大孔径嵌岩桩的施工

肖阳

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张金芳

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（1、黑龙江省高速公路建设局，黑龙江哈尔滨1500002、大庆广业招标代理咨询有限公司，黑龙江大庆163000）

摘

要：阐述了采用冲击反循环钻机对直径为1.8m的嵌岩桩的施工工艺。从钻机的选用，钻头的形式和处理方法，护筒的埋设到钻进过程中的

注意事项，各项措施以及特殊情况的处理都作了详细论述。关键词：冲击反循环；钻孔进尺；刃角；开口在钻孔桩施工中，有时候遇到的地质层极为坚硬，普通钻机无法施工或施工周期过长，影响工程进度，需要采用新的技术和方法以提高施工速度，保证施工质量，特别是在大孔径桩的施工中显得尤为重要。我们在鹤大路佳七段倭肯河大桥的钻孔桩施工中就遇到了这样的情况，桩径为1.8m，桩长30cm，除4m的流沙层外，其余为岩石，对这样桩的施工，我们根据实际情况采取了相应的措施，取得了显著成效。

1钻机的选用

根据施工图提供地质资料，地质层为砂岩弱风化，漂石层，这样的地质层普通钻机根本无法施工，为此我们采用了冲击反循环钻机进行

需采用施工，由于施工的钻孔桩直径为1.8m，

较大型的的冲击钻，所以选用YKc-31型冲击钻，这种钻机卷扬能力达五吨，钻锤可补焊配重达到3.5吨，加大了冲击能量。所谓冲击反循环，即在钻孔桩施工中采用冲击钻进行施工，同时通过真空泵与吸泥泵配合所产生的抽吸力将渣泥混合物吸入钻锥进渣口，由钻杆内腔吸上，再从出水控制阀经胶管排泄到沉淀池，净化后到储浆池循环使用。

2钻头的形式及处理方法

钻头的型式，质量是影响进尺的关键，我们采用整体铸钢铸造的实体钻锥，钻刃为十字

为保证钻头有足够的冲击型，底刃不完全垂直。

力，通过焊接配重使钻头重量达到3.5吨。

钻头底刃是钻头的关键部位，它直接影响进尺的速度，成孔的质量，刃角受冲压力比较大，所以材料要选择钢性，韧性比较好的钢材，

）的顶面做刃角，用风割我们选用钢轨（43kg/m

切下钢轨顶面板，然后再切割成要求长度的小块，立焊在钻头底部。

钻头的四个角（即翼缘底角）在钻进岩层时会磨损很大，在岩层中钻头外径越磨越小，成孔直径就会越来越小，达不到设计要求的孔径，而又无法在扩孔，所以对这个部位用耐磨焊条进行包焊，确保成孔质量。

3护筒的埋设

由于桩位位于水中，上层地质为流砂层，因而需进行筑岛围堰施工，填筑必须密实，围堰堰顶高度高出地面50cm，用以防御施工期可能出现的最高水位，围堰外形采用弧形，以减少筑堰期间河流断面被压缩，流速增大引起水流对

护筒埋设除按常规埋设围堰，河床的集中冲刷。

外，还应注意以下几点：

3.1护筒采用10mm的钢板卷制而成，护筒外四周一定要夯填密粘性土，必要时护筒外围加一些木桩或块石把护筒挤嵌牢固，由于冲击钻冲孔时震动力很大，容易使护筒下沉跟进，故护筒的埋设必须使其稳固。

3.2由于河底地质为流沙层，因此需下设

长护筒，以保证桩位准确，避免塌孔，护筒长4米，共2节，采用振动的方法将护筒沉入河底土层中，第一节下完后再下第二节。

4开孔

护筒埋设好，钻机就位后就可进行开孔，开孔对于成孔很关键具体做法是：首先向孔内灌注稠泥浆，由于上层为流砂层，开钻时必须采

，小冲程（1.5-2.5m）钻进，并按用低速（1-2速）

1：1比例投入粘土和小片石，用冲击锥反复冲击，使泥膏，片石挤入孔壁，保证孔壁坚实不塌

开始时，泥浆不可循环，边开孔，边孔内造不漏。浆，当泥浆很浓时加少量水继续冲孔，待钻进尺寸达1米左右时方可进行泥浆循环。

5钻进

开孔正常后，适当提高速度加大冲程，从而使进尺速度加快，但要特别注意以下问题：

5.1泥浆比重：泥浆在钻孔中的作用是在孔内产生较大的静水压力，防止坍孔；在钻进过程中在孔壁表面形成一层胶泥具有护壁作用；另外能稳定孔内水位并通过泥浆循环把钻渣排出孔外。可见在钻进过程中泥浆比重是影响钻进速度的关键，通过施工总结我们认为在钻进中泥浆比重控制在1.35-1.45比较适宜（因泥浆中含有钻渣，故泥浆比重偏高），粘度在30S左右，泥浆比重和粘度不能满足要求时，可按常规制备泥浆，如不能及时造浆可投入一定量的水

这样在短期内会泥，一般可参照4kg/m3泥浆，

有效，其缺点是比重加大，粘度不足，不能使大粒径渣子及时排出，只是对小颗粒钻渣或砂砾有效，由于我们使用反循环钻机，也可以克服这个缺点。

5.2在通过漂石层时，应先投入粘土，小片石，将表面垫平，再用十字形钻锥进行冲击钻进，防止发生坍孔，斜孔事故。

5.3要均匀的松放钢丝绳的长度，如松绳过少，形成“打空锤”，使钻机，钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏。松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。

5.4任何情况下，最大冲程不得超过6m，防止卡钻，冲坏孔壁或使孔壁不圆，为正确提升钻锥的冲程，应在钢丝绳上油漆长度标志

5.5检孔：钻进中必须用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4-6倍，每次更换钻锥前，都必须检孔。

当检孔器不能沉到原来钻达的深度，或大绳（拉紧时）的位置偏移护筒中心时，应考率可

不得用钻锥能发生了弯孔，斜孔或缩孔等情况。

修孔，以防卡钻。

5.6钻孔安全要求：冲击锥起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁，进出口时，严禁孔口附近站

人，防止发生钻锥撞击人身事故；因故停钻时，

孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。

6特殊情况处理6.1倒钻：即钻头落到孔底后，立即就倒向一侧，其表现现象是钢丝绳贴近孔壁，主要原因是孔底出现了斜坡或阶梯。这种情况如不及时处理，则孔位就会偏向了钻头倒向了一侧，并且越偏越远，所以必须及时处理，处理方法有A.根据钻头倒下的程度和方向，向其相反的方向移动一定的距离一般不小于15cm，然后减速小冲程冲孔，观察钻头的倒下程度和方向，待钻头不倒或程度明显减弱，则可逐渐将钻头向孔中心正确位置靠拢冲击，直至到达孔中心，钻头不再倒下，方可加速，提高冲程冲孔。B.向孔内回

然后减填碎石或砼，其量要填至孔深0.5~1m，

速小冲程，直至超过原先孔深，钻头不再倾斜，方可加速，提高冲程冲速。

6.2跳钻：是指钻头在上提过程中，钻头被没有冲击掉的钢筋从侧面阻碍，表现为钢丝绳前后左右来回摆动，一旦遇到这种情况，要确定没有冲击掉的钢筋的位置及方向，然后把钻头从孔头中心位置移动5cm左右，靠近没被冲击掉的钢筋试着冲击几分钟，感觉的确冲击掉了，方可将钻头移到孔中心继续冲孔，如若还是跳钻，则应查找原因，采取同样办法，切不可留下后患，以免影响以后工序的进行。

另外在钻进过程中应及时提钻检查吊杆、绳卡、鸡心圈及钢丝绳，以免钻头在孔内出现问题难以处理，钻进过程中由于钻机受振动力较大，钻机容易走位，要经常校正孔位，以防偏孔。

7钻孔进尺情况总结总的来看，去除人为因素和修机理机器的

平均为10cm/h，可时间，钻进速度为8~14cm/h，

见在嵌岩桩施工中，采用冲击反循环钻机施工还是比较适合的，比起其他钻机有许多优势，具体表现为护壁好，不易坍孔；缩短工期，比较经济。建议在以后坚硬地质层施工时很好利用。

责任编辑：魏玉新

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