超深全岩地质复合接力钻孔灌注桩施工

武坤伦WU Kun-lun

（河北建设勘察研究院有限公司，石家庄050000）

1 工程概况

流溪河特大桥钻孔灌注桩工程是新建铁路新广州站及相关工程ZQ-1标段基桩工程项目。位于广州与佛山里水交界处。

2 工程地质条件

工程地质层组特征及评价，根据地层成因时代，地层岩性差异，进行工程地质分析，首先根据成因时代不同，基岩划分为一大层（另位于断裂带内破碎岩石单列一层）然后再根据岩性差异、风化程度不同划分工程地质层、对于夹层或沉积相变层划分为夹层。详细工程地质组特征描述如下：①泥质粉砂岩：灰黄色——灰黑色，全风化——弱风化，结构可变，裂隙发育，岩芯完整性差，岩芯呈块状。岩层由软变硬。②炭质泥岩：灰黑色，强风化，裂隙发育，岩芯完整性差，岩芯破碎呈块状，直径1～6cm，岩质稍硬，层厚3m。③炭质页岩：灰褐色，强风化，层状结构，裂隙较发育，岩芯呈块状，直径1～5cm，局部风化成泥。④泥质粉砂岩：灰白色，弱风化，砂质结构，快状结构，裂隙较发育，呈短柱状。⑤石英砂岩：灰色，弱风化，砂粒结构，层状构造，裂隙发育，裂隙面光滑。有挤压擦痕，岩芯呈柱状或块状。⑥结构角砾岩：强风化，灰黑色，主要成分为灰质灰岩、泥质粉砂岩呈角砾状，直径1～4cm。

3 钻孔灌注桩施工

本工程地质情况复杂，并且为全孔入岩，开孔就是基岩，最大深度可达110m。根据地质条件，在施工过程中采用了液压冲击反循环钻机和回转钻机相配合施工的方法，首先使用液压冲击反循环钻机开孔，钻进深度达到45m左右，再使用回转钻机钻进成孔，这样就存在二次对中的问题。另外在钻进施工过程中还遇到了很多问题，Φ2.5m水上桩护筒底口漏浆，超深孔垂直度易超标，基岩过硬对钻具破坏严重，Φ2.5m超深桩灌注等。针对以上的问题，主要采取了以下措施：

3.1 二次对中的控制 冲击钻机钻进至要求孔深后，测量人员按照原桩位点引出护筒上的桩中心定位点，回转钻机按照定位点使钻机就位，就位时保证钻机顶部的起吊天轮中心、转盘中心、桩孔中心在同一铅垂线上，其偏差不得大于2cm。钻机就位后，由测量人员用经纬仪或线锤检查转盘中心与桩位中心是否重合，并用水平仪测量钻机底盘四角的标高，对钻机进行调平，最后用定位型钢将钻机固定和限位，以确保钻机底盘水平、稳固，钻塔与底盘保持垂直状态，在钻进过程不产生位移或沉陷。

3.2 Φ2.5m水上桩护筒底口漏浆的处理方法 在Φ2.5m水上桩的施工过程中，第一个孔为10#孔，由于地基为基岩，河道的沙层覆盖仅有1.5m左右，护筒在振设时也只能穿过覆盖层，如果再加大振设力度，护筒底口就有振卷的可能，在加上河水的冲刷，护筒的实际埋深也只有1.0m左右。在10#孔施工中，冲击至护筒底口，河水就会和孔内泥浆串通，导致孔内泥浆稀释，河沙进入孔中，破坏泥浆性能，存在很大的塌孔风险，而且对钻头的破坏性极大。针对10#孔这种情况，经研究决定采用护筒跟进和回填粘性红土、刨花堵漏的方法进行护筒底口处理。具体方法为首先采用冲击钻头冲进至护筒底口以下2m，再用振动锤对护筒进行二次振设，然后回填粘性红土至护筒内3m，再继续冲进到护筒底口，加入适量的刨花，进行循环。通过这种方法很好的处理了10#孔护筒底口漏浆的问题，保证了孔内泥浆的性能，并且保证了孔内的泥浆液面高度，很大程度的预防了塌孔事故的发生。

在处理10#孔的经验基础上，对其他孔也分别进行了类似的处理，取得了很好的堵漏效果，保证了施工的质量。

3.3 钻孔垂直度的控制 289#墩施工深度为110m左右，全孔入岩，并且两种钻机配合作业，垂直度的控制至关重要，在第一个孔（10#孔）的施工中采取的具体控制措施如下：①在两钻机衔接时，确保同一中心，避免在衔接面产生台阶，形成台阶孔。②冲击钻机冲进时，为控制钻孔的垂直度，每2～4h须测一次孔斜情况（可采用钢丝绳与桩心相对位置的偏移程度进行控制，开孔时与当前孔深时的偏差不能超过1cm），如超过标准，必须及时修孔，至合格后方可继续向下钻进。③在回转钻机钻进时采取减压钻进，使加在孔底的钻压小于粗径钻具总重（扣除泥浆浮力）的80%。④定时检测回转钻机底座的水平度（底座四角高差不得大于3mm）及钻塔的垂直度，发现问题及时调整，以保证钻孔的垂直度。⑤钻机钻进至软硬不均地层部位时，加大扫孔频度，重点防止斜孔、台阶孔，同时特别注意防止掉钻等孔内事故的发生。⑥回转钻机采用扶正器导正。在钻头上部加设直径为2.47m的扶正器，以增加粗径钻具的长度，保证钻头在施工过程中的稳定性。⑦在钻进强风化炭质泥岩时，由于岩质较软，故要适量控制钻压和钻速。⑧弱风化石英砂岩强度高，施工中保证钻具的加工质量，不使用弯曲或法兰变形的钻杆，且钻头的刀盘和心管必须垂直。经过以上具体措施的控制，10#孔成孔后经超声波检测仪检验，垂直度符合要求，并且高于规范要求的精度。在接下来的施工中，控制取得了很好的效果，成孔的垂直度全部符合要求，一次验收合格。

3.4 基岩过硬，防止掉钻的措施 在钻进过程中，发现石英砂岩对钻具的破坏极大，钻进此地层时很容易造成掉钻事故，为了防止掉钻，采取的措施有：①冲击钻机每正常钻进12h后，提钻检查钻头、钻杆及钢丝绳，对钻头进行修补，保证钻头直径不小于设计桩径2cm。钻头修补后下钻钻进，要缓慢下放钻头，钻头不能顺利下放时，采用小冲程冲击扫孔，时刻防止发生卡钻事故。钻头放至孔底，先采用小冲程钻进，10min后再利用大冲程正常钻进。②回转钻机钻进时，适当控制钻压及钻具转速，采用减压钻进，使加在孔底的钻压小于粗径钻具总重（扣除泥浆浮力）的80%；认真、仔细检查下入孔内的钻具，保证其可靠性，钻杆连接螺栓应拧紧上牢；定期对孔内钻具提钻检查，重点检查加重杆管壁及钻杆上下法兰；钻进过程中特别注意保证孔口安全，孔内严禁掉入铁件（如扳手、螺栓等）物品，以保证钻孔施工正常顺利进行，防止掉钻事故的发生。

3.5 Φ2.5m钻孔桩的混凝土灌注 Φ2.5m钻孔桩的最大桩长可达95m，灌注的方量可达500m3混凝土，灌注的任务较大，时间较长。我方与总承包方协商由两台泵车同时进行灌注，配合使用8台罐车进行混凝土的运输，大大提高了灌注的速度。

在灌注过程中，主要控制以下几点：①灌注前，在孔口检查混凝土的坍落度和和易性，混凝土的塌落度控制在18cm～22cm，并有较好的和易性时才能灌注。②按照计算好的初灌量进行首次灌注，首次灌注后导管在混凝土中埋深不小于1.0m。首次灌注时导管底端与孔底距离保持在0.3～0.5m。③混凝土面测量以测锤多点测量为准，同时用混凝土灌注量计算值进行复核，二者误差较大时找出误差原因，排除影响混凝土灌注的因素，再继续进行灌注。④混凝土灌注工程中导管的埋管深度控制在2～6m之间，导管拆除时进行准确记录，并认真复核已拆除的导管长度，确保了导管拆除时不出现错误。⑤确定灌注标高，保证最后一次灌注后混凝土标高高出设计桩顶标高0.8m以上。

4 结束语

钻孔灌注桩基施工过程中会遇到很多复杂的困难，以上是我们在施工过程中遇到的一个工程实例，在具体施工中采用的方法仅供同行参考，有不妥之处敬请指正。

[1]徐小民.浅谈潜水钻成孔灌注桩的质量控制[J].科技资讯，2009(25).

[2]原振东.沉管灌注桩的质量控制[J].科技创新导报，2009(26).

[3]卢志宇.砂性土层中采用水泥搅拌桩套打钻孔灌注桩施工的质量监督与控制[J].科技资讯，2008(12).