作者：徐立军

     来源：《华东科技:学术版》, 2015(7):476-476


     【摘要】本文结合广州市轨道交通二十一号线十二标施工的金镇区间高架桥桩基施工实例，针对现场桩基施工与民房距离均小于20m，冲击桩施工对民房产生振动较大，危及房屋安全，为保证施工顺利进行，拟采取旋挖钻开挖一定深度，进入微风化岩层后再采取冲击钻施工成孔。 

【关键词】桥梁桩基;旋挖钻、冲击钻施工相结合 

     1.工程概况

我标段施工的广州市轨道交通二十一号线土建工程高架段：包括长平站～金坑站区间、金坑站（高架）、金坑站～镇龙南站区间。金坑站前高架段，位于路基与金坑站之间，全长357m，上穿银岭社;金坑站～镇龙南站区间高架位于金坑站与区间矿山法隧道间，全长437m，上穿黄屋村，高架区民居较多，民房多为两层至七层楼房，且无深基础，均为毛石砌筑基础，砖混结构。 

2.地质条件
根据详勘钻孔资料揭示，高架区间施工范围内自上而下分布有：
人工填土层，
陆相冲-洪积砾砂层，
路相冲-洪积卵石层，
坡积粉质黏土层，
可塑状冲-洪积粉质黏土层，
可塑状砂质黏性土，
硬塑状砂质黏性土，
花岗片麻岩全风化带，
花岗岩强风化带，
中风化花岗岩带、
本层平均强度73～89Mpa，
花岗片麻岩岩石微风化带、本层平均强度98～148Mpa，

微风化花岗岩带、本层平均强度93～143Mpa。 

3.冲击钻和旋挖钻配合钻孔施工方案
施工方法：
首先用旋挖钻钻孔至中、微风化层顶，设计要求桩长必须连续入中风化2m，或入完整微风化1m即可以终孔。然后更换冲击钻钻至入中风化2m，或微风化1m验收合格后即可终孔。 
　　
3.1 施工基本步骤 
第一步：按照旋挖钻施工工艺做好准备工作，埋好护筒。利用旋挖钻正常钻孔，钻进过程中做好进尺记录，根据地勘资料随时取样确定岩层类别。钻至中风化（微风化）层后，通知勘察单位及监理及时到现场对岩层进行判定。 


第二步：判定钻孔进入中风化（微风化）层后，立即移开旋挖钻机，旋挖钻机可以继续钻进下一个孔位，选用冲击钻继续钻孔。钻进时，先测试孔内泥浆比重，因旋挖钻速度快，对于砂层地段泥浆护壁只有2～3cm厚，换冲击时，为防止提锤过程中刮碰孔壁，造成塌孔，须先向孔内投入一定比例的黏土，利用冲击钻上下提锤制浆，增加泥浆比重以挤密孔壁为主，加固孔壁防止塌孔，为相继工序提供必要的可靠保证。施工做好检查，利用冲击钻在中风化层钻进2m时或微风化1m时停止冲击钻孔。 
　　
第三步：冲击钻完成第二步后，立即移至下一个旋挖钻施工完成的孔位继续施工。一台旋挖钻机可以配合4～6台冲击钻机组合施工。 
　　
3.2 实际钻孔方案 
3.2.1 场地平整 
先对桩位附近进行杂物清除，场地平整、铲除软土、整平夯实。如遇桩孔位于渠道上，应借用红线范围内表层土进行填筑，填筑土时应注意清除土体内杂石、树根等其他异物。 
　　
3.2.2 测量放样 
在桩位放样之前，先采用全站仪复核沿线各控制点、导线点，通过复核准确后，准确地放出桩位，根据桩体垂直度要求、平面位置误差要求、钻孔机械设备施工特性及基坑所穿越的岩土层特性，桩位按外放10cm考虑。桩点测量误差控制在5mm以内，桩位用Φ10mm，长35-40cm钢筋打入地面30cm，作为桩的中心标记，然后在钢筋头周围按桩径洒白灰圆圈作为记号，防止机械移位时破坏桩位。桩位放样完成后需报请监理测量工程师进行复核检查，合格后方可进行成孔作业。 
　　
3.2.3 钢护筒制作埋设 
护筒的制作及埋设方法如下： 
（1）护筒用δ=6mm钢板加工制成，护筒内径比钻孔桩设计直径加大25cm，护筒长度根据现场钻孔桩位置的地质和水位情况具体确定。 
（2）护筒埋设前要用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，放四个护桩，并做好保护（直到成孔后），埋设护筒时再将中心引回，使护筒中心和桩位中心重合。 
　　
3.2.4 钻机就位对中 
钻机安装就位，应确保机座平稳，在钻进和运行中不应产生位移及沉陷，否则应找出原因，及时处理。钻杆中轴线与桩孔中心两者应在同一铅垂线上，其偏差不得大于2cm。 
　　
3.2.5 泥浆制备 
（1）泥浆制作主要材料：膨润土：以蒙脱石为主的粘土性矿物。粘土：塑性指数IP大于17，小于0.005mm的粘粒含量大于50%。为泥浆的主要材料。 
（2）泥浆的拌制。为了有利于膨润土和羧甲基纤维素完全溶解，根据泥浆需用量选择澎润土搅拌机，其转速宜大于200r/min。泥浆制备量为拟成孔桩体积的150%～200%。 
（3）泥浆的护壁：①施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上。②循环泥浆要求：注入孔口泥浆性能指标：泥浆比重应不大于1.10，粘度18～20s;排出孔口泥浆性能指标：泥浆比重应不大于1.25，粘度18～25s。 


3.2.6 钻孔过程 
（1）钻机就位：旋挖钻机利用行走系统自行就位，钻机就位后钻机桅杆中心要与桩中心对准，钻机调平，使钻桅垂直，旋挖钻机调平可以通过自动控制系统完成。 


（2）上半孔施工：开钻前将钻头着地，进尺深度调整为零，钻进时原地顺时针旋转开孔，然后以钻斗自重、钻杆自重加以液压力作为钻进压力，刚开始起动时旋挖速度要慢，防止扰动护筒。在孔口段5～8m旋挖过程中特别要注意通过控制盘来监控垂直度和孔径，如有偏差及时进行纠正。 　


（3）下半孔施工：入岩深度确定以后，移开旋挖钻机，改用冲击钻施工。先测得泥浆比重后，再向孔内投入一定比例的黏土或膨润土作为调浆使用，为防止塌孔、缩颈，钻头的上下提升速度宜均匀，进入正常钻进后，采用4～5m的中、大冲程，但最大冲程不超过6m。不得过猛或骤然变速。冲孔过程中孔内要始终保持一定水头，及时测得泥浆比重不得小于1.2。 


（4）检孔：在钻进过程及时检查孔径和垂直度。钻至设计高程后对孔位、孔径、孔深、垂直度进行检查，符合规范要求后进行清孔。 


     （5）清孔：
     ①钻孔达到图纸规定深度或根据桩基终孔原则经监理工程师批准同意终孔后立即进行清孔。清孔采用换浆法，用换浆法清孔不需另加机具，且孔内仍为泥浆护壁，不易塌孔，但容易造成清孔不彻底，应特别注意一定要保证清孔时间及清孔质量，避免陷桩出现。
     ②不得用加深孔深来代替清孔。

③清孔后，从孔底提取的泥浆指标要符合规范要求，即相对密度：1.03～1.10;粘度：17～20Pa〃s;含砂率：<2%;胶体率：>98%。在灌注水下混凝土前，孔底沉淀物厚度不超过设计图纸的规定值，提前做好灌注水下混凝土准备工作，缩短清孔至灌注水下混凝土间隔时间。 

4.优缺点分析
4.1 冲击钻 
优点：
（1）冲击钻适应于多种地质;
（2）冲击钻成孔原理与其他钻机不同，他可将部分松软地层靠冲击钻自身强大的冲劲挤向孔壁四周对孔壁有较好的保护作用，适用于易坍塌地层。 
缺点：冲击钻对孔底冲击容易造成孔底破外。 


4.2 旋挖钻 
优点：
（1）相同地质条件下旋挖钻成孔效率高。
（2）旋挖钻行动方便，可以自动调平。 
缺点：
（1）旋挖钻钻进过程中容易对坍塌地层孔壁造成破坏，以至于塌孔。
（2）旋挖钻进入中风化以后钻进速度较慢影响施工进度。 

综合两种钻机施工的优缺点，拟采用两者配合施工最为经济合理。 

5.总结
在对本工程的特殊地质施工中，利用旋挖钻和冲击钻配合钻孔施工，提高了成桩的速度，在保证质量同时，缩短工期及成本降低，给企业带来巨大效益。由此可见，随着科学技术的不断发展，在工程施工中将不同的设备和技术进行科学的结合，能够保安全、保质量、增速度的完成施工任务，促进了我国建筑行业的持续稳定发展。 
　　
     参考文献
     [1]庞淑梅.旋挖钻钻孔混凝土灌注桩质量控制[J].消费导刊.2009（06）. 

[2]何智杰.桥梁工程旋挖钻施工技术[J].技术与市场.2011（08）.

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