河北港口集团港口工程有限公司 河北秦皇岛 06600
摘要：钻孔灌注桩由于对各种地质条件具有较好的适应性，施工简单易操作且设备投入较小，故已成为最广泛的桩基础形式之一。但在防浪堤抛石棱体上进行钻孔灌注桩施工还无工程先例，本文通过工程实例，详细介绍在防浪堤上抛石棱体进行钻孔灌注桩施工的新工艺和实际施工过程中遇到的各种问题进行理论的分析并提出解决办法。
关键词：新工艺；双护筒；灌注桩；
1 概况
防风网工程采用混凝土灌注桩基础，北侧防风网临近防浪堤，施工桩体位于抛石层范围内。桩位处地表以下约5m处为抛石顶面，抛石层为10～100kg块石组成，厚度约5m。
2 工艺选择
试桩阶段采取传统单护筒护壁冲击成孔工艺，但在成孔过程中，因抛石层下块石粒径较大且级配较为均匀，冲击成孔困难极大，施工效率极低。同时施工桩位紧邻码头岸边，潮位变化时，海水易通过块石间隙进入孔内，将护壁泥浆冲刷带走，跑浆现象严重，落潮时经常出现孔内泥浆面迅速下降的现象，塌孔现象时常发生。成孔后浇筑的混凝土方量严重超方，平均充盈系数为达到3.0。经检测，以该工艺进行的23根试桩中，出现4根Ⅱ类桩，2根Ⅲ类桩，整体成桩质量较差。
3 工艺流程
潜水钻机就位?钻进至石层?移走潜水钻机?下直径1000mm钢套筒?搭设钻机平台?冲击钻机就位于钻机平台上?冲击钻进?接长套筒并振动下放?移走钻机平台?下直径630mm护筒?填充碎石?拔出直径1000mm钢套筒?焊接定位井架?清孔? 潜水钻机就位?潜水钻进成孔?检孔?第一次清孔?安放钢筋笼?下置导管?二次清孔?灌注水下混凝土?成桩
4施工工艺
4.1潜水钻机就位
吊装钻机使钻机中心对准已放样过的桩位点，钻机定位后，底座必须平整、稳固，确保在钻进过程中不发生倾斜和位移。为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。 钻机就位后钻头中心和桩位中心要对正准确，钻头中心与桩点中心位置偏差不大于 2cm。
4.2潜水钻进
首次钻孔时，采用820mm直径钻头，开孔后先用小水量给水，待穿过硬土层或不均匀土层后方可正常钻进，钻具需使用有一定高度的筒状导正器，钻进时细致观察记录进尺情况，直至进尺至抛石层，停止钻进，。根据前期北侧冲击钻试桩经验，可知一般钻至地下5-6m即遇到石层。
4.3移走潜水钻机
待钻孔至石层后，停止钻进，将潜水钻机移至下一桩位处继续施工。
4.4下直径1000mm钢套筒
用35t汽车吊吊挂电动或液压振动锤夹持护筒，通过高频振动使护筒周边沙土液化，在钢套筒重力作用下使钢套筒插入土层至孔底后停止。
4.5搭设钻机平台
4.5.1铺设钢板
保证施工安全，在安放工字钢以及贝雷架前，在已经整平过的过的场地上铺设钢板，每块钢板规格为4.5m长,2m宽,20mm厚.以减小上部荷载对地面产生的过大的压强。
4.5.2安放H型钢
为保证贝雷架安放稳定，需先将4根H型钢沿桩位轴线方向分别布置于钢板上，两对H型钢边线与桩位中心的距离基本相等，以保证贝雷架安放时能够保持平衡稳定，避免不均匀沉降。
4.5.3安放贝雷架
根据直径1000mm护筒下放深度的不同，贝雷架的安放层数一般为2层，每个贝雷架规格为3.6m长,2.4m宽,1m高,均匀的布置在桩孔两侧H型钢上，共3或6个贝雷架,每个贝雷架之间焊接在一起，底部贝雷架焊接在工字钢上。在贝雷架上方焊接3条双拼工字钢梁2条H型钢,其中2条双拼工字钢梁与冲击钻机焊接在一起,另一条双拼工字钢梁为桩机操作手工作平台，2条H型钢与冲击钻机支腿焊接在一起,使之成为冲击钻机就位的平台。
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4.5.4放定位井架
定位井架作为套筒与护筒的定位装置，在施工过程中起着定位的重要作用，根据放样出的桩位点，准确的将定位井架固定在贝雷架上方的双拼工字钢梁上以及贝雷架下方的H型钢上，以起到对套筒的定位导向作用。
4.6冲击钻机就位于贝雷架上
用35吨吊车将冲击钻机吊至贝雷架上，使其钻头中心对准套筒中心，误差在2cm以内，钻机对位后，将冲击钻机焊接在贝雷架上的2条双拼工字钢梁上，支腿焊接在另外2条H型钢上,保证钻机在施工过程中不产生位置的变动。
4.7冲击钻进
开钻时先在孔内粘填入土和清水，由于冲击钻机钻进区域为石层，故用小冲程开孔，防止振动过大造成塌孔现象。冲击钻进过程中，孔内水位要高于地下水位1.5m以上；停钻时，要及时向孔内补水补泥，保持水头高度。
4.8接长套筒并振动下放
随着冲击钻进，及时振动下放套筒，一般为每进尺0.5m后振动下放一次，以防止时间过长，钻头与孔壁碰撞造成塌孔现象,直至下放至地面12m处停止。
4.9移走钻机平台
为潜水钻机就位，将贝雷架工字钢移走至下一根桩施工处。
4.10下直径600mm钢护筒
用吊车配合振动锤将直径为600mm护筒下至地面以下12m处。
4.11填充碎石
将做好的倒置漏斗放在直径630mm的护筒上,用人工将1.5立方粒径为10-30mm的碎石均匀的填充到套筒与护筒的缝隙之间,以起到补充倒滤层，较少倒滤层破坏的作用.
4.12拔出直径1000mm钢套筒
用35t吊车配合振动锤将直径1000mm钢套筒拔出，由于振动锤的振动作用钢套筒与钢护筒之间的缝隙被碎石与土填实。
4.13焊接定位井架
拔出直径1000mm套筒后用全站仪精确定位直径630mm护筒,定位完成后用槽钢焊接成定位井架于H型钢上,保证在潜水钻施工过程中护筒位置的准确,偏差满足设计要求.
4.14清孔
为保证潜水钻机的顺利进行工作需将孔内的碎石清理干净.用直径600mm的抓石头机连接在潜水钻机下放钢筋笼的架子上,清理孔内掉落的石头
4.15潜水钻机就位（同上）
4.16潜水钻进（同上）
4.17检孔
采用笼式检孔器检测。检测时，将检孔器吊起，使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径，即为合格
4.18第一次清孔
当钻进达到设计标高时，将钻头提离孔底150-200mm，开动泥浆泵进行正循环清孔，注意清孔时间，以及泥浆指标。
4.19安放钢筋笼
钢筋笼的安放与传统的灌注桩施工相同，施工时注意以下要点即可：1、钢筋笼吊点位置的选择。2、保证钢筋笼的焊接质量。3、吊筋长度计算的准确性。
4.20下置导管
下置导管与传统的灌注桩施工相同，施工时注意一下要点即可：1、导管密闭性良好。2、控制好下放速度。3、内加球胆。
4.21二次清孔
清孔的方法是用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴。
4.22灌注水下混凝土
混凝土灌注时应注意初灌量的计算、控制好提拔导管的速度、保证混凝土浇筑的连续性、达到设计要求的超灌量等。
5施工中出现的问题及解决办法
5.1孔内掉落的石头无法由抓石机取出解决办法：换直径600mm小锤头继续冲击成孔至设计孔深
6工艺总结
6.1采用冲击钻和潜水钻结合方式。
6.2冲孔时，地面的反作用力通过钻机平台，转移、分散，减少地面塌陷和周围构筑物的影响。
6.3采用直径630mm、1000mm两层护筒，在保证设计桩径的情况下，极大的减少了跑浆、塌孔、混凝土超灌现象。
6.4成孔的最终方式为正循环潜水钻成孔，清孔效果与冲击钻成孔清空效果相比有很大改进，沉渣厚度控制良好，对成桩质量有很大保证。
6.5搭设钻机平台，提高钻机高度，可保证护壁套筒及时跟进，减少抛石层破坏。
参考文献：
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[2]贾栋，王东.浅谈钻孔灌注桩质量检测方法及原理[J].城市道桥与防洪，2010，（8）：176-178
论文作者:吴限量
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/2
标签：钻机论文; 套筒论文; 直径论文; 型钢论文; 钻孔论文; 井架论文; 导管论文; 《防护工程》2017年第34期论文;