浅谈钻孔灌注桩比选

浅谈钻孔灌注桩比选

张秋霞

天津第一市政公路工程有限公司天津300163

摘要：本文简要分析四川省内江城市过境高速公路NJTJ-9标段钻孔灌注桩方案比选及施工成本分析

关键词：钻孔灌注桩旋挖钻造价施工成本

前言：随着天津市基础设施的完善，市场已趋于饱和，我公司越来越多的走向外阜，而我公司桥梁工程多，钻孔灌注桩应用较为广泛，而钻孔灌注桩按成桩方式划分为泥浆护壁成孔，干作业成孔，沉管成孔，爆破成孔等方式。成桩方式和适用条件具体详见下表：

灌注桩造孔根据造孔的难易程度，将土质分为八种：

（1）砂土：粒径不大于2mm的砂类土，包括淤泥、轻亚黏土。

（2）黏土：亚黏土、黏土、黄土，包括土状风化。

（3）砂砾：粒径2～20mm的角砾、圆砾含量（指质量比）小于或者等于50%，包括礓石（小石）及粒状风化。

（4）砾石：粒径2～20mm的角砾、圆砾含量大于50%，有时还包括粒径20～200mm的碎石、卵石，其含量在10%以内，包括块状风化。

（5）卵石：粒径20～200mm的碎石、卵石含量大于10%，有时还包括块石、漂石，其含量在10%以内，包括块状风化。

（6）软石：饱和单轴极限抗压强度在40MPa以下的各类松软的岩石，如盐岩，胶结不紧的砾岩、泥质页岩、砂岩，较为坚实的泥灰岩、块石土及漂石土，软而节理较多的石灰岩等。

（7）次坚石：饱和单轴极限抗压强度在40～100MPa的各类较坚硬的岩石，如硅质页岩，硅质砂岩，白云岩，石灰岩，坚实的泥灰岩，软玄武岩，片麻岩、正长岩、花岗岩。

（8）坚石：饱和单轴极限抗压强度在100MPa以上的各类坚硬岩石，如硬玄武岩，坚实的石灰岩、白云岩、石英岩、闪长岩、粗粒花岗岩、正长岩等。

本文从以下几方面对钻机进行选择：

1.从环境保护角度

本工程位于四川省内江市，山路崎岖，正反循环钻机产生的废弃泥浆不便于排弃。且地下水位较低，泥岩为相对隔水层，该地下水位为钻孔滞留水，场区内基岩间裂隙连通性差，富水性差、透水性差，不具备储水空间，加上地表、地下水体排泄迅速，致使基岩裂隙水贫乏。故考虑可以干作业成孔。选用旋挖钻机施工可行。

2.从地质条件角度

根据四川省内江市地表工程地质测绘及钻探成果表面：桥址区覆盖层主要为第四系全新人工填土残坡积层，粉质黏土和冲洪积层粉质黏土，下伏基岩层主要为中生界侏罗系中统沙溪庙组的泥岩、砂岩，饱和单轴极限抗压强度为15～22MPa，故为软岩层。钢护筒搭设后，可直接干挖，无需考虑泥浆护壁，地层稳定，侧向推力小，不塌孔，正反循环钻钻机扭矩小，且无法干作业，故不适用此地层。

3.从进度计划角度

由于此工程工期紧张，按施工部署要求，除施工民扰等影响，理论上139根桩3个月可完成，如果采用冲击钻或者冲抓钻，成孔工效低，影响施工进度。

4.从经济角度

比较旋挖钻和冲击钻，在相同条件的前提下，通过计算超灌混凝土的方量、工期、油电损耗、工期成本，旋挖钻成孔法需要比冲击钻成孔法节约将近一倍的费用。可见，旋挖钻成孔法使用的成本相对较低。

5.从其他角度

通过施工经验分析，冲击钻成孔对作业场地的要求相对较高，需利用大面积的作业平台，冲击钻成孔清孔需要大量的清水换浆，施工现场距离取水点距离较远，取水困难，冲击钻成孔钻孔后，混凝土浇筑方量（1.273）超方比旋挖钻（1.201）（公路定额比较，按实际施工水平应数值比此理论值低），而冲击钻在移动时需要大量的人力、机械、时间，施工时较为麻烦，冲击钻的时间较长，对工期影响较大，在钻进过程中桩容易偏位。

综上所述，本文对桥梁钻孔灌注桩进行分析：对此工程按施工质量、施工效率、环境保护、施工成本等几方面综合考虑，采用旋挖钻机。总体而言，每个施工方式都有各自的特点，在实际施工中，应根据不同的地质条件，施工现场管理水平，因地制宜，综合考虑，确保工程能顺利进行，且经济性合理。

而旋挖钻种类繁多，如何在众多钻机型号规格中，选择适用此工程且较为经济的钻机，显得尤为重要。根据地层情况（泥岩15～22MPa）咨询旋挖钻生产厂家（上海金泰），建议采用扭矩300KN*m（440万，含17%增值税专用发票），但是根据施工现场实际情况，采用徐工机械扭矩220KN*m，足可以完成此项任务。

在钻机选定的基础上，合理控制施工成本，提出几点建议：

1.钢筋

（1）钢筋原材料应分型号堆码，架离地面60cm，上覆下垫，以防雨水锈蚀，造成材料不能使用或者增加除锈引发的成本。

（2）钢筋下料前按图计算下料长度，尽量避免因下料长度引起的材料浪费，要考虑到焊接接头的位置，保证成型钢筋满足焊接要求，每个断面接头数量不大于50%，相邻接头断面间距不小于1.5m。

（3）上下节钢筋笼焊接时，需要对声测管进行连接，声测管采用套管连接，套管的两端需要电焊焊接，要求焊缝密实，不漏泥浆，因声测管被堵而影响后期检测，重新疏通造成成本加大是很常见的。

导管安装与水下混凝土灌注

灌注水下混凝土是钻孔灌注桩非常重要的工序，此工程虽未涉及水下灌注，但是施工流程和水下灌注基本一致，在灌注前要检查孔底沉渣厚度，不符合规范时，要再次清孔，直到沉渣厚度满足要求。

混凝土输送到灌注地点时，应经常抽检其和易性、塌落度等情况，防止灌注中堵管事件的发生。

为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌混凝土0.5～1.0m，混凝土初凝前必须完成灌注，一定要控制好单桩混凝土灌注方量，避免桩头形成蘑菇头，造成混凝土的浪费。处于地面及桩顶以上的整体钢护筒，在混凝土灌注完后立即拔出，以避免混凝土硬结后钢护筒无法拔出，造成钢护筒的浪费。在工程进行过程中要预防事故的发生，采取下列预防措施

预防塌孔

各种钻孔方法都可能发生塌孔事故，塌孔特征是出渣量显著增加而不见进尺、钻机负荷显著增加等。塌孔的发生会加大钻孔桩的施工成本，要做好以下的预防措施。

1）在遇到软硬结合层面，要尽可能的降低钻进速度，在地质条件不好的地段要增加护筒的深度，确保不发生塌孔。

2）如不慎发生塌孔，要立即拆除钢护筒，并回填钻孔，并重新埋设钢护筒再钻进。

3）如发生孔内塌孔，判断坍塌位置，回填砂和黏土混合物到塌孔处以上1～2m，如塌孔严重时，应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

4）吊入钢筋笼时，应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

钻孔偏斜，任何钻孔方法都可能发生钻孔偏斜事故，而斜桩是我们施工中最不愿意见到的，那意味着钢筋笼无法垂直放入孔中，只有将钻孔桩填入片石重新进行冲击钻孔，这样会造成成本加大。所以在施工中要经常使用探孔器进行探孔，避免斜孔的发生。

总结：

以上几方面是从个人角度出发，对此工程成本的一些建议：由于此工程使用干作业成孔，故钻孔产生的钻渣等要合理的利用，进行处理后桥头回填。优化施工工艺，合理控制施工成本，为企业降本增效。