市政桥梁桩基施工中反循环钻成孔技术的应用研究

文/李姮

1 前言

在城市建设与发展中，市政桥梁工程占据着不可小觑的重要位置，近些年，反循环钻成孔技术在桩基施工中得到了广泛应用，在桩基施工中应用该项技术，除了能够实现更加高效的施工效率以外，还能够切实保障桩基的施工质量。但是在具体应用的过程中依然存在着一些问题，影响着该项施工技术自身重要价值的发挥，为此就必须在实践应用中进行技术的优化。

2 应用反循环钻成孔技术进行市政桥梁桩基施工的原理

反循环钻成孔技术通常在填土、砂砾、淤泥、砂土、黏土以及粉土等地层形态施工中应用得比较广泛。在对软岩形态的地层进行钻成孔施工时，可以使用圆锥式钻头，而在对硬岩形态的地层进行钻成孔施工时，则可以使用滚轮式钻头。当然，反循环钻成孔技术并不是适用任何形态的土层。例如：对于湿陷性比较严重的黄土层就不适合应用该技术。反循环钻成孔技术的原理很简单，就是在进行钻孔操作时，在桩顶的位置安装一个比桩直径大约15%的护筒。与地下水相比，护筒内水的高度需要高出2m 以上，同时作用于孔壁的静水压力不可以比0.02MPa 低，这样才能够保证孔壁的稳定性，孔壁才不会发生坍塌的问题。在进行钻孔操作时，钻头通过飞速旋转将岩土切削破碎，钻孔中使用的冲洗液会由钻杆和孔壁之间的位置流到钻孔的底部，并且钻渣也可能随之一同流到钻孔的底部。在负压的影响下，钻杆内腔混合液会渐渐地升高，逐渐从内腔溢出地面，流进沉淀池中，再进入到泥浆池中，经过净化处理后，再返回到钻孔内，以此形成良好的循环。

3 应用反循环钻成孔技术进行桩基施工时存在的弊端

从现阶段市政桥梁桩基施工中应用反循环钻成孔技术的实际情况来看，其中依然存在一些问题，具体见表1。

表1 应用反循环钻成孔技术进行桩基施工时存在的弊端

4 改善反循环钻成孔技术应用的有效策略

4.1 合理布置施工场地

在应用反循环钻成孔技术进行市政桥梁桩基施工前，一定要结合施工要求和施工现场的土质情况，合理布置施工场地。第一，平整施工现场土地的表层，并夯实，同时将场地上的杂物和垃圾及时清理干净。第二，平整夯实完土地表层后，就可以进行测量与放样。首先，标注出桩基的具体位置。其次，在桩基周围钉上保护桩，保护桩的形状一般为十字型。最后，在进行钻孔操作前，对施工路线做好规划，并对其进行多次重复性审核，确保钻孔与通行道之间存在一定的距离差，防止通行道影响孔壁的稳定性。第三，记录测量和放样时的数据。如果市政桥梁工程建设在比较干旱的土地上，因为施工场地的地下水位于地面以下，所以在使用的过程中可以按照上述操作进行。但是如果市政桥梁工程建设在浅水滩处，那么就需要将钻孔机安装在筑岛的顶面，并且筑岛顶面需要比施工水位高出1m，同时还必须对施工场地进行填土、夯实处理，防止沉陷不均匀[1]。

4.2 合理配比冲洗浆

在应用反循环钻成孔技术进行市政桥梁桩基施工时，需要利用冲洗浆将钻头上的泥渣清理掉，通常使用的冲洗浆为具有较低黏度和浓度的泥浆。应用反循环钻成孔技术在较为松散的土层上进行桩基施工时，可以选择使用塑性指数不低于25，粒径在0.005mm 以下的黏土，并且泥浆中的颗粒含量需要达到50%的比重，并将其与适量的泥土混合在一起制作成冲洗浆。如果是跨度较大的市政桥梁工程施工，其施工现场通常很难找到适合的黏土，这时可以选择使用质量一般的黏土和塑性指数为25 的黏土混合在一起。在混合的过程中，必须保证混合黏土中不含有碳酸钙、石灰等化合物。完成冲洗浆的调配，确保冲洗浆的配比足够合理后，便可以直接将其投入到钻孔中。开启钻机，利用钻头的飞速转动在空洞内填满泥浆。随着钻孔深度的不断增加，需要持续对孔洞进行补浆处理，将护筒内的水位维持在要求的位置，避免因为压力不足而导致孔壁坍塌[2]。

4.3 应用反循环钻成孔技术进行钻孔灌注桩基施工

在制定市政桥梁钻孔灌注桩基施工程序的过程中，需要准确把握钻机设备的主要特点。在针对现场表层土壤施工的过程中，相关工作人员一定要连续传输泥浆，防止因为泥浆处理不够恰当而影响桩基的质量。在钻孔的过程中，技术人员一定要事先收集相关的数据信息，并对其进行准确的计算，以此保证钻孔施工的精准度。另外在进行桥梁钻孔灌注桩基施工的过程中，还可以应用甘钢筋笼等技术手段，必要情况下，还需要对桩基进行加固处理。相对于人工挖掘来说，反循环钻成孔技术的应用可以使得施工变得更加高效，并且施工的效果相对更好一些，同时还可以进行大规模施工。从现阶段的实际情况来看，市政桥梁工程桩基施工中经常应用的钻孔施工技术主要包括两种，除该项技术以外，还包括循环钻成孔技术。在实际施工中，反循环钻成孔技术的运用相对来说更为广泛。钻孔施工技术的应用，泥浆会由钻杆和孔壁之间的空隙流入到孔底，随后钻杆会将泥浆由孔底抽出来。运用反循环钻成孔技术进行桩基施工时，需要确保钻杆内腔的面积小于外部空隙。运用反循环钻成孔技术提取泥浆时，其速度要比应用循环钻成孔技术快很多，并且还可以确保钻孔施工符合工程整体施工要求。

4.4 应用反循环钻成孔技术时需要注意的各个事项

在建设市政桥梁的过程中，需要在应用反循环钻成孔技术进行桩基施工前，深入到施工现场，针对现状合分析，通过科学的方式测绘施工现场的实际情况，以此保证施工方案的合理性。有关单位一定要认识到施工方案设计对整个工程建设的重要性。在明确施工设计方案后，进行桩基挖掘施工前，需要在桩基的周围引出四个桩心，将其作为桩基施工的主要控制点，在做标记时则需要选择比较牢固的木桩。每次挖掘好孔道后都需要及时改变固定木桩的位置，以此保证孔与孔之间的各个间隙相等。除此之外，在应用反循环钻成孔技术进行市政桥梁桩基施工时，一定要重视施工质量。修建市政桥梁工程的目的是推动社会经济的进一步发展，并满足人们对道路交通的需求，控制工程的施工质量就是促使该工程的重要价值得以充分发挥。反循环钻成孔技术的应用，在布置桩基施工现场时，需要针对排水系统、冲洗浆的循环使用以及排渣系统的合理设置等展开综合分析，以此保证在进行钻孔操作时，可以将泥浆及时清理干净，从而保障整个通道一直处于畅通无阻的状态。如果在施工前没有综合考虑这些因素，在后续的施工中很可能会因为杂物、垃圾没有及时清理干净，而造成通道堵塞，从而影响市政桥梁工程的整个施工工期。

5 结语

总而言之，反循环钻成孔技术在市政桥梁桩基施工中应用的基本原理并不难理解，但是这并不代表该项技术的应用非常简单，相反其应用比较复杂。在市政桥梁桩基施工中具体应用时，之所以该项技术的优势未能够得以充分发挥，就是因为其中依然存在着一些有待解决的问题。因此，在市政桥梁桩基施工中应用反循环钻成孔技术时，一定要在施工前做好充分的准备工作，合理地布置施工现场，确保施工现场的各项条件都符合反循环钻成孔技术的应用要求，并且在具体施工前，还需要全面落实技术交底工作，以便灵活、熟练地应用该项技术，同时还应该合理配比冲洗浆，实现冲洗浆的合理循环使用，进而充分发挥反循环钻成孔技术的应用优势。