制作。灌注水下混凝土一般采用刚性导管，导管内径一般为20～35 cm;导管上端接灌注漏斗，漏斗底口高出井口水面或桩顶的必须高度可参考下式计算：

式中：hc—井孔内混凝土面以上,导管内混凝土柱(计算至漏斗底口)高度，m；

Hω—井孔内混凝土面以上,水或泥浆深度，m；

γc—混凝土拌和物的容重，kN/m3；

γω—井孔内水或泥浆的容重，kN/m3；

p0—使导管内混凝土下落至导管底并将导管外的混凝土顶升时所需的超压力,采用100～150 kPa，桩径1 m左右时取低限，2 m左右时取高限。

灌注混凝土时，所需的首批混凝土数量应能满足导管初次埋置深度(h≥1.0 m)和填充导管底部间隙的需要，其所需混凝土的数量可参考下式计算：

式中：V—首批混凝土所需数量，m3；

h—井孔混凝土面高度达到Hc时，导管内混凝土柱需要的高度，m；

Hc—灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度，m。

2.5 清空

清孔是孔桩施工，保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标，孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量等符合成孔质量要求。

在钻孔施工过程中，需对钻孔深度进行详细的核查，当确认其深度达到设计孔底标高后，就需要对其进行第一次清孔。

第一次清孔完成后利用浮吊下放钢筋笼，安装好灌注导管。再次复测沉渣厚度，若不满足

要求，则需对孔内杂质进行二次清孔，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成柱质量。

清水钻施工中注意事项

（1）铜护筒刃脚处需要采用小冲程钻进，若出现护筒漏水现象时应该采用回填反复冲击的方法来解决，若效果不明显时采用振动桩锤跟进护筒的方法处理。（2）钻孔过程中应加强水位观测，水位变化过大时应停止钻孔以策安全，水位稳定后应调整护筒露出平台高度。（3）钢筋笼用浮吊下放后，下放射风管，在灌注前开动空压机，利用气流扰动孔底沉渣，使之悬浮，以减少沉淀物。（4）钻孔桩封孔时要严格控制导管进入深度。（5）漏电现象，表现为开关跳闸等，水钻大多都是湿作业，容易出现漏电现象。施工必须安装漏电保护器，下孔作业前需检查电源线是否破损。（6）水钻失稳：产生原因主要由于水钻固定时底部没有垫平，严重时，钻机机身会绕钻筒旋转伤人。（7）钻不动或进度太慢：主要原因：1）.钻筒变型，需要对钻筒进行更换或维修；2）.钻头损坏，钻筒长时间使用后，钻筒合金牙齿磨损过度，需要更换新齿；3）.升降盒间隙过大，调节间隙螺钉便可解决。（8）钻机无力：主要由于电压过低，提高电压就可以解决。（9）钻筒摆动过大：由于按线盒内螺丝脱落，应及时上紧螺钉。

（10）钻芯与下部岩石连接:钻芯与下部岩石连接取不出来是由于钻孔时未能将钻筒完全钻入，所以钻孔时一定要将钻筒钻到基本与地面平行时方可退出钻筒

。否则，需用小钢楔打入钻筒缝隙，胀断钻芯。

3. 结语

长沙某湘江大桥PM19#~PM27#墩采用清水钻孔桩施工工艺，保证了该墩的施工进度和质量，也避免出现了常规施工工艺中发生的护筒漏浆等现象，总体效果非常明显。通过对该桥墩施工

工艺进行分析可得，在该工艺施工过程中，应随时做好各项技术指标（参数）的复测工作，及时发现施工过程可能出现的一系列问题，根据不同问题采取相对应的解决措施，提高反循环清水钻成孔灌注桩工程的施工质量，为同类工程提供一定的参考和指导。

参考文献:

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[2] JTJ 076-95，公路工程施工安全技术规程[S].

[3] 任树强.浅谈钻孔灌注桩施工工艺[J].山西建筑， 2009, 35(9): 110-111.

[4] 王仁怀. 岩溶地区钻孔灌注桩施工技术[C]// 中国公路学会桥梁和结构工程学会论文集. 北京：人民交通出版社，2000.

[5] 交通部第一公路工程总公司. 桥涵 - 公路施工手册（下）[M]. 北京：人民交通出版社，2004.