摘要：冲击钻与旋挖钻是当前钻孔灌注桩施工中使用最多的两种施工方法，由于两种施工方法成孔工艺与适用地质条件的不同，导致工程最终施工进度、施工成本、施工质量有很大差异。因此在工程实践中能否根据工程实际情况选择正确的灌注桩施工方法，是相当重要的。本文结合某高速公路部分特殊地质条件下钻孔灌注桩成孔方法为例进行分析总结。
关键词：钻孔桩；冲击钻；旋挖钻；配合施工
1. 工程概况
某高速公路第16合同段，起点桩号K53+990，止点桩号K60+460，施工主线路长6.470km，其中大厂大桥K55+497~K56+177段，设计采用钻孔灌注桩，桩径1600mm, 桩数总计184根。
2. 工程地质条件
根据区域地质资料、地质调绘成果及钻探揭露，桥址区地层结构较复杂，上覆地层主要为第四系全新统冲洪积(Q4a1+p1)粉质黏土、卵石层，下伏基岩为白垩系上统江底河组(K2j)砂岩、泥质砂岩及三叠系上统舍资组(T3s)砂岩、砂页岩互层。
3. 冲击钻与旋挖钻优缺点比较
3.1 冲击钻
优点：（1）冲击钻适用于多种地质；（2）冲击钻成孔原理与其他钻机不同，他可将部分松软地层靠冲击钻自身强大的冲劲挤向孔壁四周对孔壁有较好的保护作用，适用于易坍地层。对施工场地及环境要求低、工程造价相对较低。
缺点：相对其他机具劳动强度大、泥浆循环系统占地较大、泥浆不容易外运、施工噪音大、对环境污染较大，施工效率低。
3.2 旋挖钻
优点：（1）相同地质条件下旋挖钻成孔速度快、效率高，能大缩短施工工期；（2）旋挖钻行动方便，可以自己调平。施工噪音污染小，对环境几乎无污染。
缺点：（1）旋挖钻钻进过程中容易对坍塌地层孔造成破坏，以至于塌孔；（2）旋挖钻进入中风化以后钻进速度慢，影响施工进度。
综合两种钻机施工优缺点，拟选用两种钻机配合施工最经济、效率最高。两种钻机配合施工的基本原理就是使用冲击钻钻到砂质岩层后，改用旋挖钻继续钻进成孔取各自优点弥补对方缺点，扬长辟短到达效率最大化。
4. 本工程试桩情况
为了保证工期及进度，我司在起初的施工部署中，计划此工区钻孔桩优先采用旋挖钻孔施工方法。但从我们司试桩的情况来看，使用旋挖钻过程中发现上层土：粉质黏土、卵石层土质较为松散，旋挖钻施工过程中极易发生塌孔。鉴于此种情况，我司立即调整施工方法，决定桩其钻孔采用冲击钻和旋挖钻配合钻孔方法。
5. 冲击钻配合旋挖钻施工的主要施工步骤
首先，使用冲击钻从地面钻进地面以下5~15m，主要考虑到上部土质较为松散，易塌孔，采用冲击钻机钻进时，可将孔壁挤得更为密实，有效的加固了孔壁，可以大大降低塌孔风险，为后续施工提供保障。完成上层松散地质的钻进，进入砂岩后，不再使用冲击钻钻进，改用旋挖钻钻进施工，直至设计深度，改用旋挖钻的主要目的是加快钻进速度。
6. 冲击钻与旋挖钻配合施工施艺流程，图1。
7. 冲击钻配合旋挖钻施工的主要施工要点
7.1 冲击钻施工要点
（1）钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修。由于冲击钻机在冲程中冲击动能大，对地层作用是动载，因此钻机场地一定要平整好，填方要求夯实，防止钻机就位后出现移位。
(2）冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大在一起2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。在冲击过程中必须经常检查钢丝绳的磨损情况以及转向装置的灵活性和连接的牢固性，以防磨断或因转向不灵而扭断钢丝绳，发生掉钻事帮。
(3)钻孔作业必须连续，并作钻孔施工纪录，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不符合要求的随时进行改正。
7.2 旋挖钻施工要点
(1)不管孔内有无地下水和表层土质情况如何，均需设置表层护筒，护筒至少需要高出地面30cm。
(2)采用静态泥浆护壁施工时，为保证钻进时孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆，应确保孔内水位高出地下水位2m以上，以增加压力，保证护壁的质量。
(3)为防止钻头内的土砂掉落到孔内，改变泥浆指标，而影响孔壁稳定性，斗底铁门在钻进过程中应始终保持关闭状态。
(4)必须控制钻斗在孔内的升降速度。因为如果快速地上下移动钻斗，将使泥浆液以较快的的速度在钻斗侧壁与孔壁之间冲刷，导致孔壁失稳。甚至在提钻斗时还可能在孔下方产生负压，而增大塌孔的风险，所以在施工过程中应按孔径大小及土质情况来调整钻斗的升降速度。
8. 结束语
工程实践中，在特珠地质条件下，利用冲击钻与旋挖钻配合施工，汲取了两种设备各自的优点，同时弥补了单独使用旋挖钻机和冲击钻机缺点和不足，大大提高了施工效率，为本工程节约了成本，缩短了桩基施工工期，取得了明显的经济和社会效益。本文通过工程实例分析总结出特殊地质条件下，冲击钻与旋挖钻配合施工经验，可为类似工程提供有益参考，提高基础工程效益。
论文作者:潘群波,李宁,宋胤
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/16
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