福建卓越建设工程开发有限公司 福建福清 350300
摘要：本文针对桩基工程施工，提出液压反循环钻机工序分离式施工技术，工序分离式施工工艺，成孔后桩机可直接移至下一根桩施工，而安放钢筋笼、浇注砼工序施工采用吊车、清孔设备完成，使得原有流程工序转换为可交叉工序，灌注桩施工效率大大提高，具有很高的工程应用价值。
关键词：液压反循环钻机；工序；分离式
Separation Construction Technology of Hydraulic Reverse Cycle Drilling Process
Xu Liang
Fujian Outstanding Construction Engineering Development Co.，Ltd.，Fujian，Fuqing，350300
Abstract：For the construction of pile foundation，this paper puts forward the separation construction technology of hydraulic reverse cycle drilling process，and the separation construction technology of the process. After the hole is formed，the pile machine can be directly moved to the next pile construction，and the construction of the steel cage and pouring concrete process is completed by crane and hole cleaning equipment. The original process is transformed into a crossover process，and the construction efficiency of perfusion piles is greatly improved，which has a high engineering application value.
Key words：hydraulic reverse cycle drill；Process；Separated
一、前言
在桩基工程施工中，灌注桩因其承载力大、稳定性能好，在高层（超高层）建筑施工中大量采用【1-3】。非嵌岩灌注桩是灌注桩其中的一种类型，非嵌岩灌注桩的特点是不需要嵌岩，其持力层多以卵石层为主【4-5】。以往我省在非嵌岩灌注桩工程施工中通常仅采用冲（钻）孔桩施工工艺，为提高非嵌岩灌注桩施工效率，采用液压反循环钻机工序分离式施工工艺可以大大的提高施工效率。液压反循环钻孔机工序分离式施工工艺，采用液压反循环钻机成孔，主机与配套设备一体化，机动性能好。该机能够统一将钻架、转盘、泵吸反循环砂石泵组等装置部署在履带支撑平台中，确保钻具能够统一完成升降、排渣清孔等功能。整机具有较高的灵活度，便于完成对位、移位等过程。液压反循环钻机采用了水环式真空泵排气，具有抽速快，自吸能力强的特点。钻进过程中能够利用反循环排渣方式及时的将孔底的钻渣第一时间排除孔外，快速有效的清除孔底钻渣，防止无用功产生。工序分离式施工工艺，成孔后桩机可直接移至下一根桩施工，而安放钢筋笼、浇注砼工序施工采用吊车、清孔设备完成，使得原有流程工序转换为可交叉工序，灌注桩施工效率大大提高。
二、工艺原理
液压反循环钻机成孔过程中，随着液压反循环钻头的钻进，孔底钻渣和泥浆通过钻机自带的液压泵泵吸从钻杆内的通道排除，该工艺可以快速、有效的排除孔底钻渣，防止无用功产生，提高施工效率。通过使用吊车完成成孔后续施工可以使下钢筋笼、下导管、二次清孔、灌注砼等工序成为非关键工序，从而提高灌注桩施工效率。
三、操作要点
3.1 施工准备
1）施工资料准备桩；需要将便道和钻孔位置之间具有一定大小的距离，然后对路线进行设计；如果施工场地水位在原地面之下，并且比较干旱，则需要对场地进行平整处理，清除所有的杂物；如果场地位于浅水，需要保证筑岛顶面比施工水位高出1.0m上下的距离；设置钻机时首先需要根据孔口出土条件进行分析，便于对出土进行清运。其底盘需要设置在强度较高的填土，防止出现塌陷的情况。
2）工程施工前应做好前期测量点位复核，并记录全部的放样数据；各个建筑物控制点需要保持较高的合理性，避免其受到桩机施工的干扰，同时还需要使用砼周边保护，使得控制网能够较快恢复。
3）结合工程实际做好工作安排和工艺流程程序的安排。
2 机具选择
根据施工需要，选择合适的钻孔桩机，钻头大小根据桩径大小相应匹配，采用泵吸反循环的清孔方法。
3 泥浆准备
由于砂层易塌孔，对泥浆性能要求较高。地层中没有粘性土，造浆能力很差，粘性极差，因此采用两种办法相结合来解决泥浆的问题：一是从外面运泥浆进场补浆；二是在现场添加膨润土或化学处理剂进行造浆。
现场将根据实际情况及时调整泥浆配比，现场配备的试验仪器有泥浆比重计、泥浆含砂率测试仪、泥浆粘度测试仪、砂浆搅拌机等。
3.2 钻孔桩定位
钻孔桩定位时首先需要进行位置放样，整个过程必须坚持一定的原则，确保定位能够达到较高的精度。一般需要根据“整体到局部”原则完成桩基位置放样过程，标高放样必须保证标高的准确性，因此需要对其进行复核。如果使用全站仪，则需要保证其误差满足相关条件。
3.3 埋设护筒
放样达到相关的准确性要求之后才能埋设护筒，此过程也需要按照相关的原则和方法实施，陆地钻孔大多都是采用挖坑法，这种方法实施较为简单、效率较高。
进行液压反循环钻机施工时，首先需要进行钢护筒埋设，需要保证其与护筒底脚的紧密结合，避免水分的进入影响到其效用。
钢护筒埋设过程需要使用定位的控制桩进行放样，然后在孔底标记钻孔位置。接着需要将钢护筒吊放到孔内，确定其圆心之后对钢护筒进行调整，使其中心和钻机钻孔的中心保持一致。在整个过程中还需要保证钢护筒的垂直性，一旦出现了倾斜需要进行适当地调整。然后将黏土填充在钢护筒附近位置，使其保持均匀。在回填过程中需要先分析护筒底土层的成分，如果不属于粘性土，则需要进行深挖并填充较多的粘性土之后，进行分层压实处理，此时才可以放置护筒，采用这种方式能够保证护筒的牢固性，避免出现塌陷或者是倾斜的情况。
3.4 钻机就位安装
首先需要对钻机的各项性能进行检测，确保其能够完成各项工作，然后对其进行就位安装。
对桩位周围进行平整处理之后，钻机可以进入，并将其钻头与桩位标注位置对应。
孔位与钻机停位回转中心之间的距离需要设置在3～4.5m范围内，另外变幅油缸需要尽量收回桅杆，避免孔位受到较大压力的影响。最后还需要排查是否存在一些杂物影响到回转半径。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.5 钻机成孔
1 首先在桩机处于平稳状态之后才能进行钻孔桩机对位，对位完成之后天车梁型心和桩位之间的误差需要控制在20mm范围内，同时机台前后的高度差也需要保持在10mm范围内，避免有斜孔出现；
2 在开孔过程中，成孔的中心位置需要与桩位保持一致，然后检查钻孔机是否存在倾斜不稳的情况，一旦存在必须对其进行调整，使其处于稳定状态。钻进时首先采用缓行的方式钻进，同时持续加入适量的片石、砂砾石等材料。
3 根据土层的软硬来调整钻进的速度，如果土层的硬度比较小，则需要补给泥浆，并控制钻进速度处于合理范围内。土层硬度较大或者是坚硬的岩层时更需要保持钻进速度的合理性。
4 钻进持力层之后需要先取样分析，此时需要技术人员、施工人员以及管理人员等对岩样进行分析，确保持力层能够满足相关的条件，然后继续钻进。
5 如果出现了故障等原因引起的钻进停止，需要保证孔内泥浆面与地下水位的高度差不低于1.5m，同时还需要持续加入泥浆，确保其浓度保持较高的稳定性。
3.6 取样判定持力层
钻进持力层岩面100mm之后，需要采集部分持力层岩样，然后与监理人员以及技术人员等对岩样进行分析，确定是否真正进入到了持力层岩面，如果确定已经进入就继续钻进到设计的深度，最后需要确认后终孔。
3.7 成孔后桩机移机
正常成孔完成之后，将桩机移动至下一个桩位，并继续执行上述工序流程。
3.8 吊车就位
桩机移开后，吊车就位架起。
3.9 安放钢筋笼
1 在监理以及施工人员对成孔质量进行验收合格之后才能够安装钢筋笼，成孔质量的检测涉及到了孔径、垂直度等参数，各个参数确定满足设计的要求之后才能确定成孔质量达到了要求，此时可以进行钢筋笼的安放过程。一般需要先将钢筋笼水平搬运并采用支撑点的方式来保证受力的均匀性，避免避免其出现变形。
2 起吊时需要对起吊力点进行合理地设计，一般需要在钢筋笼整体的1/4与3/5位置设置起吊力点，然后在相关人员的引导下完成起吊过程。
3 保证钢筋笼与桩孔中心对其之后可以用对其进行下放，整个过程需要保持较为缓慢的速度，避免触碰到孔壁。特别围护桩的钢筋笼方向一定要按设计要求标准无误。
4 在吊装下孔过程中遇到障碍时，需要先分析其原因，然后进行适当的处理，障碍处理完成之后才能够继续下放，直到钢筋达到预定的位置。
3.10下灌注导管
对于水下砼灌注过程来说，需要利用专门的游轮插接式导管，其壁厚在4㎜以上，内径φ258，能够保持较高的密闭性，在下导管时需要先对各个导管的密封圈进行检测，确定其是否存在完整性等方面的问题。最后还需要进行试压。具体的过程如下所示：
1 首先需要上紧导管连接丝扣，连接之后的中心线偏差需要保证在1%以内。
2 其次是选用合适的隔水栓，这里主要使用了C35预制砼，考虑到隔水性能的提升需要添加一个专用的橡胶垫。
3 将隔水栓设置在水面上。
4 对导管底与孔底之间的距离进行调整，使其处于0.4m-0.5m范围内，能够实现埋管。
3.11 反循环清孔
气举反循环是一个重要的过程，其需要利用压缩空气，将其送入到导管之后，其内部的泥浆浓度将会大于风管中的空气与泥浆的混合物，此时受到压力的影响可以将混合物排出。同时孔底的泥浆混合物则会自动上升并进入到负压区，然后在孔内注入新的泥浆，避免其泥头过小，基于这种方式能够形成一个完整的循环系统。
反循环清孔过程需要使用的设备较为简单，其主体设备是空压机，然后采用风管、排渣软管等就能够完成气举反循环工艺流程。
3.12 测孔底沉渣
为了检测反循环清孔工艺是否达到了预期的要求，需要采用测锤测定孔底的沉渣厚度，整个过程中需要保证测量的准确性与科学性，当测量的沉渣厚度在50mm以内时满足要求。如果孔底沉渣不符合要求，则需要重新执行反循环清孔的过程。
3.13 灌注砼
在使用商品砼需要先检查是否存在出厂合格证，然后对砼开盘进行鉴定，坍落度值达到相关的条件；
1 在进行灌注时，导管与孔底之间的距离需要控制在300～500mm范围内；
2 隔水栓在与泥浆面距离是5～30cm之间的位置进行悬挂，导管内的隔水栓上部需要先加入0.2～0.3m3的水泥砂浆，避免隔水栓的移动受到阻碍。
3 混凝土浇注过程的控制：
1）首先需要依据圆柱体积、混凝土与泥浆压力的比值来对砼初灌量进行设计
对于初灌量进行计算之后，需要确保第一次埋管处于0.8m-1.2m范围内。首批混凝土灌注：混凝土初灌量需要保证不小于1.5m3。
2）在确定孔内返浆保持顺畅之后才能够进行剪球，同时还需要对导管的内、外砼面高进行测定，确保导管在孔内埋管深度不少于2m。
3）砼灌注过程中出现不顺畅时，应上下提动导管，提动高度应适当，不得将导管提离砼面。
4）卸管过程中需要缓缓提升导管，并对桩深进行测定，然后对桩顶标高进行计算，确保其计算结果保持较高的准确性。
5）砼面高度的测量与记录工作需要由专业人员完成，可以实时获取灌注量以及导管高度等信息。
6）水下砼灌注过程必须保持连续，冲钻孔桩砼超灌1.1m.灌注结束后，及时将导管冲洗干净，并做相应检查，使得桩头具有较高的质量。
7）每根桩必须进行坍落度测定，随即抽取一组（三块）砼试块并按时送试验室做标养抗压强度试验。
3.14 成桩后吊车移位
正常成桩后，吊车移动至下一个桩位重复上述工序流程。
3.15 泥浆的排放处理
在施工过程中还需要重视泥浆排放过程，此过程需要利用到专门的泥浆循环系统，并设置专业人员对其进行维护和清理。确保整个排放工作具有较高的规范性与安全性。
另外泥浆需要排放到特定的位置，不能肆意排放在污水管道等地方，否则容易对市政设施造成影响。对于其中的一些渣土需要利用泥浆车定期的运输到指定的处理位置。
四、结语
液压反循环钻机工序分离式施工工艺可使降低成孔充盈系数，减少桩身混凝土用量，且使用液压反循环钻机能降低泥浆排放量，减少污染，为此达到降低施工成本的目的。通过液压反循环钻机工序分离式施工工艺在施工中的应用，增强灌注桩施工的优势，改善地质条件，提高了桩身承载力，由此，取得巨大经济效益，同时，减少了材料投入，减少污染物排放量，起到节能减排和环境保护的显著效益。
参考文献：
[1]孙振军，张冬冬.GF1500全液压车载反循环工程钻机液压系统设计[J].机床与液压，2018，46（10）：81-83，91.
[2]刘智荣，伍晓龙，王庆晓.FD-600型全液压动力头反循环连续取样钻机的研制与应用[J].探矿工程-岩土钻掘工程，2018，45（3）：62-67.
[3]唐爱国.YCJF －25型全液压冲击反循环钻机及其应用效率分析[J].探矿工程-岩土钻掘工程，2015，（10）：55-58.
[4]侯庆国.YCJF-25型全液压冲击反循环钻机[J].探矿工程-岩土钻掘工程，2003，（z1）：174-175.
[5]郑伟.大倾角下行防突钻孔钻进成套装备研发[J].煤矿机械，2018，39（4）：42-44.
作者简介：徐良，1984年08月10日—，男，工程师，本科，福建人，主要从事建筑施工方面的研究。
论文作者:徐良
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第23期
论文发表时间:2019/6/18
标签：钻机论文; 泥浆论文; 导管论文; 工序论文; 较高论文; 液压论文; 钻孔论文; 《建筑细部》2018年第23期论文;