桥梁桩基施工中反循环钻成孔技术

张华、龚慧敏

（1.江西省上高县国有资产服务中心，江西 宜春 336400；2.江西省综合交通运输发展研究中心，江西南昌 330000）

0 引言

随着我国桥梁工程建设速度的加快，桥梁工程技术水平不断提升。反循环钻成孔技术是一种新兴的桥梁桩基础施工技术，可以提升桩基础结构性能，更好地满足工程建设需要。因此，有必要对该技术的应用要点进行研究，以更好地发挥该技术在桥梁桩基施工中的作用，推动我国桥梁事业不断发展。

1 反循环钻成孔技术特点

第一，高效快速。相比传统的钻孔方法，反循环钻孔技术能够大幅缩短钻孔周期，提高施工效率。反循环钻成孔技术采用强力的液压循环系统，使钻孔速度较快，能够高效地完成钻孔任务[1]。

第二，适用范围广。反循环钻成孔技术适用于各种地质条件下的桥梁工程，如岩石、砂砾、粉土等。

第三，孔径灵活可调。通过合理设计和选择钻具，反循环钻成孔技术可以实现不同孔径的钻孔，满足不同桥梁工程的要求。

第四，精确控制。在反循环钻成孔施工中，通过先进的钻孔设备和监测系统，对钻孔的深度、角度和方向进行实时监测和控制，能够保证孔洞的垂直度和位置准确。

2 反循环钻成孔施工要求

首先，施工前需要对现场地质进行详细调查和分析，了解地层情况，确定钻孔的位置、深度和孔径等参数。

其次，选择合适的钻具和设备，确保其性能和质量符合施工要求，并进行必要的检测和试验。在施工过程中，需要严格按照设计要求和施工方案进行操作，确保钻孔的位置准确、孔径一致，避免孔洞偏斜或偏离设计位置。同时，要注意钻孔的垂直度，保证桩基的垂直度和稳定性。

再次，在钻孔过程中，要及时清理孔内的碎屑和废弃物，保持孔壁清洁和光滑，以提供良好的桩基接触和黏结条件。同时，施工人员应具备丰富的经验和专业的技能，熟悉反循环钻成孔的操作流程和要点，能够灵活应对各种施工环境和问题，并做好安全措施，确保施工过程的安全和顺利。

最后，施工完成后应及时进行检测和评估，确保钻孔质量符合设计要求，并做好相关记录和档案。

3 反循环钻成孔施工技术应用

3.1 护筒设置

在反循环钻成孔施工中，护筒是重要的施工设备之一，护筒的设置对施工安全性和效率起关键作用。

第一，进行反循环钻成孔之前，需要选择合适的护筒材料，一般选用钢材质的护筒，确保其具备足够的强度和耐用性。

第二，在施工现场，根据设计要求和施工方案，确定护筒的数量和位置。护筒设置应满足孔壁稳定、孔径一致的要求，以保证钻孔的准确性和质量。

第三，设置护筒时，要注意护筒与地面的接触情况，保证护筒的稳固性和垂直度。同时，要根据实际情况调整护筒的长度，以适应不同深度的钻孔需求。

第四，护筒设置完毕后，要进行检查和调整，确保护筒的位置和垂直度符合要求。在施工过程中，要随时监测护筒的状态，确保其不发生位移或倾斜，以保证钻孔的准确性和施工的安全性[2]。

第五，在施工结束后，及时拆除护筒，并进行清洁和维护，以保证下次施工时可重复用性。护筒设置如图1 所示。

图1 护筒设置示意图

3.2 反循环回转钻进泥浆作业

根据施工要求，需要设置沉淀池和储浆池，并将排浆口设置在钻机的同一侧。为了确保施工顺利进行，沉淀池和储浆池的体积应根据成孔后的排渣量进行设置，一般为排渣量的1.2～2 倍。在施工过程中，泥浆净化完成后，需要保持护筒内的水头处于合理状态，以确保泥浆的质量。

3.3 钻进成孔

3.3.1 钻机就位

钻机安装是桥梁桩基反循环钻成孔施工的关键环节，直接影响施工效率和钻孔质量[3]。进行钻机安装施工时，需要注意以下几个方面：

第一，选择合适的钻机和配套设备，确保其质量可靠、性能稳定。根据项目要求和设计规范，选择适当的钻机型号，并对其进行全面检查和测试，确保其各项功能正常，能够满足施工需求。

第二，准确定位和固定钻机。根据设计要求和施工图纸，确定钻孔的位置和深度，并进行准确的标定。在施工现场，利用测量仪器和工具，确定钻机的水平和垂直方向，并进行固定，以确保钻机的稳定性和准确性。在钻机安装施工过程中，要严格控制偏差。通过仪器测量和调整，确保钻机的位置偏差在允许范围内，通常要求偏差控制在±10mm 以内。这样可以保证钻孔的位置准确性，避免施工偏差对后续工作造成影响。此外，钻机安装施工还需要注意施工现场的安全，确保施工区域平整和无障碍物，为钻机安装提供良好的环境。

3.3.2 开钻

在钻进施工过程中，需要按照设计要求和施工方案进行钻孔操作。根据孔径和孔深的要求，控制钻进速度和钻孔的角度，确保钻孔的垂直度和准确性。同时，注意及时清理孔内的岩屑和泥浆，保持钻孔通畅。此外，在钻进施工中，要对钻孔的直径、深度、垂直度等参数进行检测，确保钻孔的质量符合设计要求。如果发现钻孔质量存在问题，需及时采取补救措施，修正偏差或重新钻进，以保证钻孔的准确性和完整性。另外，在操作钻机和钻具时，要严格遵守操作规程，防止发生安全事故。

3.4 钢筋笼制作与吊装施工

第一，钢筋笼的质量和几何参数直接影响桩基的承载力和稳定性，因此制作过程必须符合相关要求和标准。根据设计要求和桩基施工图纸，确定钢筋笼的数量、尺寸和钢筋的规格。在钢筋笼制作过程中，使用专业的切割设备，确保钢筋切割的准确性。弯曲钢筋时，要按照设计要求控制弯曲半径和角度，避免钢筋出现裂纹或变形。钢筋笼的连接点应牢固可靠；扎绑钢筋时，要使用适宜的扎带或钢丝，保证扎紧和固定。钢筋笼制作如图2 所示。钢筋笼制作完毕后，应检查钢筋笼的尺寸、形状和质量，确保符合设计要求和规范。

第二，钢筋笼的吊装下放质量会直接影响桥梁的承载能力和结构的稳定性。因此，进行钢筋笼吊装下放施工时，需要注意以下几个方面。

首先，吊装前，要对吊装设备进行检查和准备。确保吊车或起重机的性能良好，吊具完好，且符合安全要求。

其次，进行钢筋笼吊装时，要根据设计要求和施工图纸，合理选择吊装点和吊装方式，避免出现局部过载或不均匀受力。

再次，吊装过程中，要确保钢筋笼稳定、垂直下放。吊装速度要适中，避免过快或过慢导致钢筋笼晃动或偏斜。在下放过程中，要保持钢筋笼的垂直度，避免其与周围结构发生碰撞或摩擦。

最后，钢筋笼吊装下放完成后，应检查钢筋笼的位置、垂直度和水平度，确保其符合设计要求[4]。如有偏差，应进行适当的调整和修正，确保钢筋笼的下放位置准确、良好状态。钢筋笼吊装如图3 所示。

图3 钢筋笼吊装

3.5 混凝土灌注施工

首先，进行混凝土灌注施工前，需要根据设计要求确定混凝土的配合比，以保证施工质量。例如，某工程采用C30 混凝土，水灰比为1∶0.74，塌落度为18～22cm。

其次，在灌注施工过程中，需要注意导管下口与孔底的距离保持在40cm 左右。灌注施工需持续进行，用灌注管将混凝土均匀地注入孔洞中，确保混凝土能够充分填充孔洞并与孔壁紧密接触，提高灌注质量。同时，进行灌注深度检测，以确保混凝土的灌注深度符合设计要求。

再次，密切关注混凝土灌注施工过程中的温度和湿度。在高温季节，可采取降温措施，如加水降温或采用适当的混凝土添加剂，将混凝土温度控制在合理范围内。同时，保证施工现场的湿度适宜，防止混凝土过早干燥，影响灌注效果。

最后，采取喷水养护或覆盖湿布养护方式，以保持混凝土的湿润状态，促进其早期强度发展和耐久性提升。

4 施工注意事项

第一，钻进速度控制。在桥梁桩基反循环钻成孔施工中，钻进速度直接影响成孔质量和施工效率，因此应合理控制钻进速度[5]。

首先，根据设计要求和地质条件，确定适当的钻进速度范围。钻进速度过快可能导致土层塌方、孔壁坍塌等问题，钻进速度过慢则会延长施工时间。其次，根据土层的硬度和稳定性，调整钻进机的转速和进给速度。对于较硬的土层，可以适当增加转速和进给速度；对于较软的土层，应减小转速和进给速度，以避免过度挖掘和土层塌方。最后，密切关注钻进过程中的反馈信号和监测数据，如钻杆压力、钻进扭矩等，如果出现异常情况，及时调整钻进速度，以确保施工安全和成孔质量。

第二，混凝土灌注施工是桥梁桩基施工中的重要环节，需要进行有效的施工控制，以保证施工质量和结构稳定性。进行混凝土灌注施工之前，需要进行充分的施工准备工作，包括确保混凝土配合比准确，对原材料质量进行检验，准备好混凝土输送设备和抗漏筒，并对施工现场进行清洁和润湿处理。在施工过程中，需要严格控制浇筑工艺，以确保混凝土的均匀性和密实度。确定浇筑层次和顺序，控制浇筑速度，保证浇筑的连续性和相邻层之间的紧密衔接。在施工过程中，还要进行实时进行施工监控和记录，监测关键参数，记录施工数据和检测结果。

5 结语

在桥梁桩基施工环节，需要结合工程实际需求，对反循环钻成孔技术进行探究，不断升级优化技术方案，引进先进的施工设备与技术手段，以更好地提升反循环钻成孔技术施工效果，推动桥梁建设顺利完成。