大直径超深入岩钻孔灌注桩施工技术研究与应用

摘 要：我国是一个桥梁大国，众多的桥梁建筑给我国的交通事业的发展奠定了基础，而在这些大桥建筑施工的过程中，依然存在着很多问题，比如大直径桥梁的深入岩钻孔及灌装技术的应用等，针对这种情况，本文从大直径超深入岩钻孔灌注桩施工的技术方面入手，重点阐述了如何解决大直径钻孔困难，更好的进行桥梁建筑方面的问题，通过实例，体现了灌注浆施工技术的发展和演进，供同行参考利用。

关键词：大直径；超深入岩；钻孔灌注桩；联合成孔

我国有众多的桥梁建筑，如南京长江大桥和武汉长江大桥，这些桥梁衔接了我国南北的交通，是我国重要的交通设施，同时协调了海陆和陆路的联系，保证了各种货物的运行无阻。当然，作为当地市政工程的重要组成部分，桥梁的施工需要建筑师倾注更多的精力。我国桥梁的特点是体型较宽，阔度较大，因此在灌浆桩的施工往往是桥梁施工的重点和难点，其施工的工艺和水平将影响桥梁的正常使用，甚至对我国的交通运输行业都会产生间接的影响，因此，做好桥梁的灌注浆施工，保证其施工质量、进度和安全，是当前需要重点关注的问题。

1 工程概况

我国某处桥梁共有8跟桩基，每根桩基的长度在2.5米，属于大型的桥梁，因此在钻孔的深度上需要控制在55米以上，需要注意的是，进行桥梁桩基建设的过程中，要综合考虑到当地的地形情况，如果所处的地形位于粘性土壤分布的地区，一般的深度会比在砂性土壤的地区要浅一些，而如果桥梁处于桥梁地区，或是泥沙和岩石分布不均匀的地区，这样的桩基的深度在30到40米之间为最佳的深度，而且岩层的上下左右要做好防护工作，保证桩基的基本稳定性。

2 施工技术

2.1 一般条件下，钻孔的设备需要选择成孔方式的设备，在我国这种设备的安装技术形成了比较成熟的体系。对于大型的回旋钻机一般的直径需要在3.5米左右，但是施工的成本较为昂贵，所以目前只有极少数的企业可以使用这种设备，而对于大部分的企业来说，都没有这种能力。在特殊工程的施工过程中，这种施工的技术还没有被广泛的推广。

常见的钻机的钻孔直径较小，最大的是2.5米左右，这种钻机设备适合在一定的范围内应用，如果直径较大的深入岩，则不可以强行的钻进，以免造成严重的事故和后果。

需要注意的是，冲击钻在身后的岩石中运行要十分缓慢，掌握好时间点，一般一根桩基成孔施工完成的时间控制在一个小时以内，而且要及时的进行回查，避免因为土层柔弱造成的塌陷事故。我国国内的挖钻机和冲击挖钻机的技术比较成熟，但是尤其其成本高，因此在大直径超深入岩的开挖过程中，仍受到众多的限制，这也是我国在钻孔技术方面的瓶颈和弱势。为此，我国在桥梁工程的施工中，采用的是成孔速度快、冲击力强的冲击钻机，这种钻机对于岩石的适应性能好，取芯的方法和钻孔的合理性高，这大大加快了成孔的速度，保证了工期和施工的质量。

调查结果显示，这两种钻机在本质上是一致的，但是钻进的效率有明显的不同，采用旋挖钻机的成孔厚度有一定的保证，取芯的速度较快，而在太薄的部位，这种钻进会出现卡锤的现象，这是需要特别注意的。一般来说，取芯的大小需要考虑到桥梁的承载能力和钻机的控制能力，在保证不卡锤的情况下，适当的增加效率，发挥整体的性能，保证基本的厚度，在各种成孔的时间范围内完成任务。对于直径超过1.8m的孔在本工程较深的砂质泥岩中采用旋挖钻机很难钻进，采用冲击钻机可以钻进但进尺也较慢，而采用联合钻进成孔直径2.5m的效率比冲击钻机快1倍以上。

2.2 施工工艺流程

施工准备测量放线桩机就位旋挖钻机钻进第一次成孔冲击钻机就位复核冲击钻机钻进成孔检查清孔钢筋制作及安装二次清孔下导管水下混凝土浇灌桩基检测。

2.3 施工控制要点

2.3.1 桩机就位

（1）下护筒：以桩位中心为圆心，将比设计桩径大0.2～0.3m的圆形钢制护筒埋下，护筒面中心与桩的设计位置偏差不大于50mm，斜度偏差不大于1%。护筒顶面宜高出地面300mm，并宜高出施工水位或地下水位2m；护筒周围用粘性土均匀回填并分层捣实，以确保护筒埋设稳固。

（2）桩机就位：安装钻架、设备的地基须平整、坚实、软硬均匀。旋挖机可由机械自身电脑控制进行钻机桅杆与机身水平和垂直调整，冲击钻机对钻杆或钢丝绳的垂直度进行检查，确保钻机的垂直度。就位后由测量人员和监理工程师用仪器复核桩基中心线，以确保钻机钻头中心和桩基中心重合，确认检测无误后方可开钻。

2.3.2 泥浆控制

采用高絮凝泥浆护壁，用打桩可分离泥浆的装置分离泥浆，采用气举反循环清孔，以提高泥浆利用率并缩短清孔时间。泥浆采用自来水和优质膨润土、纯碱、聚丙烯酰胺等外加剂配制，以提高泥浆胶体率，使泥浆呈絮凝状态，减小钻进阻力，并具有携带更多钻屑的能力。

2.3.3 桩孔孔型检测

成孔检查工艺中，对成孔形状和垂直度的检测采用“桩孔孔形的检测装置”，其使用简单，适应各种环境条件并能准确检测孔形、及时纠正打桩机钻孔产生的偏斜现象，有效保证机组作业率及工程质量。

2.3.4 钢筋笼制作

采用专业机械“钢筋笼滚焊机”加工和制作大直径灌注桩钢筋笼。该设备采用仿真技术和数控技术，与传统的钢筋笼成型方式相比，加工成型速度快，加工质量稳定可靠，加工成本大大降低。

3 应用情况

某快速通道工程先用旋挖钻机“取芯”，再用冲击钻机扩孔至设计桩径，取得了很好的效果，共完成I2.5m桩基8根，I2.2m桩基16根，I1.8m桩基140根，缩短工期4个月，桩基质量检测均为I类，得到监理、业主及社会的一致好评，并已在本市二环线汉口段（江汉二桥-建设大道）工程和本市重点工程-竹叶山高架桥工程中同时推广应用。实践证明该技术生成泥浆量相对较少，提高了泥浆的利用率，改善了现场施工环境，降低污染；并可大大缩短工期，提高机械设备资源和资金的利用率，节省施工费用。

综上所述，本工程桩基采用旋挖“取芯”后冲击成孔相结合的新方法，不同于目前国内已采用的先旋挖钻机完成在上部软土土层中钻孔施工，待进入下部较深硬岩后改用冲击钻机冲孔完成，即用钻孔直径相同的两种设备分别完成的方法。

结束语

总而言之，我国各项桥梁工程的施工都离不开钻孔技术，而相对于世界大型的桥梁建筑来说，我国的桥梁施工具有工期短、质量高的特点，这是因为在进行桥梁施工之前，能够考虑到当地的自然因素，做好成本估计，这一定程度上会提高施工的质量的效率，大大的降低工程成本。为了我国的桥梁事业长足发展，需要在以后的施工过程中，加大技术投入，确保工程的效率和质量。

参考文献

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