复杂地质条件下长大钻孔桩施工控制技术（论文）.pdf

第43卷第5期 2016年5月 施工技术 Construction Technology 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 复 杂 地 质 条 件 下 长 大 钻 孔 桩 施 工 控 制 技 术 王 飞 (中铁 十 九局 集 团第六 工程 有限公 司 ，江 苏无锡 214000) [摘 要]结合彭湖高速公路特大桥长大钻孔桩施工的成功实践，详细阐述了复杂地质段长大钻孔桩施工的方案比选和采用 的全回转全套管钻机与旋挖机联合施工工作原理和施工方法，可供同类工程施工参考。 [关键词 ]全回转全套管钻机 ；旋挖机 ；钻孔桩 [中图分类号 ]U445．551 [文献标志码 ]B [文章编号 ]1001—523X (2016)05—0072-02 Construction Control Technology ofLong Bored Pile Under Com plex Geolo~cal Condition Wang Fei 【Abstract J Combined with Peng Lake Highway Large Bridge grew up in the successful practice ofbored pile construction，described in detail the complex geological section grew up in bored pile construction scheme selection and rise of’the rotary casing drill and rotary digging machine joint construction work on the principle and construction method．It can be a reference for similar engineering construction． [Keywords]full rotary casing drilling；rotary drilling；bored pile 1 钻孔桩施工方案比选 彭湖高速公路特大桥全长 1336．485m，最后剩余桩基20根 长度为49~90．5m，均为松软土与岩溶强烈发育地带桩基。场区 岩溶覆盖层为淤泥质粉质粘土、粉质粘土及碎石类土，基岩面 附近土体粘结强度易受岩溶水破坏，土颗粒亦随地下水搬运而 流失，形成土洞，当土洞发育到一定规模时，在机械震动和真 空吸蚀作用下，容易引发地面塌陷。对于岩溶地区特别是溶洞 发育地区的特殊岩土层的超长灌注桩桩基施工，通常采用冲孔 桩成桩，但是由于没有完全有效的护壁措施，成孔过程中经常 造成孔壁坍塌、斜桩、掉钻、卡钻等孔内事故，造成施工工期 长及工程质量隐患。由于岩溶地区地下水丰富，且地下水多为 承压水，流动性较大，一般的方法护壁，很难达到效果，岩溶 地区钻孔灌注桩的充盈系数也无法控制，影响施工质量及工程 进度。因此，对于岩溶发育地区的桩基施工，需要解决以下几 个问题 ：护壁形式中泥浆护壁 已不适用 ；斜岩面的处理及垂直 度的控制中倾斜岩土层中采用单一的旋挖钻进已经不适用 ；溶 洞中的卡钻、掉钻及孔内事故的预防及处理措施 ；地下水为承 压水的地层中的钻孔施工 ；机械性能要求，主要是机械处理孤 石能力、设备的最大施工深度能否满足要求。为解决这些问题 进行了钻孔灌注桩施工工法比选，结果见表1。综合桩基设计情 况、地质条件、以往岩溶桩施工经验及工法比选，并考虑到全 回转+旋挖具有特点，垂直度得到保证。采用全回转钻机钻进 至预计位置 (穿过所软土层及溶洞层)，此范围内采用全套管跟 进，保证了桩基的垂直度，全回转钻机的垂直精度在0．2％ 以内， 其能保证垂直度的机械措施如下 ：调整机器水平并保证4个支 脚油缸均匀受力，钻进时在距钻机十多米处安置两夹角90。吊 绳进行观察，随时纠偏 ；在主副夹具完全打开的情况下放入刀 头节套管8．5m，吊放过程中不要与主机机体碰撞 ；保证套管刀 头与地面有150mm的距离夹紧套管，同时观察水平情况，可做 微量调整，并随时监测 ；全套管全回转钻机 自带有水平仪，可 以随时调节机身的水平 ；几乎没有塌孔现象 ：桩基钻孔松软土 及溶洞底层全部护筒跟进钻进，无需使用传统钻进的泥浆护壁 工艺 (即无需泥浆)，采用抓斗取土，这个过程中不存在塌孔现 象，稳定层采用旋挖钻机跟进钻进，采用泥浆护壁，调节好泥 浆质量，很容易保证不塌孔 (必要时全程跟进护筒)；入岩效率 大幅度提高：短程采用旋挖钻机跟进钻进，更换钻头容易，以1．5m 直径桩基为例子，岩石强度35MPa，钻机速度为1 m；可穿过 孤石、旧基础等，如遇孤石、旧基础埋深小于40m，采用全回 收稿日期 ：2016-02-29 作者简介 ：王 1s(1977一)，男，辽宁辽阳人，工程师，主要从事土 木施工管理工作。 ·72· 转钻机可直接穿透孤石和旧基础，有效减少充盈系数。采用全 套管跟进穿过溶洞层为混凝土浇筑提供了护壁作用，桩基的充 盈系数也得到有效控制，很大程度上保证了不塌孔，其充盈系 数也不会过大，操作安全可靠，工作人员基本在机械驾驶室内 操作，基本不存在安全隐患，环保且无需泥浆护壁，使得清孔 所需泥浆大大减少。全回转钻进声音较小，相比其他形式的桩 基钻机方式，大大降低了施工噪声，实现环保施工。最后决定 采用全回转钻机与全回转钻机联合进行施工。 2 全回转全套管钻机与旋挖机联合施工 2．1 工作原理 施工采用 DTR．150型全套管全回转钻机、SR360型旋挖 钻机 以及 自