CN109797757B - 公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，包括如下步骤：(1)在钻孔附近设置泥浆池，往泥浆池中注入清水，并将护壁泥浆粉随清水一起加入泥浆池中，在泥浆池旁安装好泥浆循环泵；(2)埋设护筒，护筒内径比钻孔灌注桩桩径大20‑40厘米，护筒高出地面30‑50厘米，护筒埋设深度为150‑200厘米；(3)使用旋挖钻机进行钻孔施工，利用泥浆循环泵进行泥浆循环，同时对泥浆进行滤渣；(4)注入清水置换泥浆进行清孔。本发明护壁工法在成孔后不需二次清孔，直接灌注砼，极大提高了成桩速度，提高工作效率30％。泥浆可以重复利用，可节约成本，较传统的传统红黏土或膨润土护壁方法，每延米可节约成本50％以上。

Description

公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法

技术领域

本发明涉及公路施工技术领域。具体地说是公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法。

背景技术

省道311线杨树坝至明登段公路是包头市境内一条一级公路，全线大中小桥桩基设计为钻孔灌注桩，桩基类型为摩擦桩。全线桩基直径为1.2m、1.5米，地质情况多为风化泥质砂岩且夹有沙层，不易固定，给钻孔灌注桩的护壁施工带来巨大困难。

旋挖钻机作为基础工程机械中的新型机种，经过几年的推广应用，目前已被大量应用于公路及铁路、桥梁、水利工程、城市建筑工程等桩基工程之中。由于其高效、节能、低噪声、低污染、地层适应性较广等优点、受到越来越多的施工单位的青睐。但是，由于旋挖成孔快，泥浆的选择及其性能指标在成孔过程中尤其重要；并且对旋挖钻机操作人员要求较高，钻进速度不能过快，提钻速度要均匀，塌孔现象时有发生，大大拖延了施工进度。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种施工进度快、成本低的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，包括如下步骤：

(1)在钻孔附近设置泥浆池，往泥浆池中注入清水，并将护壁泥浆粉随清水一起加入泥浆池中，在泥浆池旁安装好泥浆循环泵；

(2)埋设护筒，护筒内径比钻孔灌注桩桩径大20-40厘米，护筒高出地面30-50厘米，护筒埋设深度为150-200厘米；

(3)使用旋挖钻机进行钻孔施工，利用泥浆循环泵进行泥浆循环，同时对泥浆进行滤渣；

(4)注入清水置换泥浆进行清孔。

上述公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，在步骤(3)中：临近旋挖钻头的钻杆上固定安装有孔壁清扫挤压机构，所述孔壁清扫挤压机构的直径比旋挖钻头开孔直径大1-2厘米。

上述公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，所述孔壁清扫挤压机构包括圆形上顶板、圆形下底板和橡胶环；所述钻杆从上至下依次穿过所述圆形上顶板和所述圆形下底板的中心孔，并且所述钻杆的外侧壁分别与所述圆形上顶板和所述圆形下底板密封固定连接；所述橡胶环环绕所述圆形上顶板和所述圆形下底板，并且密封所述圆形上顶板和所述圆形下底板之间的空腔，所述空腔内充满水；所述橡胶环自与所述圆形上顶板和/或所述圆形下底板的连接处向外径向延伸距离L为4-8厘米，所述橡胶环的厚度为5-10毫米、肖氏硬度A为20-40。

上述公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，所述圆形上顶板的上表面上和所述圆形下底板的下表面上分别设置有T形密封槽，所述橡胶环由清扫挤压部、上密封部和下密封部组成，所述上密封部的下表面上和所述下密封部的上表面上分别成型有与所述T形密封槽相适配的T密封件，所述T密封件位于所述T形密封槽内；所述上密封部通过螺钉与所述圆形上顶板的上表面固定安装在一起，所述下密封部通过螺钉与所述圆形下底板的下表面固定安装在一起。

上述公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，所述孔壁清扫挤压机构为两个，分别为上孔壁清扫挤压机构和下孔壁清扫挤压机构；所述上孔壁清扫挤压机构的空腔内的水和所述下孔壁清扫挤压机构的空腔内的水通过连通钢管流体导通。

上述公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，所述连通钢管的上端穿过所述上孔壁清扫挤压机构的圆形下底板与所述上孔壁清扫挤压机构的空腔内的水流体导通，所述连通钢管的下端穿过所述下孔壁清扫挤压机构的圆形上顶板与所述下孔壁清扫挤压机构的空腔内的水流体导通。

上述公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，在步骤(1)中，所述护壁泥浆粉由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成，所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1：0.5-1:0.2-0.5：0.1-0.3:0.5-1。

上述公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH₂CH₂O)n-SO₃Na，n＝2或3，R是碳原子数为12-15烷基；所述固沙剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中，然后加入十二烷基苯磺酸钠，50-80℃加热搅拌；再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，50-80℃加热搅拌；最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯，50-80℃加热搅拌至干，粉碎、过200目筛即得。

上述公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.5-0.8：0.2-0.4:0.3-0.5:0.5-1：0.05-0.15:0.02-0.04。

上述公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，所述护壁剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸加入到密闭反应釜内，在80-90℃反应3-5小时，反应结束后将反应产物倒入到0-10℃的水中，过滤、干燥、粉碎，过200目筛即得；羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠的质量比为1:1-2:0.5-1.5:5-10；所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH₂CH₂O)n-H，n＝5，R是碳原子数为7-9烷基；所述防漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1-1.5组成的混合物，磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛；将护壁泥浆粉直接加入到泥浆池，用烧碱调节pH为8-10，即得可配制成护壁泥浆，然后将护壁泥浆注入旋挖钻孔内。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

在公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法中，采用可利尔泥浆护壁钻孔，具有如下优点：

1.适用于风化泥质砂岩且夹有沙层地质条件下旋挖钻孔施工，旋挖钻孔成孔之后，孔底沉渣厚度不超过10cm，无须二次清孔即可下钢筋笼及灌注混凝土。

2.可沿旋挖钻孔的孔壁径向渗透10cm以上，从而对钻孔周围地层进行固化护壁，在风化泥质砂岩且夹有沙层地质条件下旋挖钻孔施工，无需进行全护筒保护或者对沙层进行护筒保护即可进行施工，施工试验过程中旋挖钻孔没有坍塌现象发生。

3.能够有效防止浆液顺着岩缝渗漏，节约浆液用量。

4.能够迅速与钻屑结合形成沉淀，利于旋挖钻机将钻屑携带至地面，降低孔底沉渣厚度。

5.浆液粘度适中，既能对旋挖钻头起到良好的润滑作用，又不会因粘度过大而导致钻杆损坏。

6.在钻杆上加装孔壁清扫挤压机构，充分利用了橡胶的弹性和水的不可压缩性，上孔壁清扫挤压机构和下孔壁清扫挤压机构相互流体导通，一方面可以实现对孔壁的有效挤压、清扫，另一方面在孔壁不平滑或者孔壁有凸出岩块的时候或孔径发生缩径的时候，上孔壁清扫挤压机构和下孔壁清扫挤压机构内的水可以流动而减小阻力，不仅利于孔壁清扫挤压机构通过，而且可以实现对，同时也可以对孔壁不平滑或者孔壁有凸出岩块或孔径发生缩径处的上方和下方孔壁进行更大力度的挤压使得此处更加凸出，有利于在钻头通过的时候对孔壁不平滑或者孔壁有凸出岩块或孔径发生缩径处进行扫平处理，与护壁泥浆粉相互配合，能够提高孔壁强度，旋挖钻进施工中可以在确保不塌孔的情况大大加快施工进度。

7.本发明护壁工法极大提高了成桩速度，提高工作效率30％以上。泥浆可以重复利用，可节约成本，较传统的传统红黏土或膨润土护壁方法，每延米可节约成本50％以上。

附图说明

图1本发明中孔壁清扫挤压机构结构示意图；

图2本发明中孔壁清扫挤压机构的圆形上顶板、圆形下底板和橡胶环三者安装配合结构示意图；

图3本发明中橡胶环的结构示意图。

图中：1-旋挖钻头；2-钻杆；3-圆形上顶板；4-圆形下底板；5-橡胶环；51-清扫挤压部；52-上密封部；53-下密封部；6-上孔壁清扫挤压机构；7-下孔壁清扫挤压机构；8-连通钢管；9-T密封件，10-螺钉。

具体实施方式

试验背景条件：内蒙古自治区省道311线杨树坝至明登段公路工程钻孔灌注桩施工，该段公路的地质情况多为风化泥质砂岩且夹有沙层。

实施例1

公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，包括如下步骤：

(1)在钻孔附近设置泥浆池，往泥浆池中注入清水，并将护壁泥浆粉随清水一起加入泥浆池中，在泥浆池旁安装好泥浆循环泵。

所述护壁泥浆粉由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成，所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1：0.6:0.4：0.2:0.5。所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH₂CH₂O)₂-SO₃Na，R是十二烷基。所述固沙剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中，然后加入十二烷基苯磺酸钠，65℃加热搅拌；再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，65℃加热搅拌；最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯，65℃加热搅拌至干，粉碎、过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.5：0.3:0.5:1：0.07:0.03。所述护壁剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠加入到密闭反应釜内，在85℃反应3小时，反应结束后将反应产物倒入到0℃的水中，过滤、干燥、粉碎，过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸的质量比为1:1:1:10。所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH₂CH₂O)₅-H，R是正壬基。所述防漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1组成的混合物，磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛。

(2)埋设护筒，护筒内径比钻孔灌注桩桩径大20-40厘米，护筒高出地面30-50厘米，护筒埋设深度为150-200厘米。

(3)使用旋挖钻机进行钻孔施工，利用泥浆循环泵进行泥浆循环，同时对泥浆进行滤渣；在旋挖钻头1上方30厘米处的钻杆2上固定安装有相距50厘米的上孔壁清扫挤压机构6和下孔壁清扫挤压机构7，所述上孔壁清扫挤压机构6和所述下孔壁清扫挤压机构7的直径均比旋挖钻头开孔直径大1厘米；所述上孔壁清扫挤压机构6的空腔内的水和所述下孔壁清扫挤压机构7的空腔内的水通过连通钢管8流体导通。

所述上孔壁清扫挤压机构6和所述下孔壁清扫挤压机构7均包括圆形上顶板3、圆形下底板4和橡胶环5；所述钻杆2从上至下依次穿过所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4的中心孔，并且所述钻杆2的外侧壁分别与所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4密封固定连接；所述橡胶环5环绕所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4，并且密封所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4之间的空腔，所述空腔内充满水；所述橡胶环5自与所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4的连接处向外径向延伸距离L为4厘米，所述橡胶环5的厚度为5毫米、肖氏硬度A为20。所述圆形上顶板3的上表面上和所述圆形下底板4的下表面上分别设置有T形密封槽，所述橡胶环5由清扫挤压部51、上密封部52和下密封部53组成，所述上密封部52的下表面上和所述下密封部53的上表面上分别成型有与所述T形密封槽相适配的T密封件9，所述T密封件9位于所述T形密封槽内；所述上密封部52通过螺钉10与所述圆形上顶板3的上表面固定安装在一起，所述下密封部53通过螺钉10与所述圆形下底板4的下表面固定安装在一起。

所述连通钢管8的上端穿过所述上孔壁清扫挤压机构6的圆形下底板4与所述上孔壁清扫挤压机构6的空腔内的水流体导通，所述连通钢管8的下端穿过所述下孔壁清扫挤压机构7的圆形上顶板3与所述下孔壁清扫挤压机构7的空腔内的水流体导通。

(4)注入清水置换泥浆进行清孔。

在地质条件为风化泥质砂岩且夹有沙层的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中：将可利尔泥浆粉直接加入到泥浆池，用烧碱调节pH为8，即得可配制成可利尔泥浆，然后将可利尔泥浆注入旋挖钻孔内，可利尔泥浆粉与水的质量比为50:1000。

10个钻孔直径为1.2米、深度为25米，旋挖钻孔施工结束后静置1小时，孔底沉渣平均厚度为9cm，浆液自孔壁径向平均渗透14cm，孔内泥浆平均含砂率为1.8％，成孔率100％；旋挖过程中没有发生钻杆损坏，钻孔浆液平均消耗量在±8％内，没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。同等条件下与没有安装上孔壁清扫挤压机构6和下孔壁清扫挤压机构7相比，旋挖速度提高了2m/h，并且对旋挖钻进操作人员的操作能力要求较低，无须为了防止塌孔而刻意保持匀速提钻。

10个钻孔直径为1.5米、深度为20米，旋挖钻孔施工结束后静置1小时，孔底沉渣平均厚度为10cm，浆液自孔壁径向平均渗透14cm，孔内泥浆平均含砂率为1.9％，成孔率100％；旋挖过程中没有发生钻杆损坏，钻孔浆液平均消耗量在±7％内，没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。同等条件下与没有安装上孔壁清扫挤压机构6和下孔壁清扫挤压机构7相比，旋挖速度提高了2m/h，并且对旋挖钻进操作人员的操作能力要求较低，无须为了防止塌孔而刻意保持匀速提钻。

实施例2

公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，包括如下步骤：

(1)在钻孔附近设置泥浆池，往泥浆池中注入清水，并将护壁泥浆粉随清水一起加入泥浆池中，在泥浆池旁安装好泥浆循环泵。

由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成，所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1：0.8:0.3：0.3:0.6。所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH₂CH₂O)₃-SO₃Na，R是十五烷基。所述固沙剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中，然后加入十二烷基苯磺酸钠，70℃加热搅拌；再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，70℃加热搅拌；最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯，70℃加热搅拌至干，粉碎、过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.8：0.4:0.5:1：0.15:0.04。所述护壁剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠加入到密闭反应釜内，在80℃反应5小时，反应结束后将反应产物倒入到4℃的水中，过滤、干燥、粉碎，过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸的质量比为1:1.5:1:8。所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH₂CH₂O)₅-H，R是庚基。所述防漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1.5组成的混合物，磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛。

(2)埋设护筒，护筒内径比钻孔灌注桩桩径大20-40厘米，护筒高出地面30-50厘米，护筒埋设深度为150-200厘米。

(3)使用旋挖钻机进行钻孔施工，利用泥浆循环泵进行泥浆循环，同时对泥浆进行滤渣；在旋挖钻头1上方30厘米的钻杆2上固定安装有相距50厘米上孔壁清扫挤压机构6和下孔壁清扫挤压机构7，所述上孔壁清扫挤压机构6和所述下孔壁清扫挤压机构7的直径均比旋挖钻头开孔直径大1.5厘米；所述上孔壁清扫挤压机构6的空腔内的水和所述下孔壁清扫挤压机构7的空腔内的水通过连通钢管8流体导通。

所述上孔壁清扫挤压机构6和所述下孔壁清扫挤压机构7均包括圆形上顶板3、圆形下底板4和橡胶环5；所述钻杆2从上至下依次穿过所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4的中心孔，并且所述钻杆2的外侧壁分别与所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4密封固定连接；所述橡胶环5环绕所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4，并且密封所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4之间的空腔，所述空腔内充满水；所述橡胶环5自与所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4的连接处向外径向延伸距离L为5厘米，所述橡胶环5的厚度为7毫米、肖氏硬度A为30。所述圆形上顶板3的上表面上和所述圆形下底板4的下表面上分别设置有T形密封槽，所述橡胶环5由清扫挤压部51、上密封部52和下密封部53组成，所述上密封部52的下表面上和所述下密封部53的上表面上分别成型有与所述T形密封槽相适配的T密封件9，所述T密封件9位于所述T形密封槽内；所述上密封部52通过螺钉10与所述圆形上顶板3的上表面固定安装在一起，所述下密封部53通过螺钉10与所述圆形下底板4的下表面固定安装在一起。

所述连通钢管8的上端穿过所述上孔壁清扫挤压机构6的圆形下底板4与所述上孔壁清扫挤压机构6的空腔内的水流体导通，所述连通钢管8的下端穿过所述下孔壁清扫挤压机构7的圆形上顶板3与所述下孔壁清扫挤压机构7的空腔内的水流体导通。

(4)注入清水置换泥浆进行清孔。

在地质条件为风化泥质砂岩且夹有沙层的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中：将可利尔泥浆粉直接加入到泥浆池，用烧碱调节pH为9，即得可配制成可利尔泥浆，然后将可利尔泥浆注入旋挖钻孔内，可利尔泥浆粉与水的质量比为50:1000。

10个钻孔直径为1.2米、深度为25米，旋挖钻孔施工结束后静置1小时，孔底沉渣平均厚度为7cm，浆液自孔壁径向平均渗透15cm，孔内泥浆平均含砂率为1.5％，成孔率100％；旋挖过程中没有发生钻杆损坏，钻孔浆液平均消耗量在±5％内，没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。同等条件下与没有安装上孔壁清扫挤压机构6和下孔壁清扫挤压机构7相比，旋挖速度可以提高2.5m/h而没有发生塌孔，对旋挖钻进操作人员的操作能力要求较低，无须为了防止塌孔而刻意保持匀速提钻。

10个钻孔直径为1.5米、深度为20米，旋挖钻孔施工结束后静置1小时，孔底沉渣平均厚度为8cm，浆液自孔壁径向平均渗透15cm，孔内泥浆平均含砂率为1.6％，成孔率100％；旋挖过程中没有发生钻杆损坏，钻孔浆液平均消耗量在±5％内，没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。同等条件下与没有安装上孔壁清扫挤压机构6和下孔壁清扫挤压机构7相比，旋挖速度可以提高2.5m/h，对旋挖钻进操作人员的操作能力要求较低，无须为了防止塌孔而刻意保持匀速提钻。

实施例3

公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，包括如下步骤：

(1)在钻孔附近设置泥浆池，往泥浆池中注入清水，并将护壁泥浆粉随清水一起加入泥浆池中，在泥浆池旁安装好泥浆循环泵。

由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成，所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1：0.5:0.5：0.15:0.8。所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH₂CH₂O)₂-SO₃Na，R是正十四烷基。所述固沙剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中，然后加入十二烷基苯磺酸钠，60℃加热搅拌；再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，60℃加热搅拌；最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯，60℃加热搅拌至干，粉碎、过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.5：0.4:0.5:1：0.1:0.03。所述护壁剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠加入到密闭反应釜内，在90℃反应3小时，反应结束后将反应产物倒入到0℃的水中，过滤、干燥、粉碎，过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸的质量比为1:1.5:0.7:10。所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH₂CH₂O)₅-H，R是辛基。所述防漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1组成的混合物，磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛。

(2)埋设护筒，护筒内径比钻孔灌注桩桩径大20-40厘米，护筒高出地面30-50厘米，护筒埋设深度为150-200厘米。

(3)使用旋挖钻机进行钻孔施工，利用泥浆循环泵进行泥浆循环，同时对泥浆进行滤渣；在旋挖钻头1上方30厘米处的钻杆2上固定安装有相距50厘米的上孔壁清扫挤压机构6和下孔壁清扫挤压机构7，所述上孔壁清扫挤压机构6和所述下孔壁清扫挤压机构7的直径均比旋挖钻头开孔直径大2厘米；所述上孔壁清扫挤压机构6的空腔内的水和所述下孔壁清扫挤压机构7的空腔内的水通过连通钢管8流体导通。

所述上孔壁清扫挤压机构6和所述下孔壁清扫挤压机构7均包括圆形上顶板3、圆形下底板4和橡胶环5；所述钻杆2从上至下依次穿过所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4的中心孔，并且所述钻杆2的外侧壁分别与所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4密封固定连接；所述橡胶环5环绕所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4，并且密封所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4之间的空腔，所述空腔内充满水；所述橡胶环5自与所述圆形上顶板3和所述圆形下底板4的连接处向外径向延伸距离L为8厘米，所述橡胶环5的厚度为10毫米、肖氏硬度A为40。所述圆形上顶板3的上表面上和所述圆形下底板4的下表面上分别设置有T形密封槽，所述橡胶环5由清扫挤压部51、上密封部52和下密封部53组成，所述上密封部52的下表面上和所述下密封部53的上表面上分别成型有与所述T形密封槽相适配的T密封件9，所述T密封件9位于所述T形密封槽内；所述上密封部52通过螺钉10与所述圆形上顶板3的上表面固定安装在一起，所述下密封部53通过螺钉10与所述圆形下底板4的下表面固定安装在一起。

所述连通钢管8的上端穿过所述上孔壁清扫挤压机构6的圆形下底板4与所述上孔壁清扫挤压机构6的空腔内的水流体导通，所述连通钢管8的下端穿过所述下孔壁清扫挤压机构7的圆形上顶板3与所述下孔壁清扫挤压机构7的空腔内的水流体导通。

(4)注入清水置换泥浆进行清孔。

在地质条件为风化泥质砂岩且夹有沙层的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中：将可利尔泥浆粉直接加入到泥浆池，用烧碱调节pH为10，即得可配制成可利尔泥浆，然后将可利尔泥浆注入旋挖钻孔内，可利尔泥浆粉与水的质量比为60:1000。

10个钻孔直径为1.2米、深度为25米，旋挖钻孔施工结束后静置1小时，孔底沉渣平均厚度为3cm，浆液自孔壁径向平均渗透20cm，孔内泥浆平均含砂率为1.1％，成孔率100％；旋挖过程中没有发生钻杆损坏，钻孔浆液平均消耗量在±3％内，没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。同等条件下与没有安装上孔壁清扫挤压机构6和下孔壁清扫挤压机构7相比，旋挖速度最大可以提高4m/h也没有发生塌孔事故，旋挖钻进操作人员无须为了防止塌孔而刻意保持匀速提钻。

10个钻孔直径为1.5米、深度为20米，旋挖钻孔施工结束后静置1小时，孔底沉渣平均厚度为2cm，浆液自孔壁径向平均渗透20cm，孔内泥浆平均含砂率为1.0％，成孔率100％；旋挖过程中没有发生钻杆损坏，钻孔浆液平均消耗量在±3％内，没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。同等条件下与没有安装上孔壁清扫挤压机构6和下孔壁清扫挤压机构7相比，旋挖速度最大可以提高4m/h也没有发生塌孔事故，旋挖钻进操作人员无须为了防止塌孔而刻意保持匀速提钻。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (8)

1.公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在钻孔附近设置泥浆池，往泥浆池中注入清水，并将护壁泥浆粉随清水一起加入泥浆池中，在泥浆池旁安装好泥浆循环泵；

(2)埋设护筒，护筒内径比钻孔灌注桩桩径大20-40厘米，护筒高出地面30-50厘米，护筒埋设深度为150-200厘米；

(3)使用旋挖钻机进行钻孔施工，利用泥浆循环泵进行泥浆循环，同时对泥浆进行滤渣；临近旋挖钻头(1)的钻杆(2)上固定安装有孔壁清扫挤压机构，所述孔壁清扫挤压机构的直径比旋挖钻头开孔直径大1-2厘米；所述孔壁清扫挤压机构包括圆形上顶板(3)、圆形下底板(4)和橡胶环(5)；所述钻杆(2)从上至下依次穿过所述圆形上顶板(3)和所述圆形下底板(4)的中心孔，并且所述钻杆(2)的外侧壁分别与所述圆形上顶板(3)和所述圆形下底板(4)密封固定连接；所述橡胶环(5)环绕所述圆形上顶板(3)和所述圆形下底板(4)，并且密封所述圆形上顶板(3)和所述圆形下底板(4)之间的空腔，所述空腔内充满水；所述橡胶环(5)自与所述圆形上顶板(3)和/或所述圆形下底板(4)的连接处向外径向延伸距离L为4-8厘米，所述橡胶环(5)的厚度为5-10毫米、肖氏硬度A为20-40；

(4)注入清水置换泥浆进行清孔。

2.根据权利要求1所述的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，其特征在于，所述圆形上顶板(3)的上表面上和所述圆形下底板(4)的下表面上分别设置有T形密封槽，所述橡胶环(5)由清扫挤压部(51)、上密封部(52)和下密封部(53)组成，所述上密封部(52)的下表面上和所述下密封部(53)的上表面上分别成型有与所述T形密封槽相适配的T密封件(9)，所述T密封件(9)位于所述T形密封槽内；所述上密封部(52)通过螺钉(10)与所述圆形上顶板(3)的上表面固定安装在一起，所述下密封部(53)通过螺钉(10)与所述圆形下底板(4)的下表面固定安装在一起。

3.根据权利要求2所述的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，其特征在于，所述孔壁清扫挤压机构为两个，分别为上孔壁清扫挤压机构(6)和下孔壁清扫挤压机构(7)；所述上孔壁清扫挤压机构(6)的空腔内的水和所述下孔壁清扫挤压机构(7)的空腔内的水通过连通钢管(8)流体导通。

4.根据权利要求3所述的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，其特征在于，所述连通钢管(8)的上端穿过所述上孔壁清扫挤压机构(6)的圆形下底板(4)与所述上孔壁清扫挤压机构(6)的空腔内的水流体导通，所述连通钢管(8)的下端穿过所述下孔壁清扫挤压机构(7)的圆形上顶板(3)与所述下孔壁清扫挤压机构(7)的空腔内的水流体导通。

5.根据权利要求1-4任一所述的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，其特征在于，在步骤(1)中，所述护壁泥浆粉由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成，所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1：0.5-1:0.2-0.5：0.1-0.3:0.5-1。

6.根据权利要求5所述的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，其特征在于，所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH₂CH₂O)n-SO₃Na，n＝2或3，R是碳原子数为12-15烷基；所述固沙剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中，然后加入十二烷基苯磺酸钠，50-80℃加热搅拌；再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，50-80℃加热搅拌；最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯，50-80℃加热搅拌至干，粉碎、过200目筛即得。

7.根据权利要求6所述的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，其特征在于，羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.5-0.8：0.2-0.4:0.3-0.5:0.5-1：0.05-0.15:0.02-0.04。

8.根据权利要求5所述的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中的护壁工法，其特征在于，所述护壁剂的制备方法如下：将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸加入到密闭反应釜内，在80-90℃反应3-5小时，反应结束后将反应产物倒入到0-10℃的水中，过滤、干燥、粉碎，过200目筛即得；羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠的质量比为1:1-2:0.5-1.5:5-10；所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH₂CH₂O)n-H，n＝5，R是碳原子数为7-9烷基；所述堵漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1-1.5组成的混合物，磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛；将护壁泥浆粉直接加入到泥浆池，用烧碱调节pH为8-10，即得可配制成护壁泥浆，然后将护壁泥浆注入旋挖钻孔内。

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