桥梁桩基施工中反循环钻成孔技术的应用

江西安源路桥集团有限公司 / 孙涛

引言

随着最近几年，我国国内交通需求急速上涨，桥梁的跨度也在不断增大，入水的深度也随之增大。在桥梁工程项目施工的阶段中，桥梁桩基工程质量的高低直接影响到桥梁结构的安全性及稳定性。由于桥梁工程多处于山区险峻区域，这就给技术的应用提出了很高要求。

针对这种情况采取反循环钻成孔技术可以改善施工中面临的各种问题，对提高桥梁桩基工程的质量有着积极的作用，所以对反循环钻成孔技术应用要点进行分析，总结出更为科学有效的技术方案，对推进桥梁工程项目的开展有着很重要的帮助。

一、工程概况

某大桥的工程项目相对较为复杂，大桥项目施工路线的长度大约为1.4千米。大桥主桥墩所使用的是直径约为3.1米的钢质护筒，厦门海沧大桥桩基所使用的钢筋笼是双层笼。大桥的工程项目中的桩基工程包含了许多内容，主要为钻孔灌注桩，以及钢筋笼制作与安装等。在这项工程项目中还需要考虑当地的气候影响，该地区主要受到亚热带海洋性季风气候的影响，它的降雨季节主要集中在四月份至九月份。

二、工程重难点分析

在大桥工程项目中，存在着各种各样的难点。其中主墩打钻孔灌注桩施工项目是整个项目的中难点，它的直径大约为2.8米，桩的长度大约为137.5米，每一个桩的混凝土量大约为907立方米，就这样的数据来说，是目前为止我国桩基施工过程中难度较大的施工项目。

在此施工项目的施工过程中往往会受到外部环境的影响，如环境因素这也导致了在施工过程中，很难精确控制它的垂直度。并且在施工过程中，主墩的钢筋笼很难进行加工，钢筋笼的间隙以及对接的精度很难把控。

三、桥梁桩基钻成孔反循环施工技术

（一）水中栈桥、平台搭设

大桥在具体的施工过程中所运用的施工手段是搭设栈桥以及平台来进行作业。栈桥主要是由分配梁、主梁、桥面梁、承重梁组成的。

在进行具体的项目施工时，使用旋挖钻机在平台上进行工作，使得平台的结构发生大水平扭距。因此，在使用旋挖钻机进行作业的时候，一定要注意强化各个平台结构之间的构造，这样一来就可以增加平台的整体性。

（二）钢护筒加工及安装

在大桥的施工过程中，还需要对钢护筒进行一定程度的加工和安装。钢护筒的具体作用，可以有效地防止孔壁出现塌陷的情况，并且还可以对钻孔的位置进行固定，这样一来也给钻头提供了导向，还有效地隔离了地表水。

在对钢护筒进行加工与制作的时候，采用的焊接方法是螺旋焊接，根据这根钢管的直径以及钢带的宽度来进行考究，最后确定螺旋的角度。

在对钢护筒进行焊接之前，应当先进行相关的焊接实验，确保在焊接的过程中不会出现长度过长或是操作不方便的情况。在制作完成之后，还要对钢护筒进行防腐处理，确保钢护筒在海水的浸泡过程中，不会发生腐蚀的现象。

具体安装之前需要做好精度控制，将桩中心的位置确定出来做好相关的标记，为了能够确保钢护筒在下沉阶段不会出现变形等情况，需要做好钢护筒底座加固。并且在初次安装时可以采用吊机设备配合打桩锤进行下沉施工。在不同施工时，一旦遇到倾斜层就需要停止施工，在调整方位之后再进行操作 。

（三）泥浆的制备

在施工阶段中使用到的泥浆，不仅包含了粘土水以及添加剂，其主要的作用是冷却钻头润滑钻具，针对于泥浆的制作要按照循环及进化的要求做好反循环凝胶的配置。

在具体的施工过程中，还需要用到泥浆，对泥浆的制备，也有相对严格的要求。

首先是加料过程，在每个钻孔开始工作之前都需要在钢护筒里面加水，之后再加入适量的膨润土，在浸泡12个小时之后才可以投入使用。除此以外在使用之前还需要用清水把纤维素溶解成1%到3%的溶解液，在充分溶解过后混入泥浆之中，并加入适量的分散系试剂。

其次，需要进行净化工作，为了确保质量符合相关的标准，在进行钻孔工作的时候，往往会采用机械处理器和重力沉淀的方法进行，在净化的过程中，利用震动来去除大的颗粒，在经过旋流分离器对一些小的颗粒进行筛选。

最后，要对泥浆的质量进行相关检查，确保泥浆的浓度达标，其相关的性能合格，避免太稠或太稀的情况出现。

（四）钻成孔反循环技术

在进行钻孔的时候，需要注意速度，不宜过快，应当保持缓慢进行，在钻头达到了两米深以后才能开始提升速度。当孔的深度在1到60米的范围之内往往采用正循环进行工作，而当孔的深度达到了60米以后就会采用反循环的钻孔方式。

值得注意的是，细沙层和粘土层是交错的，所以在进行具体的施工过程中，需要时刻要关注底层的变化状况。在进行钻孔的时候，要观查钻机的工作情况，确保没有因为震动而导致位置发生偏移，如果发现了位移的情况，一定要第一时间采取相关的措施来进行处理，及时解决安全问题。

在进行清洗的时候分为一次清洗和二次清洗，一次清洗主要是对终孔进行的，二次清洗是在灌注混凝土之前。进行完了二次清洗以后一定要对密封圈进行严格的检查。

（五）钢筋笼的制作和安装

在此工程项目中，还需要对钢筋笼进行制作与安装。钢筋笼的制作，主要是在钢筋厂内进行的。由于此工程项目的特殊性，所以需要进行固定台台模架的制作。在进行分解制作的时候，一定要对钢筋笼的每一个节段进行有序的编号，这样一来就可以有效地保证后期的吊装工作井然有序。此外，在钢筋笼安装的阶段中需要按照施工设计蓝图的要求将其绑扎成型，而后需要在钢管笼内将三根钢管以及三根压浆管焊接在一起。并且在安装的时候确保浆孔是朝下的，如此才能够提高整体工程的施工质量。

值得注意的是，在钢筋笼下放施工阶段，需要做好钢筋笼垂直度的控制，如果发现钢筋笼的垂直度超过规范值，就需要马上调整，确保钢筋笼上下对接的协调性。当钢筋笼安装就绪之后，就需要使用钢筋对其进行加固施工，并且对顶面桩头钢筋以及不同位置有效的钢筋进行焊接固定，减少灌注混凝土时出现钢筋笼上浮等问题。

四、应急事故及其处理措施

对于桩基工程而言，在施工时由于受到技术因素还有环境因素的影响，反循环钻成孔技术的应用经常会出现各种问题，为了能够将此类问题解决，需要采取以下的措施做好各方面的控制。

（一）混凝土凝结而发生断桩

在具体的施工环节中，会出现各种各样的问题，其中往往会遇到工程停工的情况，这一般是由于施工所需要的混凝土材料不能够及时供应以及相关的设备发生了故障。面对这种情况，必须要在施工前对相关设备进行保养检查，根据施工项目的具体情况配备一些备用的设备，并且结合施工部门自身的施工能力制定出相关的应急预案。

（二）灌注混凝土时发生堵管

在进行混凝土的灌注工作时，常会发生一些管道堵塞的情况，这往往是由于灌注导管存在破损、在灌注混凝土的时候准备的时间太长，以及导管埋深太大。针对这一情况，相关的技术工作人员在安装之前，必须要对相关的管道进行彻底检查，派遣专业的技术人员使用科学的检查方法，对灌注导管进行检测，确保导管的接头密封性处于良好的状态，并且没有裂缝存在。

除了这些以外，相关工作人员还可以通过压水的方法来检查灌注导管是否存在破裂。灌注导管的底部与孔底之间有着300到500米的距离。相关的技术工作人员必须按照相关的标准，制定出合格的隔水拴，长度要≤ 200毫米。

在进行二次清洗过后，必须立刻对混凝土进行灌注，与此同时，要重新进行孔位的清理工作。这样一来就可以有效地避免孔内悬浮颗粒下沉的情况。

五、结语

综合以上叙述，在桥梁桩基工程项目施工阶段中，合理应用反循环钻成孔技术可以提高桩基质量，对强化后续工程的质量有着关键作用。

因此在反循环钻成孔技术运用时需要根据项目的实际要求，严格的做好施工方案的优化。并且要求作业人员根据反循环成功技术的要点，做好技术的管理控制，保证技术的作用能够发挥出来，如此才能够提高桥梁桩基础的整体质量。