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浅谈桩基成孔方式

摘要阿尔及利亚东西高速公路项目M1标段四工区工程地质情况：地表层是粘土，地下层是泥灰岩，有些地段岩质坚硬，施工难度较大，需要多种钻机相互配合进行成孔作业。

关键词弱风化泥灰岩旋挖钻潜孔钻冲击钻人工挖孔

一、工程概况

M1标段有桥梁7座、抗滑框架桩两处，桩基直径为1.2m,总根数为630根，桩长在7～21m之间，其中桩长大于18m的有165根。且OA.261、OA.270、OA.277高架桥及PK264、PK273、PK276抗滑桩处岩质坚硬，特别是OA.261高架桥采用冲击钻冲击，旋挖钻机配合清渣工艺施工。

二、成孔方式

为提高成孔效率，加快施工进度，结合现场地质采用合理的钻机组合方式，如旋挖钻、潜孔钻配合旋挖钻、冲击钻配合旋挖钻、旋挖钻配合冲击钻等组合方式及适用地质情况，具体如下：

1、旋挖钻

适用于土质地层及全风化、强风化、软质弱风化泥灰岩地层

2、潜孔钻配合旋挖钻

适用于含大粒径卵石、坚石的土层，及硬质弱风化泥灰岩地层，对不能有剧烈震动破坏原有地层结构的地段，如PK264抗滑桩处。

3、冲击钻配合旋挖钻

适用于含大粒径卵石、坚石的土层，及硬质弱风化泥灰岩地层

4、旋挖钻配合冲击钻

适用于坚硬弱风化泥灰岩及其它坚硬石质地层

5、人工挖孔

适用于无地下水或地下水较少的黏土、粉质黏土，含少量砂、砂卵石、姜结石的黏土的土层

三、施工方法及不同点

1、旋挖钻

①选择钻孔方式

根据设计图中的地质资料及现场情况，选择成孔方式，如在土质地层及全风化、强风化、软质弱风化泥灰岩地层，及选择旋挖钻钻孔。

②放样

在整好的工作面上，进行桩位放样，对桩位引“十”字护桩，切实保护好护桩，防止破坏。并设临时基准点。

③钻进

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开钻前，对桩位进行复核，桩位无误后，进行钻孔，根据现场土质，如现场土质良好，开钻不会造成塌孔，则不需要设置护筒，否则要设置护筒。根据桩位点设置护筒，护筒的内径应大于钻头直径100mm,护筒位置应埋设正确、稳定，护筒中心和桩位中心要保证一致，护筒与坑壁之间用粘土填实。

刚开始钻进深度小于2m时，每次下钻头都要根据护桩复核桩位，防止偏位。钻进过程中要及时查看垂直度，防止斜孔。根据地面标高、桩底标高确定钻进深度，要求超钻，但超钻深度要小于0.4m。钻孔完成，清除孔底松土待检（改用带挡板的钻斗伸到孔底旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内）。

④地质取样

钻进过程应做好地质记录，从地面开始到桩底每钻进3m取样一次，最后3m每0.5m取样一次，取样应贴好标签，并及时填写钻孔记录及地质卡片。

2、潜孔钻配合旋挖钻

旋挖钻钻进过程中遇到大粒径的卵石、坚石及硬质弱风化泥灰岩难以钻进，容易造成偏孔时，且不能有剧烈震动破坏原有地层结构的地段，如PK264抗滑桩处。改用潜孔钻钻碎孤石或硬质岩层。对硬质岩层每次钻井深度为0.6m-2m，累计钻深可达10m，钻杆要竖直，避免倾斜。

点位布置图如下：

点位

3、冲击钻配合旋挖钻

遇到大粒径卵石、坚石的土层，及硬质弱风化泥灰岩地层，如OA269高架桥1#台、2#墩上部有大粒径卵石，采用冲击钻砸碎卵石，OA270高架桥5#墩有硬质弱风化泥灰岩，用冲击钻砸碎

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岩层，旋挖钻清出渣石，循环作业，完成钻孔。注意检测桩位及垂直度。

4、旋挖钻配合冲击钻

适用于坚硬弱风化泥灰岩及其它坚硬石质地层，如OA261高架桥，人工挖除上部卵石层后，采用冲击钻施工，泥浆循环带出钻渣。冲击钻头分实心和空心两种，实心钻头适用于坚硬卵石层或岩石层；空心钻头适用于砂粘土、粘砂土、砂、砂砾石或松散卵石层。

4.1、冲击钻的工作原理

利用钢丝绳将冲锤提升到一定高度后，让钻头自由下落，冲击破碎岩土。钻头每冲击一次后，钻头被钢丝绳转向装置带动扭动一定的角度，反复冲击，便凿出一个圆柱形孔。

在反复冲击中，将孔内的土、石劈裂、破碎或部分挤入孔壁中。

钻渣悬浮在泥浆中，使钻头每次都能冲击到新的土（岩）层，冲击一定时间后，放入掏渣筒掏出钻渣，泥浆一方面起悬浮钻渣作用，另一方面起护壁作用。

4.2泥浆护壁

4.2.1泥浆制造

4.2.1.1泥浆的主要功能是清洗孔底，携带钻渣，平衡地层压力，保护孔壁，防止坍塌和冷却钻头。

4.2.1.2当土质较好时，采用自然造浆。

4.2.1.3当地层稳定性较差且地层厚度又较大时，采用人工制造的泥浆，一般用粘土和水拌合而成，当地层特别不稳定且地层厚度较大时，需加入泥浆添加剂，以增强护壁的能力。

4.2.2泥浆性能要求

泥浆性能指标见表2。

表2

项次

项目

性能指标

检验方法

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