广东省长大公路工程有限公司
摘要：大广高速S26标黄龙带特大桥为矮塔斜拉桥，桩基为变截面直径380cm～300cm的群桩基础，桩基直径大，嵌岩深度长，围岩强度高，施工难度极大。桩基采用冲击钻机成孔，施工过程中克服了各种困难，实现了冲击钻机施工380cm直径桩基的施工工艺。
关键词：大直径变截面；桩基；冲击钻机；成孔
一、工程概况
大广高速S26标黄龙带特大桥主墩桩基为变截面直径380cm～300cm的群桩基础，桩基长度为56m，地质情况依次为粉质粘土、全风化粗粒花岗岩、强风化粗粒花岗岩和中风化粗粒花岗岩。
二、施工工艺
主墩桩基均位于岸上，桩基施工前先将地面开挖至设计标高，而后采用冲击钻机配合优质泥浆正循环方法成孔，由于桩基变截面尺寸相差较大，施工过程中需要两种尺寸的冲锤。
2.1、施工流程图
2.2、施工前准备
主墩所处在黄龙带水库两岸，低势陡峭，坡度40～50度。在桩基施工前，需将施工场地开挖至承台底标高，而后埋设钢护筒，护筒采用12mm厚Q235钢板卷制，护筒内径4.1m，长2米，重2.35吨。钢护筒超宽超高考虑分半运输，为避免运输过程中钢护筒变形，加钢内撑固定，运至现场再拼装，全部焊接好后先埋置护筒，最后再解除内撑。
2.3、冲击钻机成孔工艺
（1）冲击钻机就位
冲击钻机就位前需进行各项检查工作，包括场地布置与冲击钻机座落处的平整与加固、轨道的稳定、主要机具的检查与安装、配套设备的就位及水电的供应等。冲击钻机就位时需安装平稳、定位准确。为了保证冲击钻机冲孔时机身稳定，采用混凝土基础与型钢作为冲击钻机施工固定平台。冲击钻机安放在型钢上。
泥浆池的设置：因桥位处为水资源保护区，浇灌过程中泥浆不能外露，所以主墩设置一个容量为600立方的储浆池（40×10×1.5米），另配置4个100立方（10×5×2）泥浆池（包括沉淀池和循环池），分布在主墩两侧较低位置，根据地形砌砖围蔽，严禁泥浆外流污染水源。
本工程是380-300cm变截面钻孔桩，变截面桩长16m。首先使用3.8m冲锤，用小冲程慢速一直冲到变截面标高处（注意提锤不能过高和过快，以防卡锤），当钻头接进变径处时，施工人员通过自我验算检查和钻进记录比对，达到要求后报监理检验同意后方能提锤，将3.8m冲锤改成3.0m，重新定位后继续冲进。
（2）钻进
冲击钻机开孔必须准确，且应慢速进行，冲击钻需用小冲程开孔，当护筒内深度达到全冲程后方可正常冲进。冲击成孔作业应分班连续进行，并填写冲击成孔记录。交接班时应交待钻进情况及下一班施工时应注意的问题。并注意地层变化，在地层变化处捞渣取样，判明后记入冲击成孔记录表。冲进过程中应经常掏取渣样，用胶袋装好渣样放入预先制作的70～90CM取样盒，取渣与地质图勘验渣样应标记准确以备检查。
在施工的任何时候均应保持孔内有规定的水位和要求的泥浆相对密度及粘度，以防塌孔。冲孔作业需分班连续进行，及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待冲进情况及下一班应注意情况。
在成孔过程中要时常对冲击钻机各部的运转情况进行观察，及时消除一切可能出现的事故萌芽，以保证整个冲孔过程顺利。经常检查冲锤中吊环的牢固状况，防止掉冲锤现象发生。对该孔深岩性与地质钻探资料相比较。做到不同的地质有相应的不同的施工手段和准备。且做好冲孔记录。控制冲孔的垂直度符合规范要求，防止出现斜孔，导致钢筋笼安装困难。
冲击钻机正常钻进后冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握：
a、冲程应根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中宜采用高冲程3～5m。在任何情况下，最大冲程不宜超过6m。在通过粘土、松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中、低冲程1～2m。在通过高液限粘土时，宜采用中冲程。在岩层中冲进，采用高冲程冲进，以加快施工速度。
b、如通过软硬不均或岩石面倾斜较大的岩层时，需向孔内投入坚硬片石，低锤快打，造成一个平台后，方可采取较高冲程。避免偏孔、卡钻事故的发生。
常见冲孔事故的预防及处理：
Ⅰ、钻孔偏斜
a、加固桩机底座，使其保持水平，并定时检查，一旦发现倾斜，立即纠正；
b、倾斜过大的岩面，（岩面高差超过一米），需先回填片石，再用冲击钻机慢速冲孔；
c、冲孔形成后，经检孔器查明偏斜的位置，冲击钻机反复扫孔，使冲孔垂直。
Ⅱ、扩孔和缩孔
a、在倾斜岩面和岩性不均的岩层中钻进时，严格按小冲程、慢进尺冲进，保持冲击钻机在稳定状态下钻进，防止过分扩孔；
b、经常检查钻头磨损状态，加强修补，必要时更换，保证冲孔垂直，防止缩孔。在软土中钻进时，要注意控制冲程和进尺速度，充分护壁，防止软土缩孔。
Ⅲ、卡钻、掉钻处理
在冲进过程中，卡钻和掉钻应尽量避免，平时做足准备工作，以便在卡钻和掉钻时能及时地顺利打捞，在桩锤使用前在其上部安装柔性保险钢丝绳，当卡钻和掉钻时可下放一个或两个钢钩到桩锤位置，钩住保险钢丝绳，使桩锤多点受力，用冲击钻机和其他起重机械拉动钻头。若卡钻很紧，不能拉动时，则采用孔底水下爆破法震动方案打捞出卡钻。这种情况下，要求用测水尺、潜水员下水等多种方法测出桩锤在水下的空间位置，桩锤与岩壁卡住的部位等情况，然后用测水绳下放炸药到每个卡点位置，在桩锤受力的情况下起爆炸药。在操作过程中，应对爆破震动影响进行校核，爆破使用药量应满足本桩和邻桩安全要求。
Ⅳ、护桩保护
冲桩过程中，由于冲锤更换、冲击钻机移位等因素，需重新定位，冲桩过程中对护桩容易进行扰动，为了保证桩位的正确，设置两种护桩形式，一是在护筒上标出4个对称点，并焊接钢筋头；二是在护筒外2m处放置4个对称点，人工插入钢筋作为护桩；如在冲进过程中发现两护桩中心点有偏移，需及时通知测量人员进行复测，保证桩位正确。
（3）成孔检查
冲孔达到设计标高后，成孔质量采用检孔器进行检查，检孔器采用钢筋制作，直径不少于桩孔钢筋笼的设计直径，检孔器长度12m，由于桩基为变直径，所以分别需要两种尺寸的检孔器进行检查。
2.4、清孔、钢筋笼下放及浇筑混凝土
成孔质量符合要求后立即进行一次清孔。清孔后的泥浆性能相对密度1.05～1.2，粘度17～20S，含砂率<4%；孔底沉渣厚度应符合设计规定。
钢筋笼在加工制作场内利用长线胎架整体制作，而后分段运输至现场利用吊机下放，钢筋笼主筋采用直螺纹（机械）钢套筒连接。
钢筋笼下放完成后，下放灌注混凝土的导管至孔底利用导管采用真空反循环进行二次清孔，最后浇筑桩基混凝土。
三、结语
本项目是我公司第一次采用冲击钻机施工380cm直径桩基，冲击钻机对比回旋钻机具有施工进度快、施工成本低等优点，通过本项目桩基施工的成功，项目总结出一套冲击钻机施工大直径变截面桩基的施工工艺，为以后类似桩基的施工提供了一定的参考和经验。
论文作者:李环宇
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/6
标签：钻机论文; 桩基论文; 冲孔论文; 冲程论文; 截面论文; 直径论文; 泥浆论文; 《基层建设》2016年7期论文;