浅谈桩基工程钻孔施工

摘 要

近年来，随着国家重点工程对桩孔质量、成孔速度及环保等要求的不断提高，一些中小 型旋挖钻机以成孔质量好、速度快、无噪音、无污染或小污染等优点越来越受到施工者的 关注。本文结合我处施工案例，就护筒的埋护、回转斗的结构、钻机的钻进控制、影响坍 塌的因素等谈谈施工体会，与广大施工者交流。

关键词

桩基 转孔 施工 控制

1 工程概况

山东省公路工程总公司枣庄公司承建某工程，总桩量为24 根，桩型为灌注桩，桩径为Φ1000mm，桩深为13m。2m左右 为少量淤泥层，2~5m为沙层，5~13m为亚粘土层。

2 成孔工艺

采用旋挖钻机取土成孔，成桩工序为：

定桩位→埋护筒→注泥浆→钻进取土→一次清孔→放钢 筋笼→插入导管→二次清孔→砼灌注→拔出护筒。

施工中最大的难题是钻孔作业至5~13m亚粘土层时，桩孔 缩径现象严重及成桩过程中孔的坍塌。经研究发现，最大的影 响在于静态泥浆的配比、钻具的结构及护筒的埋护不合理， 易造成护壁泥皮过薄、钻具下方负压过高及孔口渗透，从而 引起坍塌事故。

3 静态泥浆的配比

旋挖取土成孔中，静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作 用是护壁。可在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从 外向内渗透。针对工程的地质情
况， 加强泥浆技术，重新调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥 粉质量，增加粘性及润滑感，适当添加处理剂，增强絮凝能力， 确保护壁泥皮的厚度及强度。初次注入泥浆，尽量竖直向下冲击 在桩孔中间，避免泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒 根部基土的松软。正式钻进前再倒入2~3袋膨润土，启动钻机的 高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底 部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍 塌。

4 护筒的埋护

针对现场地质情况，专门定制高4m、厚10mm、直径Φ1.4m的护筒。护筒内径尺寸较大，能 贮存足够的泥浆，钻杆提出桩孔时可确保护筒内的水压，维 护孔壁泥皮的稳定。同时单边铡隙达到200mm，可有效避免 回转斗升降过程碰撞、刮拉护筒，保护孔口的稳固。钻进过程 中操作手凭经验目测对孔定位，工作强度加大，易于疲劳，且精 度低，容易造成孔的偏差及砼的超方。枣庄公司的钻机具有 快速回转自动定位功能，每个工作循环均能精确对孔定位， 既降低了操作手的劳动强度，同时能保证成孔质量，有效解 决了大护筒带来的负面影响。特制4m超高护筒，可以埋至粘 土层以下500mm，能有效防止孔口渗漏坍塌及周围环境振动、 冲击对桩孔的影响。护筒埋设的传统方法是：先用Φ1000mm 的回转斗钻至护筒深度，侧壁安装边刀扩至护筒外径尺寸， 副卷吊起，放入护筒校正，层层填 埋夯实。采用传统方法，劳动强度大，效率低，耗时长，埋设 护筒通常需要3~4小时，几乎占到总成孔时间的一半。新研发 一种超长护筒专用驱动器，固定在动力头下端的承撞体上， 通过销轴将护筒直接安装在驱动器上，利用动力头边旋转边 加压的功能将护筒压至规定的埋设位置，再取土成孔，有效提 高护筒跟土壤的结合度，增强抗外界振动、冲击的能力。在注 浆或提升回转斗时有效防止渗水、漏浆现象的发生，降低孔口 坍塌的概率，节约了时间，提高了效率，降低了强度。护筒离地 应控制在150~300mm，除保护孔口防止坍塌外，还用以防止表面水或地面漏浆、杂物等滑 落孔中。

5 回转斗的结构改进

有的设备租赁公司采用自制的双门底开式回转斗，圆柱 型盛料桶，侧壁无泥浆导流槽，底盘无侧齿，使用中发现液压 系统压力偏高，回转斗提升力明显增大，且桩径缩孔现象较 为严重。经我公司技术人员分析，主要原因在于回转斗的结 构不合理，提升回转斗时下方产生较大负压，从而导致提升 阻力增大及孔壁收缩、坍塌。通过改进，将回转斗盛料桶改为 圆锥式，侧壁加焊导流槽，以有利于在桩孔内的导向及泥浆的 导流，减小桩孔内的负压。同时底盘加焊侧齿，适当控制回转 斗与刀尖间的距离，防止回转斗升降旋转时碰坏孔壁。施工 表明，改进后的回转斗在提升过程中，液压系统压力明显降 低，桩身的缩孔、坍塌现象有所缓减，具有良好的使用效果。

6 钻机的钻进控制

钻进过程中回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护 壁泥浆中，破坏泥浆的配比。每个工作循环严格控制钻进尺度， 避免埋钻事故。同时应适当控制回转斗的提升速度。施工表明， Φ1000mm的桩径，升降速度宜保持在0.75~0.85m/s，提升速度 过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮， 对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌。

7 影响坍塌的其它因素

桩孔完成后清孔、下放钢筋笼、砼的灌注等工序中均应规范 操作，避免成孔的坍塌。如钢筋笼下放时应用吊车吊起、坚直、 稳步放入孔内，避免碰撞孔壁、造成泥皮或孔壁的破坏，进而引 起灌注过程中桩孔的坍塌及出现断桩、废桩等事故。

8 施工总结

施工中影响桩孔坍塌的因素很多，最重要的是如何因地制 宜，有效针对不同的地质情况，制定相应的施工工艺，以确保钻 进成孔的顺利进行，避免施工事故的发生。
ACM

工程建设机械2005.NO.11

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