铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点

铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点
摘要：在铁路施工中我们经常遇到软土地区，在软土地区施工中往往大孔径钻孔桩又常常给我们的施工带来考验，经过实践总结在此浅谈一下软土地区大孔径钻孔桩施工的技术要点。

关键词：铁路施工；软土地区；大孔径钻孔桩技术；要点
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。

具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性大。

在设计、施工过程中，稍有疏忽就会出现质量事故。

1 作业前准备
1.1 场地准备。

钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。

在浅水中，宜用筑岛围堰法施工，筑岛面积应按钻孔方法、设备大小等决定。

1.2 护筒的设置。

钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。

护筒用20mm的钢板制作，长度为6m。

护筒内径大于钻头直径约20cm。

护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面至少0.5m。

使护筒内存储泥浆高出地面或施工水位至少0.5m，保护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致塌孔。

1.3 护筒的埋置方法。

根据现场情况，护筒的安放就位采用旋挖钻机先行钻孔并扩孔，随后下放安设护筒，通过护筒自重、旋挖钻机的加压装置配合采用加压下沉的方法。

为保证护筒的垂直度，在护筒顶部加盖一厚度为25mm的钢板，在钢板的中心加压使护筒均匀下沉。

护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1。

1.4 泥浆制备及循环净化。

泥浆选择根据此类地区的地质情况，土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆或加入适量纯碱护壁。

泥浆性能指标按钻孔方法和地质情况确定并应符合下列规定：泥浆比重：入孔泥浆比重为1.15~1.2g/cm3黏度：一般地层16~22s，松散易坍地层19~28s。

含砂率：新制泥浆不大于4。

胶体率：不小于95。

pH值：应大于6.5。

为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠等，掺量应经实验决定。

保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。

造浆后应实验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆实验记录表。

2 钻孔施工
2.1 钻机安装及钻孔。

由于旋挖钻机机身重，动力大，钻机配有履带以适应不同地层，但为保证施工过程中钻机的稳定性及水平度，在钻机就位前对松软地层必须做好地基加固处理，采用铺设钢板或抛填片石挤淤的加固方法，以增强地基承压力，保持机械的水平度。

钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。

开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。

直径2.5m钻孔桩的成孔分为三次钻孔，第一次采用直径1.5m的钻头进行旋挖成孔达到设计深度后，第二、三次分别采用直径2.0m、2.5m的钻孔进行扩孔成孔。

在钻孔过程中密切关注地层的变化，并与设计图纸进行核对。

根据不同的地层控制钻机的钻进速度，防止钻进速度过快而导致塌孔。

2.2 钻孔异常处理。

2.2.1坍孔。

当在钻进中发现钻孔内水位突然下降，孔口冒细密水泡，钻机进尺很慢等现象时，即表明可能发生了坍孔，应立即停钻处理。

①找出坍孔原因：泥浆比重不当，水头高度不够，钻头转速过快或空转时间过久，都容易引起坍孔。

②预防方法：选用高质量的粘土泥浆，如果是砂层宜用比重大，粘度高的泥浆。

在钻进中井内应保持足够的水头高度，埋设护
筒要符合规定要求，终孔后应仍保持一定的水头，并及时灌注水下砼。

③处理方法：发生孔口坍塌时，应立即拆除护筒，并回填钻孔，重新埋设护筒后再钻进。

发生钻孔内坍塌时，可
用测锤丈量孔深，若与钻进深度不符说明已经坍塌，根据地质情况分析、判断坍孔位置，然
后用砂粘土混合物回填钻孔到超出坍孔位置以上为止，并暂停一段时间使回填土沉积密实，
水位稳定后方可继续钻进。

经过分析当坍孔不严重时可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深
护筒等措施后继续钻进。

2.2.2钻孔偏斜弯曲时。

①偏斜原因：产生偏斜原因主要有地质条件、技术措施和操作方法
三个方面的问题。

②预防方法：为防止斜孔应注意以下事项：a、安装钻机时，钻盘顶面要
水平，立轴中心同钻机中心在同一垂直线上。

b、开钻时，主动方钻杆不宜过长，以免钻杆
上部摇动过大，影响垂直度。

c、钻进过程中应经常检查吊环中心、立轴和钻机中心。

d、遇
到倾斜的软硬地质特别是由软到硬地段应吊住钻杆控制进尺。

e、加强技术管理，经常检查
钻孔情况，发现偏斜立即纠正。

③处理方法：发现偏斜后，应先查清偏斜位置和偏斜程度，然后进行处理。

目前处理钻孔偏斜多采用扫孔法，将钻头提到偏斜位置吊住钻头缓缓旋转扫孔，并上下反复进行，使钻孔逐渐正位；另一种方法是钻孔回填粘土加卵石到偏斜的位置上，待沉积密实后，提住钻头缓缓钻进。

2.2.3钻孔漏水。

①漏水原因透水性强的砂砾或流砂中，过稀的泥浆向孔壁外漏失很大。

埋
设护筒时，回填土夯实不够或护筒制作不良，接缝不严密或焊缝有砂眼等造成漏水。

②处理方法发现漏水时，首先应集中力量加水或泥浆，保持必要的水头，然后根据漏水原因决定处
理方法。

3 清孔及钢筋笼加工、安装
3.1 检孔钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认孔径合格后，应即
进行清孔。

孔径检测在桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行。

采用笼式探孔器检测，其外径等于
钢筋笼直径加100mm，但不大于钻孔的设计孔径，长度等于孔径4～6倍。

3.2 第一次清孔对孔径、孔深、孔位及竖直度进行检查确认合格后，经监理工程师认可，即
进行清孔。

在抽渣或吸泥时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。

清孔应达到
以下标准：孔内排出、抽出或捞出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂
率小于2，粘度17～20s。

3.3 钢筋笼加工及吊装。

钢筋笼骨架在钢筋制作场内分节制作。

钢筋笼加工采用大型机械加工，骨架位置在机械上调整固定以后由人工焊接成型，箍筋由调整好的机械钻速旋转缠绕到
主筋上，从而形成钢筋骨架。

为防止钢筋骨架变形，每道加强筋需设置十字撑，其钢筋直径
与主筋相同。

3.4钢筋骨架的存放、运输与现场吊装。

钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。

存
放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。

每组骨架的各节
段要排好次序，挂上标志牌，便于使用时按顺序装车运出。

钢筋骨架在转运至墩位的过程中
必须保证骨架不变形。

4 结论
铁路工程的质量关乎着人们的生命财产安全，所以我们遇到施工有难度的地区要多研究，多
试验，以确保工程质量，保障国家的运输动脉畅通无阻，保障人民财产安全。