3、旋转钻钻孔桩施工工艺工法

旋转钻钻孔桩施工工艺工法

（QB/ZTYJGYGF-QL-0102-2011）

桥梁工程有限公司董文学陈建涛

1 前言

1.1 工艺工法概况

桩基础日益成为软弱地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头以及重型仓储等工程经常采用的一种深基础形式，其成孔、成桩的施工方法很多，而旋转钻孔法由于噪音小，对土层扰动不大，振动力小，扩孔率小且能使用正、反循环成孔对加快施工进度很有利，因此得到了广泛的应用，同时受到施工单位的高度重视。

1.2 工艺原理

旋转钻机利用电力驱动转盘转动从而带动钻杆及钻具旋转切削土体，根据泥浆循环方式的不同，分正循环成孔施工方法和反循环成孔施工方法。

2 工艺工法特点

2.1 振动小、噪音小，特别适用于市区，或邻近建筑物桩基施工。

2.2 护壁方法简便可靠。

2.3钻孔垂直度易控制，孔壁规则，成孔效率高。

3 适用范围

旋转钻孔法适用于黏性土、砂类土及碎石类土及部分软弱岩层。

4 主要技术标准

《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB 10002.5）

《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10415）

《铁路桥涵施工规范》（TB 10203）

《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1）

《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50）

《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80）

5 施工方法

1.2.1 正循环旋转钻孔

泥浆由泥浆泵从泥浆池输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口射出，连同钻渣沿钻孔上升到孔口溢进泥浆槽，返回沉淀池中净化，流入泥浆池再供使用。这种泥

浆的循环方式叫正循环。

1.2.2 反循环旋转钻孔

反循环与正循环泥浆运行方向相反。泥浆由泥浆池流人钻孔内同钻渣混合，在真空泵抽吸力作用下，混合物进入钻头的进渣口，经过钻杆内腔、泥石泵和出浆控制阀排泄到沉淀池中净化，再供使用。这种泥浆的循环方式称为反循环。

6 工艺流程及操作要点

6.1 施工工艺流程

旋转钻孔法分为正循环旋转钻孔与反循环旋转钻孔，施工工艺流程图分别见图1，图2。

图1 正循环工艺流程图图2 反循环工艺流程图

6.2 操作要点

6.2.1 施工准备

1平整场地（陆地）

陆地场地平整时需压实钻机施工范围。

2 围堰筑岛（浅水）

浅水区旋转钻孔施工一般采用围堰筑岛法。具体可分以下两种情况：

1）浅水流速不大，可直接采用袋装土维护外围，用土筑岛。筑岛材料应用透水性不好、易于压实的黏土，且不应含有影响岛体受力的块体。岛面及地基承载力应满足设计要求。岛面标高宜高出施工水位 2.0m以上。临水面坡度一般采用1:1.75～1:3。另外，坡面、坡脚应采取必要的防范措施。

2）浅水流速较大，需用草袋填芯围堰筑岛。

3平台施工（深水）

深水施工旋转钻孔桩可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定方式，也可采用浮式施工平台。平台须牢靠、稳定，能承受工作时所有静、动荷载

6.2.2 测量定位

采用极坐标法测量定位。极坐标法根据已知水平角和水平距离测设地面点的平面位置。该方法使用灵活，只要在通视条件下都可使用。

6.2.3 制作、埋设护筒

制作尺寸见1.2工艺工法。

护筒的埋设方法根据现场具体情况采用挖孔埋设、振动下沉等方法。

1 当地下水位在地面以下超过1m时对于砂类土，先在桩位处挖至比护筒底深50cm，直径比护筒大40～50cm的圆坑，然后在坑底分层夯填50cm厚的黏土，再使护筒就位并四周夯填黏土。若在黏性土中夯填，平整坑底后即可埋设。

2 当地下水位较高时，先在含水量较大的松软地层换置黏土，换填深度低于护筒底50cm，并被填筑后的顶面宽度满足施工操作的需要。然后挖孔埋设护筒。

3 护筒安装前定出桩孔中心和护筒下沉检查控制点，用吊车使护筒就位，检查调整护筒，使桩孔中心与护筒中心重合，同时用水平尺或垂球检查护筒的垂直度并校正后，进行对称夯填黏土或振动下沉。

4 护筒安装技术指标：

1）护筒顶面标高应高出施工水位或地下水位 1.5～2.0m，并高出施工地面

0.3m。

2）护筒埋深：在岸滩上，黏性土不小于1m，砂类土不小于2 m，在水中筑岛，护筒宜埋入河床0.5m。

3）护筒顶面位置偏差不得大于5cm，斜度偏差不得大于1%。

6.2.4 钻机就位安装

待测量定位和护筒埋设完成后，平移钻机到桩位上方，调整钻机立架使之垂直，然后调整钻机的钻头中心对准桩基平面中心点，完成钻机就位。

6.2.5 泥浆制备及指标控制

制浆最佳黏土为胶体率不低于95%、含砂率不得大于4%、造浆能力不低于2.5L/kg的黏土。泥浆的比重以1.1～1.3为宜，对于松散易坍地层，适当加大泥浆比重。在沙砾层中控制在1.3～1.45之间，在黏土层比重控制在1.15～1.3之间。施工中随时测定其密度、黏度、含砂率等指标，使之达到浮渣、护壁的效果。

泥浆池的位置根据施工现场情况而定，设在钻孔附近2～5 m左右，孔内循环出来的带渣泥浆通过泥浆槽流人沉淀池沉淀，再流经泥浆池后进入钻孔内使用。

6.2.6 钻进成孔

1 开孔钻进的控制

对正循环，应稍提钻杆，启动泥浆泵和转盘使之空转一段时间，使泥浆由泥浆泵从泥浆池输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口在护筒内射出进行造浆，待泥浆均匀后以低档速进行钻进，钻至护简脚下1 m后，再按正常速度钻进。钻进过程中，必须保持钻孔的垂直，并保证孔内水位高于地下水位。

对反循环，先将钻头提高距孔低约20cm，将真空泵加足清水，然后启动真空泵，抽出管路内的气体，待泥浆泵充满水时，关闭真空泵，启动泥石泵，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环后，启动钻机，慢速开始钻进。待一节钻杆钻完时，停钻沉淀，关闭泥石泵，接长钻杆钻进。

2 旋转钻进的成孔工艺

正循环钻进时，进尺适当控制，在护筒刃脚处，低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮扩壁。钻至刃脚下1m后，再按土质以正常速度钻进。黏土中钻进，由于泥浆黏性大，钻锥受阻力也大，易糊钻，选用尖底钻锥、中等钻速、大泵量、稀泥浆；砂土或软土层钻进时，易坍孔，选用平底钻锥、控制进尺、轻压、低档