大直径桩基冲击钻孔施工工法

大直径桩基冲击钻孔桩施工工法（定稿）

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1 前言

近年来，随着桥梁向大跨、轻型、高强、整体方向发展，桥梁基础尤其是钻孔灌注桩基础施工技术出现了日新月异的变化。钻孔灌注桩作为桥梁基础，因其经济性和施工相对容易的特点成为桥梁基础特别是桥梁深水基础的主要形式。目前，钻孔桩基础正逐渐向深孔、大直径方向发展，尤其是在大跨径、深水地区对冲击钻孔灌注桩的施工提出了新的攻关课题。

成都市双流县黄龙溪廊桥桩基均采用冲击钻成孔。桩底均置于中风化砂质泥岩层中，按嵌岩桩进行设计。桩基采用钻孔灌注桩进行施工，桩底清孔情况按良好控制，桩端沉渣厚度按不超过5cm 控制，桩顶处离原始地面最大落差达

10m ，地质条件复杂，穿越了淤泥层、厚卵石层和各类风化岩层，钻孔桩施工难度很大，故将本施工技术总结形成工法，为以后大直径冲击钻孔桩施工提供宝贵的技术资料和经验借鉴。

2 工法特点

2 ．1 该工法所需工作面小，便于进行施工管理和控制，设备简单，移动方便，机械故障少，故成本较低，可有效缩短工期。

2 ．2 冲击钻机成孔是利用冲锥的冲击作用挤压破碎岩土来实现钻进的，因此使用冲击钻机所成的孔更稳固，大大减小了坍孔现象的出现机率，也使在灌注混凝土前孔内泥浆能达到更加洁净的指标

2 ．

3 冲击钻机主要由机架、卷扬机、钢丝绳、钻锥构成。因此具有结构简单、便于移动就位、操作简易、机械故障少和维修方便的特点，对施工场地也要求不高

2 ．4 在冲击钻孔过程中，因泥浆有一定的比重和粘度，使用泥浆泵通过泥浆管不断向孔底输送较纯净的泥浆，使孔内泥浆带动孔壁未利用的岩渣和砂粒一起流出孔口，实现泥浆正循环出渣，或使用出渣筒间断出渣，从而使钻机正常钻进和保持一定的功效。

3 适用范围冲击钻孔工法适宜各类土层、各类软岩层和次坚硬岩层，钻孔直径和深度随钻锥直径变化和钻机功率的变化而变化，孔径一般在60 —300cm ，孔深可达100m 。粘土，砂类土，砾石，卵石漂石和较硬岩层的地层结构等大直径的桩孔。

4 工艺原理冲击钻孔灌注桩是指采用冲击钻机成孔后就地灌注砼而形成的基础桩。冲击钻机是采用卷扬机带动钢丝绳提升钻锥（钻头），利用钻锥自由下落的动能产生冲击作用，挤压破碎岩土实现钻进的工程机械。冲击钻锥（钻头）一般是用整体铸钢做成的，钻刃为十字形，并采用高强度耐磨钢材做成底刃，钻头应有足够的重量。冲击钻成孔就是利用钻机不断地提锥、落锥反复冲击孔底，即采用适当的冲程和冲击频率，把地层中的泥砂、石块挤向四壁或打成碎渣，通过泥浆循环或掏渣筒掏渣实现出渣；重复上述过程，至钻进深度达要求深度而实现成孔的。

5 施工工艺及操作要点

大直径冲击钻孔桩施工工

艺框图

5.1 施工工艺流程

5.2操作要点

5 . 2.1清理现场

施工准备阶段中记录完原地面标高后，就可清理施工现场的杂物, 修筑接通便道，接通供电、供水、排水系统，平整处理钻机就位场地，达到适宜人员操作，便于机械就位和运转，满足施工要求。

5 ．2.2 测量放样和定位

用全站仪定出桩基平面中心点，并及时埋设十字护桩；护桩用于埋设护

筒、校核冲孔轴线，要求埋设稳固，其四周严禁堆放东西，严禁破坏。5 ．2.3 护筒埋设

护筒采用钢板围制而成钢护筒，直径大于设计桩径20—30cm 。

护筒采用挖坑埋设法，护筒底部50cm 以下和四周所填粘质土必须分层夯实。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为

50mm ，竖直线倾斜不大于1 ％。

护筒高度宜高出地面0.3m或水面（地下水面）1.0〜2.0m。护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为1.5〜

2.5m ，特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。5．2.4 钻机就位

钻机稳定的安装在埋好的护筒一侧，钻机的垫木不可压在护筒上，钻机前端（或机架的任何部位）一般须距护筒20cm 以上。调整钻机，使钻机起吊钻锥的最前端滑轮槽中心点（直接起吊钻锥段钢丝绳的中心线）的铅垂线与桩孔中心点重合；稳定好钻机和钻机扒杆。根据设计配备适宜的钻锥和钻孔事故处理机具，接通水电。将钻锥放入护筒内，安装好钻锥。

5．2.5 钻进

（1 ）泥浆采用粘土孔内冲击制浆。钻进前，向护筒内加适量水、粘土，使用小冲程造浆。造好泥浆后就可钻进。

（2 ）钻进的孔位必须准确。开钻时均应慢速钻进，随时检验钻机位置是否移动、孔位是否偏移，否则及时调整，待导向部位或钻头全部进入地

层后，方可加速钻进。为了使导向段（护筒底部约2m 深）稳固，造浆时可加入适量块石，或此段第一次成孔后用粘土和块石回填后再冲击成孔。

（3）钻进过程就是重复钻进、排渣、调整泥浆、调整孔位、修复钻锥（直

径、焊接钻刃等）的过程。钻进过程中，直至砼灌注快结束时，必须保持、维持孔内的水头标高不低于护筒顶面下50cm 左右。

（4）一般情况，当钻机提起钻锥较费力或进尺减缓时需要排渣。一般采用泥浆正循环排渣或打渣筒排渣。若采用前者排渣，应在钻进前将泥浆循环系统设置好，即排浆沟、泥浆池（含沉淀池）、泥浆泵、泥浆管应挖好和安装好；正常钻进过程中，当泥浆含砂率超限较大，就应循环出渣；若泥浆粘度偏小，可适量加入粘土造浆，此时粘土应先用水泡透泡软。出渣沟一般较平坦和有“三道弯” ，沟里顺序放几张网眼由大到小的滤砂网，让渣尽量在沟内沉淀，并及时清理渣土。泥浆流入泥浆池，用泥浆泵送至孔底，使泥浆循环出渣；或将泥浆存入泥浆池。泥浆中渣土较少时，停止出渣，继续冲孔。

（5）钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。经常检查钻机的底座和顶端应是否平稳。经常检查钢丝绳之直接起吊钻锥段的中心线在冲击和提起时是否铅垂，其是否与桩孔设计中心点重合或在容许的距离内；在钻进中不应产生沉陷；否则都必须及时处理和调整。应经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与设计地质剖面图核对，出入较大应报设计人员处理。经常检验泥浆，不合要求时，应随时通过向孔内添加粘土或向泥浆池添加清水进行修正。经常排检查钻锥的完好程度，及时修复。

（6）因故停止时，严禁将钻锥留在孔内，以防埋钻，并将孔口覆盖。

（7）钻进偏差容许范围：冲孔轴线偏差小于5cm ；钢绳起吊过程的倾斜度小于1% ；钻锥直径不小于设计孔径减5cm 。

（8）特别注意冲击后起吊过程中钢丝绳与泥浆面的交点是否变化和钻机扒