市政桥梁桩基处理中反循环钻成孔灌注桩技术应用探讨

徐仕容

身份证（441702198908243361）

摘要：本文主要分析了反循环钻成孔灌注桩的优缺点、基本原理及适用范围，并对其施工工艺和常见问题处理进行了论述，以供同仁参考。

关键词：反循环钻成孔灌注桩；市政桥梁；桩基；问题处理

一、引 言

  近年来，随着城市重工业的发展与生产水平提升，对整个市政桥梁的稳定性以及质量都提出了更高的要求。柱基施工作为保证桥梁稳固的前提条件，相关工作者必须对其进行科学合理的规划，尽可能展示出资源整合的作用，从而确保人们的出行安全。钻孔灌注桩有其特有的承载力大、噪音低、对相邻建筑影响小、施工安全性好等诸多优点，在市政桥梁工程施工中得到极为广泛的应用。基于此，本文主要分析了反循环钻成孔灌注桩的优缺点、基本原理及适用范围，并对其施工技术进行了论述，以供同仁参考。

二、反循环钻成孔灌注桩优缺点

（1）优点: ①振动小，噪声低；②可施工超大直径(4.0m以上)、超大深度(100m以上)的桩；③用天然泥浆即可保护孔壁；④几乎在各种土层和岩层中均可施工，采用特殊钻头可切削岩石；⑤可进行水上施工；⑥可在地下水位下厚细砂层(厚度5m以上)中钻进；⑦钻进速度较快。

（2)缺点：①很难在比钻头吸渣口径大的卵石层或漂石中钻进；②土层中有压力较高的承压水或地下水流时，成孔较困难；如果水压头和泥浆比重等管理不当，会引起坍孔；③切削出来的土砂中水分多，弃土困难；④废泥水处理量大；⑤暂时架设的规模大。

三、反循环钻成孔灌注桩的基本原理及适用范围

反循环钻成孔技术一般经常被运用于填土、砂砾、砂土等地层形态施工过程中。在围绕软岩形态的地层展开钻成孔施工时，可选择圆锥式钻头；而在围绕硬岩形态的地层展开钻成孔施工时，一般应当采取滚轮式钻头。需要说的是，反循环钻孔技术并非可以被运用于所有形态的土层施工当中。譬如说，湿陷性较为明显的黄土层便不能够采取这一技术。从原理上来看，该技术并不复杂，即在实施钻孔作业的过程中，在桩顶这个地方装上一个比桩直径高于大概是百分之十五的护筒。相较于地下水，护筒中水的高度应当比其高度大两米之上，并且施加在孔壁的静水压力不能够小于0.02MPa，如此一来，才可以确保孔壁的平稳性，使之不会出现下塌等情况。在实施钻孔作业的过程中，钻头会非常快速的转动，以彻底切碎岩土，钻孔内用到的冲洗液会从钻杆与孔壁中间的地方流入钻孔下面，同时钻渣也会与冲洗液一起流入下面。在负压的作用下，钻杆内腔混合液会慢慢上升，慢慢由内腔渗透到地上，并排入沉淀池里，接着流动至泥浆池里，接受净化处理以后，重新回到钻孔当中，从而构筑出动态循环模式。

反循环钻成孔适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土、砂砾等地层；当进入软岩时可采用圆锥式钻头；当进入硬岩时可采用滚轮式钻头。反循环钻成孔不适用于自重湿陷性黄土层，也不宜用于无地下水的地层。对于大卵砾石层、大抛石层和大孤石层，反循环钻进效率反而很低。

四、反循环钻成孔灌注桩的施工工艺

（1）施工程序

设置护筒→安装反循环钻机→钻进直至桩端持力层→测定孔底沉渣并进行第1次处理孔底沉渣→移走反循环钻机→测定孔壁→插入钢筋笼→插入导管→第2次处理孔底沉渣→水下灌注混凝土，边灌边拔导管。混凝土全部灌注完毕后，拔出导管和护筒，成桩。

（2）施工特点

1）反循环施工法是在静水压力下进行钻孔作业的, 故护筒的埋设是反循环施工作业中的关键之一。

2）要使反循环施工法在无套管情况下不坍孔，必须具备5个条件:①确保孔壁周围的静水压力在0.02MPa以上，护筒内的水位要高出地下水位2m以上；②泥浆造壁。在钻进中，孔内泥浆一面循环，一面对孔壁形成1层泥浆膜，泥浆的作用是将钻孔内不同土层中的空隙渗填密实，使孔内漏水减少到最低限度，保持孔内有一定水压以稳定孔壁，延缓砂粒等悬浮颗粒的沉降，易于处理沉渣；③保持一定的泥浆比重。在粘土和粉土层中钻进时泥浆比重取1.02～1.04，在砂和砂砾等容易坍孔的土层中钻进时，必须使泥浆比重保持在1.05～1.08；④钻进时保持孔内缓慢的泥浆流速；⑤保持适当的钻进速度。钻进速度同桩径、钻深、土质、钻头的种类与钻速及扬水能力有关，在砂和砂砾层中钻进需考虑泥膜形成所需的时间；在粘性土中钻进则需考虑泥浆泵的能力并需防止泥浆浓度的增加。

3)反循环钻机的主体可在与旋转盘离开30m处进行操作，这使得反循环法的应用更加方便。

4)钻进时钻头不需每次上下排弃钻渣，只要在钻头上部逐节接长钻杆(每节长度一般为3m)，就可以进行深层钻进，与其它的桩成孔法相比，越深越有利。

（3）施工要点

1)规划施工现场时，应首先考虑冲洗液循环、排水、清渣系统的安排，以保证反循环作业时，冲洗液循环通畅，污水排放彻底，钻渣清除顺利。

2)在粘性小的土层中钻进时，为保证要求的粘度、比重，可在泥浆中掺入MC(羧甲基纤维素钠盐)、膨润土等材料；成孔时，由于地下水稀释等使泥浆比重减小时，亦可添加膨润土等材料。

3)为使冲洗液净化，清水钻进时，钻渣可在沉淀池内通过重力沉淀后予以清除；在泥浆钻进时，宜使用多级振动筛、旋流除砂器或其它除渣装置等进行机械除砂清渣。

4)钻头吸水断面应开敞、规整,减少流阻，以防碎砖块、卵砾石等堆挤堵塞；钻头体吸口端距钻头底端高度不宜大于250mm；钻头体吸水口直径宜略小于钻杆内径；碎砖、卵砾石等的尺寸不得大于钻杆内径的4/5。

5)对于泵吸反循环钻进方式，起动离心泵，待反循环正常后，才能开动钻机慢速回转下放钻头至孔底。开始钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整压力，并使钻头吸口不产生堵水。

6)气举反循环钻进方式钻进时，为了保证不堵吸渣口，应事先开空压机送风吸泥，然后开动动力头，慢慢进给；停钻时，要先停止钻进，然后停止动力头，最后停风。

7)第1次孔底沉渣处理：终孔时停止钻具回转，将钻头提离孔底500～800mm，维持约1个孔容积量的冲洗液循环，并向孔中注入含砂量小于4%的新泥浆或清水，令钻头在原地空转数十分钟，直至达到清孔要求为止。维持反循环的时间，视孔底沉渣厚度、桩孔容积大小而定。

8)第2次孔底沉渣处理：在灌注混凝土之前进行第2次沉渣处理，通常采用普通导管的空气升液排渣法或空吸泵的反循环方式。

五、反循环钻成孔灌注桩施工中的常见问题处理

反循环钻成孔灌注桩施工中常见问题有: 真空泵或灌注泵起动过程中的问题、在某些岩土层中进尺缓慢、钻头脱落、转台不能旋转、孔壁坍塌、桩端持力层松动及垂直精度不良等。

处理措施：①及时更换或补焊钻头，并向桩孔中回填片石，在钻进面先用小冲程钻进，然后逐渐加大到正常冲程，转入正常钻孔;②在溶洞顶板施钻时应先用小冲程开孔，并注意旋转钻头，溶洞开口后，要及时抛填片石和粘土块填筑，逐渐进入正常钻孔；③穿越溶洞时应改用小冲程钻进，防止击垮溶洞顶板，并准备好拖拉设施，系好滑车钢丝绳，做好钻机撤离准备。

六、结 语

总之，市政桥梁工程对我国人民生活水平的提升以及社会的经济发展都有着直接的决定作用。而柱基的质量直接关系到了整个桥梁施工质量，所以应用反循环钻成孔技术作为保证施工质量的方式是十分必要的。在运用这项技术时必须要要将施工特点以及工序与实际施工相结合，进一步提升施工的安全性、可靠性，逐渐提升市政桥梁施工工程的质量，从而更好的保障人民群众生活水平。

参考文献

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