CN108360972A - 一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行厚覆盖层条件下部分入岩钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：施工工艺包括测量放样、护筒埋设、泥浆制备、旋挖钻机就位及对中、旋挖钻机钻进、冲击钻机钻进、成孔、清孔、安装钢筋笼、下导管、二清、浇筑水下混凝土；本方法在保障成孔质量、安全的前提下，很好地解决了超厚覆盖层条件下部分入岩大直径超长桩的适用机械选用问题、施工进度问题，经济效益和社会效益明显；实施后各项指标均满足设计及规范要求。

Description

一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及一种钻孔灌注桩施工方法，具体讲是一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工方法。

背景技术

在目前的钻孔灌注桩施工中，桩基施工进入到坚硬岩层以后，旋挖钻机在 换上入岩钻头后虽可以在岩层继续钻进，但相比于其在土层及在强分化岩层的 钻进速度就显得明显偏低。在实际施工中，旋挖钻机施工效率虽明显高于传统 的正、反循环钻机和冲孔桩机，但旋挖钻机施工成本高昂，若桩基施工进入到入岩阶段，尤其是入岩深度较大的情况，旋挖钻机施工效率显著降低，且入岩施工队钻具的损耗加大，从而导致旋挖钻机在入岩阶段的施工成本显著上升。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工方法；本方法在保障成孔质量、安全的前提下，很好地解决了超厚覆盖层条件下大直径超长桩的施工进度问题，经济效益和社会效益明显；实施后各项指标均满足设计及规范要求。

本发明是这样实现的，构造一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：施工工艺流程如下；

（1）测量放样：由测量人员测放桩位，施工前，桩位偏差控制在2cm内；测量队对桩位放样后，及时交接给现场技术员，由现场技术员安排设置护桩，护桩采用木桩，并钉钉子；护桩要求固定好，用水泥砂浆围护，护桩桩位偏差控制2cm以内；

（2）护筒埋设：在钻孔前，应埋设护筒，起定位、保护孔口等作用；护筒顶端高出地面30cm，护筒底端埋置深度对于粘性土不小于1.5m；在护筒顶部开设1个溢水口；护筒外应用土夯实；将护桩点引至钢护筒上并作好标记以方便检查；护筒中心与桩位中心偏差控制在2cm以内；

（3）泥浆制备：旋挖钻机泥浆指标控制；用膨润土制作PHP泥浆，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，随钻进用泵将泥浆池中配制好的泥浆补充到孔中，浆面保持在护筒顶面0.5m左右；泥浆制备时：对于泥浆的指标，其比重一般应控制在1.05~1.20之间，粘度控制在17~20s，对于补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量；

冲击钻机泥浆指标控制，当使用冲击钻机时，由于进入岩层，调整泥浆指标其比重一般应控制在1.20~1.40之间，粘度控制在22~30s，补浆的速度要放缓，确保冲击钻形成的碎石能通过泥浆自动循环出来，同时要勤捞渣；

（4）旋挖钻机就位及对中：将TR400旋挖钻机移动到桩位处，调整桅杆角度，使钻机诡杆垂直于地面，操作卷扬机，钻头中心对准桩中心钻进到2.5m左右，钻头加上扩孔器进行护孔，扩孔直径比护筒外径大5~10cm，深到1.5m，将护筒放正用钻杆(钻头)将护筒压入孔内，再用四个控制桩拉上十字线调整护筒，使十字线交叉点位于护筒中心，然后护筒外空隙用土填实，使护筒牢固，再将十字线引到护筒上，用锯条在护筒上锯一小口，放上扎丝，这样即使四角桩因施工不慎位移，也不影响十字线中心，便于钢筋笼吊装时与桩位中心对正；

同时，为减少相邻孔串孔风险，确保成孔安全，须采取隔孔施工的顺序安排；经综合考虑，拟配备8台回旋钻，分4个批次成孔；钻孔顺序安排原则是：相邻孔位不同时钻进；同一台钻机尽可能隔孔依次钻进；钻机移位幅度不大；成孔顺序安排如下：

（5）旋挖钻机钻进：开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差；钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min；

钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度；当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐；钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土；

不同的土层应采取不同的钻进参数；

对于在流塑、软塑、松软的砂性土及淤泥质土中钻进，应采取轻钻压、慢转速(15~40n/min)，慢进尺速度，钻进后提钻慢转速均匀下放扫孔1~2次；

对于在可塑、硬塑的土层中钻进，可适当加压，用中、高转速(40~80n/min)钻进，钻过后，应提钻用中转速，轻钻压均匀扫孔1~2次，以利工效和孔体的完整；

对于钻僵石、碎石、小块石等障碍时，应用慢转速、轻钻压通过，钻过后提钻反复扫孔数次，然后，把钻圈停止转动的情况下，上下反复多次试探，直至上下畅通无阻为止；

泥岩和强风化岩层，当钻具携带散装岩石碎屑，钻机进尺缓慢时，说明已经人岩层，这时要提高泥浆比重，降低钻进速度，加足压力，以便直接传至钻头，实现有效碎岩；

（6）冲击钻机钻进：当旋挖钻机进尺缓慢时(进尺少于50cm/h)且钻进显示的为中、弱风化岩时更换冲击钻机钻进，具体钻进时应根据岩层的变化，采用不同的速度和冲程；

①冲击钻机进行正常冲击，冲程以2~4m为宜，最大不能超过6m，在斜面开孔钻进、停钻投泥重新开钻、遇到局部砂层或抛石重钻等特殊处理情况时应采用2m以下的中低冲程；

②起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁或因提速过快而造成负压引起坍孔；在钻进过程中，必须勤松绳，每次少松绳，防止打空锤；勤清碴，使钻头冲击新鲜地层；

③在换用钻头时，对钻头尺寸必须严格控制，换用冲击钻机时冲击钻头尺寸的控制，应考虑以下岩层范围内钻进对钻头必要的磨损；

（7）成孔、清空：当钻至离桩底设计标高约2~3m时，技术人员要及时验孔，孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准；钻进至设计孔深时，为了尽可能的将孔底沉渣清理干净；本工程采用换浆法二次清孔（气举反循环清孔）；即钻进结束后，钻头提高孔底20cm左右，以中速压入比重为1.05-1.2较纯泥浆把钻孔悬浮钻渣较多的泥浆换出，经测定孔底沉渣不大于30cm，孔内泥浆密度达到1.03~1.1、含砂率小于2%，一次清孔结束，提钻安放钢筋笼和导管，在导管安装完毕后重测沉淀层厚度，若孔底沉渣大于30cm即进行第二次清孔，待排出孔的泥浆密度达到1.03~1.1、含砂率小于2% ，孔底沉渣不大于30cm，即符合要求，清孔结束后应在30min内进行首批混凝土灌注，以防止悬浮物再次沉淀，确保孔底沉渣厚度符合设计要求。

本发明具有如下优点：本发明通过改进在此提供一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩基施工方法，旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机施工工艺相结合，充分发挥了旋挖钻机施工土层速度快和正循环冲击钻机施工岩层速度快的优点，从而打破嵌岩桩施工的传统工艺，为大直径嵌岩桩施工提供经验和技术参考。通过湖北省桩基工程采用旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机组合成孔工艺的成功实例，介绍了该工艺的施工技术措施及注意要点。

附图说明

图1旋挖钻机与冲击钻机组合施工工艺流程示意图；

图2钻孔施工顺序示意。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩基施工方法，旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机施工工艺相结合，充分发挥了旋挖钻机施工土层速度快和正循环冲击钻机施工岩层速度快的优点，从而打破嵌岩桩施工的传统工艺，为大直径嵌岩桩施工提供经验和技术参考。通过湖北省桩基工程采用旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机组合成孔工艺的成功实例，介绍了该工艺的施工技术措施及注意要点。

方法特点：本方法主要采用旋挖钻机和冲击钻机结合的施工工艺，相比传统工艺，本工艺有以下特点：

（1）上部覆盖层采用旋挖钻机，直接利用旋挖钻机自带平衡系统可以很快地控制、检查成孔垂直度，成孔效率高。

（2）端部岩层采用冲击钻机，能很好的适用强中弱风化岩层和障碍物。

（3）冲击钻机自带安装钢筋笼和浇筑混凝土装置不用增加施工成本。

适用范围：满足以下几点的钻孔灌注桩桩基工程可以采用旋挖钻机和冲击钻机组合的工艺进行施工：

（1）工期要求高的工程。

（2）桩上部为超高覆盖层，端部为强风化或中风化岩层。

工艺原理：将旋挖钻机其土层施工快，移位快的特点与冲击钻机适应性强的特点相结合，通过泥浆指标控制来保证成孔质量。

本发明施工工艺流程及操作要点，旋挖钻机与冲击钻机组合施工工艺流程如图1；

表1单根桩基成孔工效分析

（1）测量放样：由测量人员测放桩位，施工前，桩位偏差控制在2cm内。测量队对桩位放样后，及时交接给现场技术员，由现场技术员安排设置护桩，护桩采用木桩，并钉钉子。护桩要求固定好，用水泥砂浆围护，护桩桩位偏差控制2cm以内。

（2）护筒埋设：在钻孔前，应埋设护筒，起定位、保护孔口等作用。护筒顶端高出地面30cm，护筒底端埋置深度对于粘性土不小于1.5m。在护筒顶部开设1个溢水口。护筒外应用土夯实。将护桩点引至钢护筒上并作好标记以方便检查。护筒中心与桩位中心偏差控制在2cm以内。

（3）泥浆制备：旋挖钻机泥浆指标控制。泥浆就地取材，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，随钻进用泵将泥浆池中配制好的泥浆补充到孔中，浆面保持在护筒顶面0.5m左右。泥浆制备应注意2个方面:一是泥浆的指标问题，其比重一般应控制在1.05~1.20之间，粘度控制在17~20s，二是补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量。冲击钻机泥浆指标控制。当使用冲击钻机时，由于进入岩层，调整泥浆指标其比重一般应控制在1.20~1.40之间，粘度控制在22 ~ 30s，补浆的速度要放缓，确保冲击钻形成的碎石能通过泥浆自动循环出来，同时要勤捞渣。

（4）旋挖钻机就位及对中：

表2为TR400旋挖钻机参数表

将TR400旋挖钻机移动到桩位处，调整桅杆角度，使钻机诡杆垂直于地面，操作卷扬机，钻头中心对准桩中心钻进到2.5m左右，钻头加上扩孔器进行护孔，扩孔直径比护筒外径大5~10cm，深到1.5m，将护筒放正用钻杆(钻头)将护筒压入孔内，再用四个控制桩拉上十字线调整护筒，使十字线交叉点位于护筒中心，然后护筒外空隙用土填实，使护筒牢固，再将十字线引到护筒上，用锯条在护筒上锯一小口，放上扎丝，这样即使四角桩因施工不慎位移，也不影响十字线中心，便于钢筋笼吊装时与桩位中心对正。

同时，为减少相邻孔串孔风险，确保成孔安全，须采取隔孔施工的顺序安排。经综合考虑，拟配备8台回旋钻，分4个批次成孔。钻孔顺序安排原则是：相邻孔位不同时钻进；同一台钻机尽可能隔孔依次钻进；钻机移位幅度不大。成孔顺序安排如图2。

（5）旋挖钻机钻进：开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min。

钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。

不同的土层应采取不同的钻进参数。

在流塑、软塑、松软的砂性土及淤泥质土中钻进，应采取轻钻压、慢转速(15~ 40n/min)，慢进尺速度，钻进后提钻慢转速均匀下放扫孔1~2次。

在可塑、硬塑的土层中钻进，可适当加压，用中、高转速(40~80n/min)钻进，钻过后，应提钻用中转速，轻钻压均匀扫孔1~2次，以利工效和孔体的完整。

钻僵石、碎石、小块石等障碍时，应用慢转速、轻钻压通过，钻过后提钻反复扫孔数次，然后，把钻圈停止转动的情况下，上下反复多次试探，直至上下畅通无阻为止。

泥岩和强风化岩层，当钻具携带散装岩石碎屑，钻机进尺缓慢时，说明已经人岩层，这时要提高泥浆比重，降低钻进速度，加足压力，以便直接传至钻头，实现有效碎岩。

（6）冲击钻机钻进：当旋挖钻机进尺缓慢时(进尺少于50cm/h)且钻进显示的为中、弱风化岩时更换冲击钻机钻进，具体钻进时应根据岩层的变化，采用不同的速度和冲程。

①冲击钻机进行正常冲击，冲程以2~4m为宜，最大不能超过6m，在斜面开孔钻进、停钻投泥重新开钻、遇到局部砂层或抛石重钻等特殊处理情况时应采用2m以下的中低冲程。

②起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁或因提速过快而造成负压引起坍孔。在钻进过程中，必须勤松绳，每次少松绳，防止打空锤。勤清碴，使钻头冲击新鲜地层。

③在换用钻头时，对钻头尺寸必须严格控制，换用冲击钻机时冲击钻头尺寸的控制，应考虑以下岩层范围内钻进对钻头必要的磨损，本项目使用的冲击钻头一般选用3.5~5.9t，底部带球弧面十字形铸钢实体钻头，钻头直径宜较设计孔径小2~3cm。在此钻进过程中严禁中途为保证成孔直径在中途修钻时随意加大冲击钻头直径，以避免在钻头加大后下钻时发生卡钻事故。

（7）成孔、清空：当钻至离桩底设计标高约2~3m时，技术人员要及时验孔，孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准。钻进至设计孔深时，为了尽可能的将孔底沉渣清理干净。本工程采用换浆法二次清孔（气举反循环清孔）。即钻进结束后，钻头提高孔底20cm左右。以中速压入比重为1.05-1.2较纯泥浆把钻孔悬浮钻渣较多的泥浆换出，经测定孔底沉渣不大于30cm，孔内泥浆密度达到1.03~1.1、含砂率小于2%，一次清孔结束。提钻安放钢筋笼和导管，在导管安装完毕后重测沉淀层厚度，若孔底沉渣大于30cm即进行第二次清孔，待排出孔的泥浆密度达到1.03~1.1、含砂率小于2% ，孔底沉渣不大于30cm，即符合要求，清孔结束后应在30min内进行首批混凝土灌注，以防止悬浮物再次沉淀，确保孔底沉渣厚度符合设计要求。

效益分析体现为，工期、经济效果：旋挖钻机和冲击钻机组合技术的成功运用：节约桩基施工工期51天，节约施工成本643万元。

（1）工期效果：桩基从2015年12月01日开始施工，原计划于2016年05月08日完成，在旋挖钻机与冲击钻机组合后于2016年03月19日安全、优质、高效地在109天内完成了主墩45根大直径超长桩，为汛期前完成基础施工、确保项目在主汛期持续施工奠定了坚实基础。整个桩基施工提前51天完成。（见下表）

（2）经济效果：桥址位于长江大堤与长江之间，受长江洪水影响。在洪水来临之前，未完成地下基础直接导致2个月的停工期。通过方案必选及优化，旋挖钻机与冲击钻机组合工艺，施工工期提前，施工节约直接成本+间接成本约643万元。（见下表）

社会效果：使用本方法后，有效地解决了覆盖层厚、地质情况复杂条件下的成孔进度问题，成孔成桩质量优良，具有很强的可操作性，大大的缩短桩基施工周期，节约了施工成本，实现了良好的社会效益。本方法在桩基施工中受到业主、设计、监理公司的一致好评。该方法对丰富和发展类似桥梁的施工技术起到了积极的作用，应用前景广阔。

应用实例：四川公路桥梁建设集团有限公司承建的嘉鱼长江公路大桥JY-1标，桥址上距赤壁长江大桥越105km，下距君山长江公路大桥约85km，起始于洪湖市燕窝镇团结村附近，在嘉鱼境江段跨越长江后终止于嘉鱼县新街镇附近，建设总里程4.66km。全桥桥跨布置为5×30m预应力混凝土连续小箱梁+[（70+85+72+73）m+920m+(330+100)m]非对称混合梁斜拉桥+[8×（6×50）m+5×50m+（55+100+55）m]预应力混凝土连续箱梁。全桥长4660m，其中主桥为主跨930m非对称单侧混合梁、半漂浮体系斜拉桥，主桥长1650m。该桥主10#墩桩基设计为45根2.5m钻孔灌注桩，桩长86m。运用旋挖钻机与冲击钻机组合进行钻孔灌注桩基施工於2015年12月正式开工，2016年3月完成主墩所有桩基施工。

使用本方法后，有效地克服了地址情况复杂，工期紧张情况下的成孔质量问题，大大的缩短成孔周期，节约施工成本。

实践证明，本施工方法可操作性强，在桥梁涉水基础施工领域有较大的应用前景，社会、经济效益突出。

方法内容简述：旋挖钻机施工工艺和正循环冲击钻机施工工艺相结合，充分发挥了旋挖钻机施工土层速度快和正循环冲击钻机施工岩层速度快的优点，从而打破了单一工艺成孔的传统工艺，为上部有较厚覆盖层、下部需嵌入较深岩层条件下大直径桩基施工提供经验和技术参考。

湖北省嘉鱼长江公路大桥上距赤壁长江大桥越105km，下距君山长江公路大桥约85km，起始于洪湖市燕窝镇团结村附近，在嘉鱼境江段跨越长江后终止于嘉鱼县新街镇附近，建设总里程4.66km。

湖北省嘉鱼长江公路大桥主10#墩桩基设计为45根φ2.5m钻孔灌注桩，桩长86m，孔深94m。地质情况覆盖层以第四系全新统冲积层为主，厚度均值58m，主要由粘性土、饱和粉砂、细砂、中砂组成，岩土物理力学性质相对较差，地下水位高，且其中的粉砂层与长江河床构成了统一含水层，连通性好，对钻孔的施工不利，基岩为泥质粉砂岩。

主墩桩基采用TR400旋挖钻机开孔施工，开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min; 200MPa压力下，进尺速度为30cm/min; 260MPa压力下，进尺速度为50cm/min。当旋挖钻机进尺缓慢时(进尺少于50cm/h)且钻进显示的为中、弱风化岩时更换冲击钻机钻进，具体钻进时应根据岩层的变化，采用不同的速度和冲程。

钻进至设计孔深时，为了尽可能的将孔底沉渣清理干净。本项目运用泥砂分离机采用换浆法二次清孔。经测定孔底沉渣不大于30cm，孔内泥浆密度达到1.03-1.1、含砂率小于2%，一次清孔结束。提钻安放钢筋笼和导管，在导管安装完毕后进行第二次清孔，待排出孔的泥浆密度达到1. 03-1. 1、含砂率小于2% ，孔底沉渣不大于30cm，即符合要求，清孔结束后应在30min内进行首批混凝土灌注（利用冲击钻机进行砼浇筑），以防止悬浮物再次沉淀，确保孔底沉渣厚度符合设计要求。

本发明的创新点在于：

1、旋挖钻进覆盖层时，采用高比重性能泥浆。泥浆比重从常规的1.1提高至1.2以上，提升了护壁效果，确保了孔壁安全；在旋挖向冲击工艺转换时，已经制备的高深度泥浆适当再提升比重即可作为冲击接力钻进时悬浮钻碴之用。

2、旋挖法施工覆盖层，完全克服了同类地质条件下冲击钻钻进速度慢、回旋钻在粘性土层内容易糊钻的难题。旋挖钻只施工至60米左右孔深，该深度属于旋挖钻机的最佳工效适用深度，避免了旋挖钻机在60米以上的孔内钻进时效率显著降低、扭矩不足的缺陷。同时降低了对旋挖钻机的性能要求。

3、下部岩层采用冲击钻机，能很好的适用强中弱风化岩层和障碍物。

组合工艺将旋挖、冲击两种成孔工艺各自的优势充分发挥，极大提高了成孔工效，成孔质量、安全均有充分保障，节约了施工成本。

技术水平和技术难度（包括与国内外同类技术水平比较）：

组合工艺采用正循环的方式，泥浆比重控制按照成孔过程中地层变化，及时调整泥浆密度，从而提高成孔速度和泥浆护壁效果。旋转钻进改冲击钻进时，移机、换钻时间控制在4小时内。若超过此时间，需对孔内泥浆进行循环保证泥浆均质。冲击钻进应先低锤慢打，待钻进1个台班后恢复正常施工。

此外，本方法还全面采用“振动筛除碴+泥沙分离机除沙”的出碴工艺和清孔工艺，清孔效果好，工效高。

组合成孔工艺，在国内已完成的其他工程鲜有使用，个别工程有采用“旋挖+回旋”的尝试运用。本工程首次将“旋挖”与“冲击”工艺进行组合，更是首次在长江大桥主墩桩基施工中引入“孔口护筒法”旋挖成孔工艺，通过严格控制泥浆比重和性能，改变了业内对旋挖成孔在覆盖层内不安全的传统观点，有助改变于长江大桥主墩大直径超长桩基成孔施工对回旋钻的依赖；该方法由于只在覆盖层内使用旋挖钻，因此对旋挖机械性能要求不高，容易从市场上获得适用机械。该组合成孔工艺工效提高十分显著，非常具有推广价值。

使用本方法后，有效地解决了本工程超厚覆盖层条件下，深孔、大直径桩基施工的进度问题，质量、安全得以充分保障，节约了施工成本。本方法还改变了在长江大桥主墩桩基成孔施工中依赖回旋钻，畏惧使用旋挖钻的传统观点。且该方法对旋挖钻机的性能要求不高，增加了适用性和经济性。

随着我国交通事业不断发展，桥梁工程依然大量修建，工程规模不断扩大，超长大直径桩基将大量运用。在类似地质条件下推广使用本方法，将获得很好的工期效益和经济效益。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种旋挖钻机与冲击钻机组合进行超厚覆盖层条件下部分入岩钻孔灌注桩施工方法，其特征在于在覆盖层内使用旋挖钻机成孔，在岩层内采用冲击钻机成孔；

施工工艺流程如下；

（1）测量放样：由测量人员测放桩位，施工前，桩位偏差控制在2cm内；测量队对桩位放样后，及时交接给现场技术员，由现场技术员安排设置护桩，护桩采用木桩，并钉钉子；护桩要求固定好，用水泥砂浆围护，护桩桩位偏差控制2cm以内；

（2）护筒埋设：在钻孔前，应埋设护筒，起定位、保护孔口等作用；护筒顶端高出地面30cm，护筒底端埋置深度对于粘性土不小于1.5m；在护筒顶部开设1个溢水口；护筒外应用土夯实；将护桩点引至钢护筒上并作好标记以方便检查；护筒中心与桩位中心偏差控制在2cm以内；

（3）泥浆制备：旋挖钻机泥浆指标控制；用膨润土制作PHP泥浆，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，随钻进用泵将泥浆池中配制好的泥浆补充到孔中，浆面保持在护筒顶面0.5m左右；泥浆制备时：对于泥浆的指标，其比重一般应控制在1.05~1.20之间，粘度控制在17~20s，对于补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量；

冲击钻机泥浆指标控制，当使用冲击钻机时，由于进入岩层，调整泥浆指标其比重一般应控制在1.20~1.40之间，粘度控制在22~30s，补浆的速度要放缓，确保冲击钻形成的碎石能通过泥浆自动循环出来，同时要勤捞渣；

（4）旋挖钻机就位及对中：将TR400旋挖钻机移动到桩位处，调整桅杆角度，使钻机诡杆垂直于地面，操作卷扬机，钻头中心对准桩中心钻进到2. 5m左右，钻头加上扩孔器进行护孔，扩孔直径比护筒外径大5~10cm，深到1.5m，将护筒放正用钻杆(钻头)将护筒压入孔内，再用四个控制桩拉上十字线调整护筒，使十字线交叉点位于护筒中心，然后护筒外空隙用土填实，使护筒牢固，再将十字线引到护筒上，用锯条在护筒上锯一小口，放上扎丝，这样即使四角桩因施工不慎位移，也不影响十字线中心，便于钢筋笼吊装时与桩位中心对正；

同时，为减少相邻孔串孔风险，确保成孔安全，须采取隔孔施工的顺序安排；经综合考虑，拟配备8台回旋钻，分4个批次成孔；钻孔顺序安排原则是：相邻孔位不同时钻进；同一台钻机尽可能隔孔依次钻进；钻机移位幅度不大；成孔顺序安排如下：

（5）旋挖钻机钻进：开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差；钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min；

钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度；当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐；钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土；

不同的土层应采取不同的钻进参数；

对于在流塑、软塑、松软的砂性土及淤泥质土中钻进，应采取轻钻压、慢转速(15~40n/min)，慢进尺速度，钻进后提钻慢转速均匀下放扫孔1~2次；对于在可塑、硬塑的土层中钻进，可适当加压，用中、高转速(40~80n/min)钻进，钻过后，应提钻用中转速，轻钻压均匀扫孔1~2次，以利工效和孔体的完整；

对于钻僵石、碎石、小块石等障碍时，应用慢转速、轻钻压通过，钻过后提钻反复扫孔数次，然后，把钻圈停止转动的情况下，上下反复多次试探，直至上下畅通无阻为止；

泥岩和强风化岩层，当钻具携带散装岩石碎屑，钻机进尺缓慢时，说明已经人岩层，这时要提高泥浆比重，降低钻进速度，加足压力，以便直接传至钻头，实现有效碎岩；

（6）冲击钻机钻进：当旋挖钻机进尺缓慢时(进尺少于50cm/h)且钻进显示的为中、弱风化岩时更换冲击钻机钻进，具体钻进时应根据岩层的变化，采用不同的速度和冲程；

①冲击钻机进行正常冲击，冲程以2~4m为宜，最大不能超过6m，在斜面开孔钻进、停钻投泥重新开钻、遇到局部砂层或抛石重钻等特殊处理情况时应采用2m以下的中低冲程；

②起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁或因提速过快而造成负压引起坍孔；在钻进过程中，必须勤松绳，每次少松绳，防止打空锤；勤清碴，使钻头冲击新鲜地层；

③在换用钻头时，对钻头尺寸必须严格控制，换用冲击钻机时冲击钻头尺寸的控制，应考虑以下岩层范围内钻进对钻头必要的磨损；

（7）成孔、清空：当钻至离桩底设计标高约2~3m时，技术人员要及时验孔，孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准；钻进至设计孔深时，为了尽可能的将孔底沉渣清理干净；本工程采用换浆法二次清孔（气举反循环清孔）；即钻进结束后，钻头提高孔底20cm左右，以中速压入比重为1.05-1.2较纯泥浆把钻孔悬浮钻渣较多的泥浆换出，经测定孔底沉渣不大于30cm，孔内泥浆密度达到1.03~1.1、含砂率小于2%，一次清孔结束，提钻安放钢筋笼和导管，在导管安装完毕后重测沉淀层厚度，若孔底沉渣大于30cm即进行第二次清孔，待排出孔的泥浆密度达到1.03~1.1、含砂率小于2% ，孔底沉渣不大于30cm，即符合要求，清孔结束后应在30min内进行首批混凝土灌注，以防止悬浮物再次沉淀，确保孔底沉渣厚度符合设计要求。