全砂层地质水下钻孔桩施工技术要点

全砂层地质水下钻孔桩施工技术要点

杨前进

陕西靖神铁路有限责任公司

摘要：在桥梁工程中，对于全砂层地质的水下钻孔灌注桩进行施工，此项施工属于隐蔽工程，施工技术要求比较高。特殊地质水下钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中的应用，能提升动载和静载传递的稳定性。要根据工程具体情况，此技术的灵活性和适应性都很强，对此技术进行合理的运用，以确保工程质量。在全砂层地质下进行钻孔灌注桩的施工风险较大，施工工艺和技术要求有一定的难度，结合一个工程实例，浅谈我们的一些做法和想法。

关键词：全砂层地质；水下钻孔灌注桩；施工技术；预防措施

引言：随着桥梁工程对地基承载能力、沉降能力要求的提高，特殊地质下钻孔灌注桩技术开始在桥梁工程施工中得到广泛应用。通过对钻孔施工地质分析、泥浆技术指标控制、钻孔成孔过程中对孔壁扰动、清孔后泥浆指标控制、混凝土灌注质量进行控制及卡钻坍孔预防措施等，可使整个桥梁工程的施工质量得到保障。

一、地质概况

某河道处修建一座跨河道市政桥梁，设计桩长75m，根据钻探现场地质描述、原位测试及室内土工试验结果，将场地勘探深度（80.0m）范围内自上而下地质情况为素填土及杂填土（0.50～2.70m）、灰黄色中砂（2.70～80m），中密～密实，饱和，含粗砂、砾砂颗粒，偶见圆砾，实测各钻孔地下水水位标高介于371.56～372.41m，属潜水类型。

二、钢护筒制作及埋设

护筒采用8mm钢板卷制成型，其内径大于设计桩径200mm，上下口外围加焊加劲箍。此地质建议钢护筒长度超过地质中含砾砂颗粒、圆砾层，防坍孔。

护筒安装时，可采用挖坑埋设法实测定位，且护筒的底部加强刃角，护筒顶一般高于原地面0.3m或水面1.0-2.0m，要对其位置进行复核，其竖直方向的倾斜度不大于1%，护筒中心与桩位中心误差不得大于50mm，埋设护桩，旋挖桩边开挖边夯下护筒并通过护桩拉线确认护筒中心准确，护筒焊接坡口焊。

三、钻进成孔

1.泥浆制备

对于全砂松散易坍塌地层，有地下水分布，孔壁不稳定，使用优质粘土或膨润土造浆。

造浆后必须严格控制泥浆比重指标。钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，并随时注意地质变化，根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标，保证泥浆的各项指标符合规范要求。由于段内地层多为砂层，容易发生坍塌，在钻进过程中可适当加大泥浆比重，泥浆比重宜为1.2～1.4，粘度为20-25S，含砂量采用分砂器控制在2%-4%。

钻孔施工现场设置回收泥浆箱用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，检测泥浆比重，调节比重后可重复使用。

2.钻进

砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度；如在实际施工过程中出现卵石层，则采取以下措施：对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层。

在钻进过程中应保证泥浆面始终不低于护筒底部500mm以上，并应严格控制钻进速度避免由于进尺过快而造成坍孔埋钻事故。钻斗的升降速度宜控制在0.75--0.8m/s。

3.终孔

钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型进行检查。期间必须保证泥浆比重和循环，切勿加水或停止循环泥浆。

四、钢筋笼、导管安装

钢筋笼安装前安排好所有准备工作，以最短时间完成钢筋笼安装施工，避免孔内泥浆循环停止导致的坍孔等情况，期间孔内加泥浆，防止泥浆下渗过深坍孔，导管采用丝扣灌注导管，安装人员上足，尽快安装完成，第一时间循环泥浆并活动导管，防导管被卡或坍塌埋住。

五、清孔、检测及水下混凝土灌注

清孔孔底沉渣满足设计要求，泥浆比重宜为1.1～1.3，含砂率不大于4%，粘度为20-25S。根据试验配比混凝土中加入适量外加剂，混凝土拌合物应具有良好的和易性及流动性，减少混凝土对孔壁的挤压和扰动，其坍落度控制在200~220为宜。在灌注过程中，导管埋置深度宜控制在4～6m，不可埋深过多，防止活动导管扰动孔壁过大。

六、卡埋钻具、坍孔问题及其预防措施

1.卡埋钻具是旋挖钻进施工中最容易发生，一旦出现，要采取有效措施及时处理。

主要方法：①直接起吊法，即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊。②钻头周围疏通法，即用反循环或水下切割等方法，清理钻筒四周沉渣，然后再起吊。③高压喷射法，即在原钻孔两侧对称打2个小孔（小孔中心距钻头边缘0.5m左右）然后下入喷管对准被卡的钻头高压喷射，直至两孔喷穿，使原孔内沉渣落入小孔内，即可回转提升被卡钻头。④护壁开挖法，即卡钻位置不深时，用护筒、水泥等物品护壁，人工直接开挖清理沉渣。

2.以中砂和含粗砂、砾砂颗粒，偶见圆砾的地址，极易出现坍孔。预防措施：①采用优质膨润土；严格控制钻进过程中的泥浆比重，且孔中泥浆面始终不得低于护筒底口50cm以上，连续造浆不能中断。②控制钻进过程中的提钻速度不得大于0.7-0.8m/s，砂层提钻速度要更加缓慢。③严格控制钻进速度，避免钻进速度过快造成坍孔和埋钻事故。

七、结语

综上所述，在全砂层桩基工程施工中，施工技术的灵活运用对于提高其整体质量有着极大作用。因此，根据工程实际情况，分析其地质、水下施工环境，通过对泥浆技术指标控制、减少孔壁扰动、清孔后泥浆指标灵活控制、混凝土灌注质量控制及预防措施等要点技术管控，全砂层地质水下钻孔灌注桩施工技术要点具有较高的可操作性，其在桥梁工程中的应用，不仅能确保施工质量，还能降低施工成本。

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