正循环钻孔灌注桩与冲击钻成孔灌注桩优劣势浅析

【摘要】目前，我国对公路工程建设投资持续上涨，PPP项目方兴未艾。本文就笔者正在施工的PPP项目实施过程中正循环成孔与冲击钻成孔灌注桩优劣势的亲身体会简单整理如下，与读者共飨。

【关键词】公路工程 钻孔桩 分析

Analysis of the advantages and disadvantages of the positive circulation drilling pile and the impact drilling bored pile

Sun Hao-zheng

（Shandong Highway Engineering Development Center， LuqiaoWeifangShandong261041）

【Abstract】At present， China's highway construction investment continued to rise， PPP project in the ascendant. The implementation of this article the author is the construction project in the process of PPP positive circulation hole and impact drill hole filling pile into the advantages and disadvantages of experience simply summarized as follows， and readers were famous.

【Key words】Highway Engineering；Bored pile；Analysis

1. 引言

某跨潍河大桥新建工程于2017年2月12日开工，桩基础劳务分包队伍执意采用正循环钻孔机械钻孔，耗时15天一棵桩也没钻出来，反倒是液压油管破裂，造成一定的经济损失不算，白白的浪费了工期，后来采用10台冲击钻成孔，现已经成功灌注55颗桩基础。今就正循环钻孔灌注桩与冲击钻成孔灌注桩优劣势分别阐述如下。

2. 正循环钻孔灌注桩优缺点及适用范围

2.1优点。

（1）钻机小、质量轻、狭窄工地也能使用。

（2）设备简单，在不少场合可直接或稍加改进借用地质岩心钻探设备或水文水井钻探设备。

（3）设备故障相对较少，工艺技术成熟，操作简单，易于掌握。

（4）噪声低，振动小。

（5）工程费用较低。

（6）能有效地用于托换基础工程。

（7）有的正循环钻机可打倾角10°的斜桩。

2.2缺点：由于钻孔直径大，正循环回转钻进时，钻杆与孔壁之间的环状断面积大，泥浆上返速度低，夹带泥浆上返速度低，夹带泥浆颗粒较小，排除钻渣能力差，岩土重复破碎现象严重。

2.3适用范围：正循环钻进成孔适用于填土层、淤泥层、黏土層、粉土层，也可在卵砾石含量不大于15%、粒径小于10mm的部分砂卵砾石层和软质泥岩中使用（硬质火成岩是绝对不能使用的）。

3. 冲击钻钻孔灌注桩优缺点、适用范围及施工要点。

3.1基本原理。冲击钻成孔施工法是钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头，在一定的高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击动能冲击土层或破碎岩层形成桩孔，再用掏渣筒泥浆循环方法将钻渣岩屑排出。每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。

3.2优缺点及适用范围。

3.2.1优点：

（1）用冲击法破碎岩土尤其是破碎有裂隙的坚硬岩石所消耗的功率小，破碎效果好；同时，冲击土层时的冲挤作用形成的孔壁较为坚固，孔壁稳定。

（2）在含有较大卵石层、漂砾石层中施工效率较高。

（3）设备简单，操作方便，电脑等先进技术利用率高，钻进参数容易操控，设备移动方便，机械故障少。

（4）钻进时孔内泥浆一般是不循环的，只起悬浮钻渣和保持孔壁稳定的作用，泥浆用量损耗小。

（5）钻进过程中，只有提升钻具时才需要动力，钻具自由下落冲击岩层是不需要动力的，能耗小，和回旋钻相比，当设备功率相同时，冲击钻能施工较大孔径的桩孔。

（6）在流沙层也能钻孔，回旋钻就望而却步了。

3.2.2缺点：

（1）利用钢丝绳牵引冲击钻头进行冲击钻进时，大部分作业时间消耗在提升钻头和掏渣上，钻进效率较低；随着桩孔加深，掏渣时间和孔底清渣时间均增加很多。

（2）容易出现装孔不圆的情况。

（3）容易出现孔斜、卡钻、掉钻头等事故。

（4）由于冲击能量的限制，孔深和孔径较小。

3.2.3冲击钻适用于填土层、淤泥层、黏土层、粉土层，也适用于较硬岩石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的岩层，而后者常常是回旋钻进和其他钻进方法施工困难的地层。

3.3冲击钻施工要点。

3.3.1钻机底部一定要牢固，同时，必须保证钻机钢丝绳、钻头中心和桩基的中心重合，以免造成孔位偏差，这一般会造成疏忽的地方。开孔前。要研究明白地质柱状图。

3.3.2合理安排施工工序，尽量避免个孔施工间的相互扰动，避免“穿孔”事故发生。宜采用“跳打法”，或相邻灌注桩混凝土关注完毕36h以上。

3.3.3护筒内泥浆高程要高于地下水位1.0m以上。

3.3.4冲击钻进要注意：

（1）要控制钢丝绳放松量，少放勤放，防止“打空锤”。

（2）在卷扬机钢丝绳上做好记号，防止冲击钻缠卷冲击钻具。

（3）要保证泥浆供给量。

（4）不要采用锤头高冲程，防止卡钻头。

（5）经常检查钢丝绳质量，断丝多了要赶紧换钢丝绳。

（6）要经常补焊钻头。

（7）要经常检查孔径，防止缩孔。

3.3.5刚刚进入岩层时，要减缓进尺，轻提锤头，待岩面平整后再加快进尺；冲击钻头要平稳，尽量少碰撞井壁；进入岩层后，要清孔取样，作好记录，为桩基础桩长变更设计提供依据。

3.3.6掏渣要遵守以下规定：开孔阶段孔深不足4m，不宜掏渣，应尽量使钻渣挤入孔壁；要及时掏渣，避免钻渣被重复破碎，降低施工效率；每次掏渣后要及时补充泥浆或黏土，保持孔内水位高于地下水位1.5～2m。

4. 结语

正确选用钻机，可以节约工期，降低费用，避免工程“前松后紧”。

[文章编号]1619-2737（2017）05-09-603

[作者简介] 孙浩正，男，职称：高级工程师，2007年1月毕业于南昌航空工业学院，长期从事工程管理工作。