大直径超深钻孔桩冲击钻套打成孔施工技术

吴 鹏

(中交隧道工程局有限公司)

1 工程实例

1.1 工程概况

青弋江特大桥跨青弋江主桥位于芜湖城区内，是青弋江特大桥重要组成部分，主桥为(72 +136 +72)的变截面预应力混凝土连续梁，正桥全长9 422 m，2个主墩基础采用18 根直径2.5 m 的钻孔桩，主桥基础全部采用钻孔灌注桩，上为现浇整体式承台，桥桩设计为岩承桩。

1.2 水文地质

(1)水文

地处长江下游，属亚热带湿润气候，季风显著，气候温和，梅雨集中，阳光充足，无霜期长，降雨丰沛集中。区内降水季节性强，5 ～9月份占年降雨的60%以上，多年平均降雨量1 053 mm，最大日降雨1 895.5 mm，每年6月下旬～7月上旬都会出现一段降水量大。

(2)地质

该桥所处范围水塘表层分布薄层淤泥质土，易造成坑壁滑塌，对工程施工稍有影响，圆砾土含空隙潜水，易造成基坑涌、渗水。粉土、粉砂夹层存在塌孔、涌砂等问题。

1.3 钻机选型

根据我国大型桥梁钻孔桩施工经验，桩径在2.5 m 及以上、孔深超过50 m 的大直径超深钻孔桩，一般均采用大型液压回转气举反循环钻机。结合桥处的地质条件、工期要求及其经济比对，在主桥75#墩、76#墩桩基选用了冲击钻成孔施工工艺。

表1 地质勘探资料汇总表

1.4 钻孔桩布置及护筒埋设施工

主墩每个墩18 根桩，由于场地布置限制，根据场地现场情况合理布置钻机位置，同时钻孔最高每个主墩6 台钻机设备进行施工，每台设备单独设置泥浆池。钻机为75 ～90 kW卷扬机，钻头为14 t 重十字型冲击钻头。护筒采取内径为3 m，埋深为3 m，桶壁20 mm 厚，埋设顶面高程根据地势不同大致在12.3 ～12.5 m。

1.5 钻孔施工

在钻孔施工，以主墩76#墩为例，首批布设的冲击钻机全部为75 ～90 kW 卷扬机、钻头直径为2.5 m 的十字钻头、正循环冲击钻。76#墩1#桩、13#桩等平均成孔时间为60 ～61 d，在护筒顶高程至以下50 m 左右每天的进尺为1 ～4 m不等(地表为人工填土，进尺较大)，但继续钻进时，每天的进尺在0.2 ～0.7 m，平均在0.4 m 左右，钻进已很困难，经常性的提钻吃力，出现“糊钻”的情况，设备故障率也随之升高，已经严重影响了桥体主跨的总体进度，同时也存在较大的安全隐患。

在首批钻孔结束后，针对这一情况，对钻孔设备进行了改进。首先利用原来的2.5 m 直径的冲击钻，将孔深钻至50 m 左右。其次在2.5 m 钻头钻进开始困难时，将原2.5 m钻机撤下，重新进行钻孔桩定位，更换钻机，冲击钻机设备卷扬机采用55 kW，5 t 左右的十字形钻头，钻头直径采用1.5 m，继续进行钻进，此时由于钻头变小，对应卷扬机匹配合适，1.5 m 钻头单位时间内冲击的次数大大超于于2.5 m钻头的冲击次数，取得了较好的进尺效果，每日进尺大致在1 ～4.2 m 左右，直至到达设计深度85 m;再次，达到设计深度后，将钻机重新换回2.5 m 钻头钻机，钻机布设好后，重新从第一次换下钻机的深度继续钻进，进行套打作业，此时桩孔中心直径1.5 m 处为“空”，大大降低了岩层对钻头的阻力，钻进表现为每天进尺1.8 ～3.2 m，个别钻深每天可达5 m，同时也大大降低了设备的故障率。这样套打成孔完成一个孔径2.5 m，孔深达85 m 的大直径超深钻孔桩的成孔天数是38 ～40 d。

2 结 语

经过这样的冲击钻套打成孔施工方案，改变施工次序，将施工机械的选型及次序的不同，钻孔桩成孔速度比原成孔速度缩短了1/3 的时间，成孔后，各个桩孔的孔型、孔径、孔斜率等指标均符合设计规范要求。

大直径超深钻孔桩冲击钻套打成孔施工方法，施工机械设备简单，缩短施工成孔时间，降低施工成本，收到较好的经济效益，缩短工期同时，也保证了工程进度，对于重点工程施工有较好的借鉴意义;大直径超深钻孔桩冲击钻套打成孔施工方法的施工质量控制，同冲击钻钻孔桩施工质量控制，施工方法易于掌握和控制，成孔质量容易保证，便于施工管理。

［1］李少栋. 水中长大钻孔桩施工技术［J］. 铁道建筑技术，2009.

［2］杜永昌. 高速与客运专线铁路施工工艺手册［M］. 北京:科学技术文献出版社，2006.

［3］卢小伟. 大直径超深钻孔桩冲击成孔工艺浅析［J］. 山西建筑，2010，(11).