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长护筒跟进冲击钻正循环施工工艺

摘要：钻孔灌注桩承载能力高、适用范围广，常用于淤积地、沙土地、河道等复杂地质环境中，若施工不当，极易发生塌孔、缩颈和断桩等破坏现象。以陕西绥延高速公路二郎纵向桥为例，介绍了长护筒跟进冲击钻正循环施工过程中的重难点，研究表明，长护筒跟进冲击钻正循环工法解决了成桩困难问题，提高了钻进效率，可有效保障施工安全。???

1前言

随着国民经济的发展，公路桥梁基础大多采用钻孔灌注桩基础，其成孔方法较多，而冲击钻孔法是常见的一种，因它能适应各种地层特别是冲击硬质岩层，优势明显[1-5]。但在淤积地、沙土地、河道等地质复杂环境下施工时，存在塌孔、缩孔等成桩困难甚至难以成桩的现象。所以在这种特殊地质下现场采用全护筒埋设，解决了成孔困难，提高钻进效率等疑难问题。

2工程简介

陕西绥延高速公路二郎纵向桥全桥基础采用桩基础，桩基设计均为端承桩，嵌入中风化岩层不小于2m，桩径为1.3m、1.5m、1.7m、2.2m四种。桥址位于河道内，勘察区淤积地土层分为两层，上部为人工填土，下部为沟谷内流水形成的淤积土。上部人工填土，无层序，土质不均匀，结构松散，土内多有团块状粉质粘土颗粒，原土成分以马兰黄土和离石黄土为主，厚度一般在10米左右。下部淤积土呈灰色或灰黑色，可塑或软塑状，土质不均匀，结构松散，沉积韵律较清晰明显，含较多黑色或褐色植物根茎，厚度均小于5米，大多在1～3米之间。部分堆积于基岩面上土层由于排水不畅，多有饱水特性。

3工法特点

设备简单，操作方便，成孔效率高，尤其适合于复杂地层中的基础施工方面。钻孔过程中采用全护筒跟进、冲击钻成孔，成桩作业速度快，孔壁不会坍塌，成孔质量高。全护筒跟进冲击钻施工工艺可用于软土地质、淤积地、河床及临近营业线的施工。钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。长护筒跟进法施工采用高频液压振动锤进行钢护筒下沉施工，将护筒压入土中至岩层顶面（护筒长度根据设计地勘查询其淤积土层厚度），能起到防止坍孔的作用。护筒埋设后采用冲击钻成孔灌注混凝土，最后将钢套整体管拔出（或者护筒永久埋入）。

4施工步骤

4.1平整场地

平整场地应达到“三通一平”，以便钻机安装和移位，对于不利于施工机械运行的淤积地或河床地，应采取换填或抛片石加固等措施。并对场地采取有效的排水措施。合理选择和确定进出线路和钻孔顺序，制定场地布置方案。沉淀池的容积应满足2个孔以上排渣量的需要。

4.2桩位测量放线

桩位测放时必须复测，误差控制在5mm以内，一般用直径10mm长400mm的钢筋打入土中300mm作为桩的中心，并用红油漆在钢筋头上作记号，以防被破坏，并根据桩中心点，引出十字护桩、用白灰洒出护筒埋设线。

4.3钢护筒制作

护筒用12mm厚钢板在厂家加工定制，钢护筒长度根据地勘资料而定，以钢护筒穿过淤积层或流砂层为准。钻孔桩的护筒内径应比钻头直径大200mm。埋设时护筒顶部应高出地面250～350mm，并在护筒靠近顶面200~400mm预留出浆孔。

4.4护筒埋设

护筒位置要根据设计桩位，按纵横轴线中心埋设。开挖前用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，作4个标记点。保持到成孔后，护筒中心位置与桩中心重合。埋设护筒的坑不宜太大。坑挖好后，将坑底整平，然后将长护筒就位，经检查位置无误后，将筒身竖直，采用高频液压振动锤打入，如图1所示。在护筒打入过程中着重注意钢护筒的位置是否正确并控制筒身垂直度。打入护筒时采用十字线量测的方法控制，计算钢护筒外边距离护桩间距离，边打护筒边量测，发现偏差及时调整。长护筒埋设过程中，要采用多次测量和系统比较的方法确定钢护筒的下沉情况，振动锤打压时每打入20-50cm时调整位置，指导钢护筒纠偏的实施。护筒打入完成后四周用黏土回填，由于后期冲击钻施工振动比较大，所以护筒周围要回填密实，并随填随观察，防止填土时使护筒位置偏移。护筒埋好后应复核校正，护筒中心与桩位中心重合，偏差不得大于50㎜。

图1埋设护筒

4.5泥浆制备

泥浆的作用为护壁、排渣、冷却钻头，是控制钻孔灌注桩施工质量的重要环节。选用膨润土配制优质泥浆，提前试配泥浆性能，对泥浆的比重、粘度、胶体率、含砂率等需严格把控并根据地层情况及时调整泥浆性能。开挖泥浆池，泥浆池尺寸根据场地情况以满足施工需要为准。选择良好的造浆粘土或膨润土造浆，造浆量为2倍的桩体混凝土体积。孔内废渣采用泥浆泵抽至泥浆池内，待泥浆池存满弃渣后，采用泥浆车及时清理外运。沉淀池及循环池设置在两墩柱之间，中间设置50cm宽土坎隔离。泥浆池均采用搭设防护栏进行防护。

4.6冲击成孔

冲击钻就位前对施工平台进行平整，确保钻机安装稳固性及可靠性，位置准确，采用水平尺将钻机底座顶面调整水平，试运转情况良好。钻进过程中不断地捞取浆