桥梁桩基施工背景下的反循环钻成孔技术应用探析

陈伟锋

摘要：随着信息社会的不断进步和发展，我国的交通行业也有了很大的变化，随之而来的是公路桥梁的工程量越来越大。桩基础在桥梁工程中占据非常重要的作用，而反循环钻成孔技术由于其专业有效性正在被积极应用在桥梁桩基础施工过程中。在具体的实施过程中，不光要有专业的技术，技术人员还应该结合实际情况，作出更加合理科学的施工方案，在保证桥梁桩基施工质量的前提下，更好的提高施工效率。

关键词：桥梁桩基；反循环钻成孔技术；施工质量

一、反循环钻成孔技术的简单论述

反循环钻成孔技术普遍应用在桥梁桩基工程中。反循环钻成孔是在静水压力下进行钻孔工作的，它与有很多优点，如钻孔直径比较多大，利于灌注，它对泥浆质量要求也不高，能较为准确鉴定孔底岩性，钻进速度与成桩效率有大幅度提升，孔壁稳定，成孔质量较好，混凝土浇注质量可以得到有效保证，提高单桩承载力，降低造价和施工成本等。反循环钻成孔适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土、砂砾等地层，对地层适应性非常广泛，它也适用于当采用圆锥式钻头等可进入的软岩及采用滚轮式钻头可进入的硬岩。但是它不适宜用于自重湿陷性黄土层，也不宜用于无地下水的地层，对于粒径较大的卵砾石层、抛石层和大孤石层反循环钻进效率很低，甚至无法进尺。

反循环钻成孔技术作为桥梁桩基工程中的重要技术，有着其他技术无法比拟的优势。在钻机施工时，通过旋转盘带动钻杆顶部的钻头切削破碎岩石，钻进冲洗液从钻杆与孔壁之间的环状空间中流入孔底，冷却钻头，并携带岩土钻渣，混合液在负压作用下从钻杆内部上升到底面溢进沉淀池后返回泥浆池中净化，净化后的冲洗液又返回孔内形成循环，这样形成的反循环系统，不仅可以加快桥梁桩基础工程的施工进度，还可以提高施工质量。

二、反循环钻成孔技术具体在桥梁桩基工程中的应用

1、反循环钻成孔的施工工艺

钻孔灌注桩钻孔的主要施工程序为：测量定位—埋设护筒—钻进就位—泥浆制备—钻进—检控—制作安装钢筋骨架—清孔—检查验收等。反循環钻成孔技术的施工工艺以及质量控制流程图如下：

2、反循环钻成孔的施工特点

反循环钻孔中最为重要的就是护筒埋设。在反循环钻孔灌注桩过程中，护筒起到很多作用，如：定位，钻孔导向，保护孔口以防底面石块调入孔内，隔离孔内空外表层水份，保持泥浆水位压力防止坍孔，桩顶标高控制依据之一，防止钻孔过程中的沉渣回流，保护孔内水位高出施工水位以稳定孔壁等。埋设护筒是钻孔灌注桩的必须施工过程，包括挖土、放护筒、周边回填。护筒埋设需要注意的事项：护筒平面位置埋设准备，偏差不大于50mm，护筒顶部标高应该高出地下水和施工水位1.5-2.0mm，护筒溢浆口应该高出地面0.2-0.3mm，护筒底部应该低于施工最低水位，一般低于0.1-0.3mm即可，埋设护筒挖坑只需要比护筒直径大0.5-1.0mm，护筒四周用粘土夯填密实，护筒底部必须在黏土层中，否则应填粘土并夯实，厚度不小于50cm。影响钻进因素的大致还有：地质强度，钻头的质量，钻机的机型，钻速以及人的因素等。每台钻机施工人员配备如下：

三、反循环钻成孔技术在桥梁桩基施工过程中常见问题分析以及处理措施

1、反循环钻成孔技术施工过程中的常见问题分析

反循环钻成孔操作过程中通常会由于操作不当导致斜孔、弯孔、缩孔等不满足施工需要的孔出现，或者护筒周围冒浆、孔口坍塌、地表沉陷等，这时候就必须强制要求立即停止钻进施工，采取合理有效的方式处理之后才可以继续施工。

2、反循环钻成孔技术施工中问题的处理措施

对于反循环钻成孔技术在施工过程的斜孔、弯孔，应该用钻锥在孔的偏斜处进行反复扫孔，使得钻孔正直；如若遇到偏斜比较严重的应该及时回填粘土至偏斜处，等到沉淀密室后方可以重新钻孔。还以通过一些正确的方式进行预防：保证钻机底座凭证，钻杆垂直，钻机安装牢固，机架不摆动，钻杆和吊绳始终对准孔心，地基夯实，还应该加强机械保养定期检查维修，减小钻进过程中钻杆的晃动。

对于钻孔过程中出现的缩孔，通常是由于两种原因导致的，钻锥磨损过大以及地层中有软土或者粘土泥岩等。可以通过及时焊补维修钻锥和调整失水率小的优质泥浆护臂来解决。

施工过程中如果发现护筒内水头不能保持，水位下降则是由漏浆现象发生，这时候就要根据实际情况及时补救。对于上部渗透性强的地层引起的漏浆，可以将护筒周围填粘土夯实，增加护筒沉埋深度，加稠泥浆，以减少孔内水的渗透，还可以填入片石、碎卵石片，反复冲击密室孔壁。钻孔泥浆时必须及时补水补浆，保证孔内水头，防止坍孔。而且在进入空洞前，应预备足够多的泥浆，以做好补浆准备。钻成孔用浆性能指标和泥浆配比实例如下图：

但是对于不同的实际情况可以通过不同的方式进行预防：对于渗透性强的地层在护筒埋设时应该用粘土夯实密实，可适当加长护筒埋设深度；对于存在渗透性强的地区，可将泥浆粘稠适当加大；还应该认真做好地质检查，对于空洞地区，应该提前准备好泥浆，做好补浆准备。

塌孔的特征是孔内水位忽然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量明显增加而不见孔进尺，钻机负荷明显增加等。这时候如果塌孔不是很严重，可通过回填至塌孔位置以上，采取改善泥浆性能、加高水头、增加护筒的埋设深度等措施继续钻孔；如果塌孔严重，应该立即将钻孔用砂和粘土回填重新钻孔。在施工过程通过一些措施可以防止塌孔的出现，在松散粉砾土或流沙中钻进时，应该控制钻进速度，选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆；当潮汐地区水位变化较大时，应该采取升高护筒、增大水头或用虹吸管、连通管等保证水头相对稳定；清孔要保证孔内水头高度达到施工要求，供水管应该通过水槽或者水池减速后进入钻孔，不应该直接插入钻孔内，保证不会因为水直接进入而冲刷孔壁，且不可触动孔壁；吊入钢筋骨架时候应该对准钻孔中心垂直插入，防止对孔造成破坏。

施工过程中，应该对泥浆稠度、钻渣进出口、钻杆内径大小、排渣设备进行认真检查，还应该根据实际情况选择合适的钻机以及钻进速度，以防不符合要求的孔的出现，但是如果出现了不符合要求的孔，也应该进行积极补救，在保证施工质量的前提下更好的加快施工进度，保证工程的及时完成。

结尾：

在桥梁桩基工程中合理采用反循环钻成孔技术，不仅可以很好的保证桥梁施工质量，还可以加快工程施工的效率。但是如果没有严格遵循桥梁桩基工程施工标准，而盲目采用反循环钻孔技术进行施工，不仅不能达到理想效果，而且还会造成不可弥补的工程错误。因此在实践过程中，必要要严守相关的工艺标准，全面分析施工条件，这样才能更好地使用反循环钻成孔技术进行有效施工。而且要掌握和分析反循环钻成孔技术的优点和不利，科学合理的分析桥梁桩基工程中可能遇到的问题，预防在工程施工过程中可能出现的一些问题，及时找出相应的措施，以便更好地使用反循环钻成孔技术。

参考文献：

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