双机成孔工艺在钻孔灌注桩中的应用

2014-12-06马鞍山钢铁股份有限公司安徽马鞍山243003

安徽建筑 2014年6期

关键词：护筒成孔钻杆

苑智（马鞍山钢铁股份有限公司，安徽马鞍山 243003）

0 引述

随着十几年来道路桥梁工程和房地产市场的蓬勃发展，钻孔灌注桩的应用越来越广泛，针对钻孔灌注桩施工新工艺的探讨越来越深入，本文结合某工程实例介绍一种可以加快进度、减少劳动强度的双机成孔施工钻孔灌注桩的方法。

1 工程概况

安徽马鞍山某住宅工程由4栋26层高层建筑和共用地下室构成，框剪结构，总建筑面积5.30万m2，建筑高度75.70m。根据地质勘察报告，地质情况自上至下见表1。

本工程设计了240根¢800钻孔灌注桩，要求持力层进入第8层风化闪长岩中不小于0.8m，单桩承载力特征值4500kN。场地标高为黄海高程7.5m～7.8m，设计住宅±0.000m相当于黄海高程9.2m，桩顶标高为-10.05m，桩长30m～35m，桩身混凝土标号为C40，保护层厚度50mm，充盈系数不小于1.1，要求桩头混凝土超灌不小于1.2m。

工程地质勘察情况表1

图1 反循环钻孔桩原理图

图2 旋挖钻孔桩施工图

2 工艺原理

反循环回转钻孔灌注桩是指工程钻机钻进时，桩孔底部浆渣混合物在真空泵抽吸作用下，从钻头进入钻杆内腔，通过砂石泵排出；沉淀后的泥浆再进入桩孔内循环利用而成孔的灌注桩，如图1。而旋挖钻孔灌注桩指通过旋挖钻机的钻杆底部带有活门的桶式钻头，回旋破碎岩土，利用钻杆和钻头的旋转和重力使岩土进入钻头内，然后再由卷扬机和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，循环往复而成孔的灌注桩，见图2。回转工程钻机施工成桩质量可靠，施工费用低，但岩层钻进效率很低，本工程施工初期，钻机从进入岩层到钻至设计深度，需要25h～30h。而旋挖钻机扭矩大，岩层钻进速度快，二者结合施工具有可行性。

双机成孔工艺是指先用回转工程钻机进行反循环泥浆护壁钻孔，钻至风化岩层时，再利用履带式旋挖钻机继续钻进，直至设计标高后退出，最后使用回转工程钻机二次清孔并完成灌注桩施工的操作工艺。

3 施工方法

3.1 工艺流程

平整场地→桩孔定位→埋设护筒（同步开挖沉淀池和泥浆池，制备泥浆）→工程钻机就位→钻进成孔至风化岩层→退出工程钻机→旋挖钻机就位进行风化层钻孔成孔→更换清孔钻头清孔并退出→放置钢筋笼→工程钻机重新就位并安装导管→第二次清孔→灌注混凝土→拔出护筒。

3.2 施工机械

选用8台GPS-15型转盘式反循环工程钻机和1台TR250D型履带式旋挖钻机作为主要施工机具，以及相应配套设备。

3.3 施工要点

①平整场地、桩孔定位、沉淀池和泥浆池开挖及泥浆制备、钢筋笼制安、水下混凝土灌注均按回转钻机泥浆护壁钻孔灌注桩常规做法完成，不再详述。

②埋设护筒。考虑护筒要满足两种钻机施工，本工程护筒采取8mm钢板制作，直径1m，长2.5m，筒壁上部开溢流孔使反循环泥浆能够从泥浆池流槽流入桩孔。护筒埋设位置必须准确，垂直度符合要求，上沿要高出地表至少0.3m，同时高出地下水位1.2m左右，外部用粘土填实。

③桩基钻孔采用跳打法施工。工程钻机就位，要安全牢固，钻杆垂直，机架滑车中心、磨盘中心、桩位中心三点成一线，钻进时随时校正，确保钻机垂直。回旋工程钻机开钻时应低档慢速钻进，至护筒以下1m左右再正常钻孔。此时真空泵开启，抽动钻杆内的泥浆形成负压，使钻孔底部的泥渣吸进钻头，同时泥渣从钻杆内腔流入砂石泵，进入沉淀池和泥浆池，复入桩孔，循环往复，达到护壁、钻孔并清除泥渣的目的。钻孔时泥浆相对密度、粘度、胶体率要定时检测，符合要求。当钻头到达入岩深度附近，应小心观察，发现钻机有跳动、钻进困难、进尺明显降低时，可判定已经入岩层。此时应继续进行5min左右泥浆循环，以维持护壁稳定，然后关闭真空泵和砂石泵，慢慢提升钻杆，最后移走钻机。

④旋挖钻机采用履带行走，就位方便，但由于重量大、机架高，如桩孔周围土质很差，可垫钢板或枕木以稳定旋挖钻机。接近桩孔时必须专人指挥，防止钻杆碰触护筒，钻头入桩孔前应调整钻杆垂直度，使钻杆中心与桩孔中心重合，钻杆和钻头沉入桩孔时应慢慢下放、认真观察，防止碰触泥浆护壁造成坍塌。旋挖钻机钻进速度快，但钻头每次进出桩孔时应放慢速度，防止刮碰泥浆护壁。钻进时泥浆量要能满足要求，必要时可使用泥浆泵，以确保护壁泥皮的稳定。到达设计孔深后，换上清孔钻头，清除底部石渣和粘稠泥浆后退出。

⑤钢筋笼安装就位并固定后，将工程钻机移回桩孔位置，安装导管，其中最底一节长度不小于4m，每两节之间用双螺纹方扣快速接头连接，保持接头密封、轴线垂直，最下一根导管下口距孔底保持在300mm～500mm。随后进行第二次清孔，确保桩孔内沉渣厚度在50mm以内，并检查泥浆相对密度、含砂率和粘度指标，以及桩中心位置、桩径、井深、垂直度、沉渣厚度等使之符合要求。各项指标符合要求后灌注C40商品混凝土。