摘要：冲击钻孔施工中影响其扩孔的因素较多，在施工中应根据不同的地质情况，分析影响扩孔的因素，并制定相应的降低扩孔系数的措施，文章通过结合本标段的具体工况,对桩基的扩孔因素进行分析,采取了一系列控制扩孔的有效措施。

关键词：降低 冲击成孔 桩基 扩孔系数

一、工程概况

1、工程简介

马鞍山长江公路大桥处在芜湖长江大桥和南京长江三桥之间，上游距离芜湖长江大桥约27公里，距离南京三桥约46公里，连接马鞍山和巢湖两市。大桥位于马鞍山市与巢湖市境内，是交通部《长江三角洲地区现代化公路水路交通规划纲要》中上海—江阴—马鞍山—合肥高速公路的组成部分，同时也是《中部地区崛起公路水路交通发展规划纲要》中马鞍山—和县—武汉高速公路的重要组成部分。

MQ-10合同段起始桩号：K14+120～K15+760，全长10m。工程范围内K14+120～K14+880段为右汊主桥斜拉桥，桥跨布置为38+82+260+260+82+38m；K14+880～K15+760段为引桥（40m连续箱梁），桥跨布置为22×40m。引桥承台下布置4根Φ1.2m桩基,桩长按嵌岩桩设计，桩长为38米和40米两种,共168根。

2、工程地质

桥址区地质资料，具体见表1.2-1所示：

二、控制措施

如何有效地控制冲击钻孔灌注桩扩孔，减少混凝土浪费，从而节约施工成本，提高经济效益是一个值得探讨的问题。冲击钻孔施工中影响其扩孔的因素较多，在施工中应根据不同的地质情况，分析影响扩孔的因素，并制定相应的降低扩孔系数的措施，文章通过结合本标段的具体工况,对桩基扩孔的主观因素和客观因素进行分析,采取了一系列控制扩孔的有效措施，下面就本标段如何控制桩基扩孔系数论述如下。

1、钻机就位

在桩位复核正确,护筒埋设符合要求,护筒、地面标高已测定的基础上, 钻机才能就位，钻机机座必须安置在平整坚实的地面上，不得产生不均匀沉陷。钻机定位要准确、水平、垂直、稳固, 钻机顶部的起吊滑轮缘、钻头中心和设计桩中心轴线三者在同一铅锤线上，如果钻机在冲孔施工中机座发生倾斜沉陷，必然导致钻孔倾斜，在校正钻孔倾斜度时，会增加扩孔，从而增加混凝土的实际浇筑量。本项目采取扩大桩机支承面积，在机座安放处填筑片石或砖渣并铺放枕木控制机座的沉降，每4个小时检查和校核钻架及钻杆的垂直度，确保桩身成孔的垂直度。

2、钻头直径选取

钻头直径大小直接影响成孔孔径，选用适当的钻头直径，避免成孔直径超过设计桩径，是控制冲击钻孔扩孔的一个重要因素。根据设计桩径和地质情况选取适宜的钻头直径，一般情况下按下述要求选取钻头直径：

钻头直径的选取除了按上述一般情况选取外，还应根据地质变化情况，对钻头直径进行调整，并定时检查钻头磨损情况，每个班组不得少于1次，避免缩孔。

3、泥浆控制

冲击钻孔施工中，泥浆的功能是护壁和浮渣。泥浆在保证正常钻进速度及防塌孔、堵漏要求的前提下，泥浆的稠度偏稀将会使泥浆护壁厚度偏薄，孔壁局部易出现塌孔，使得成孔孔径相对加大，从而增加砼浇筑量。选择优质膨润土、粘土作为造浆材料，调整泥浆的各项性能指标以适应不同地层的要求。

泥浆稠度的控制指标有泥浆相对密度和粘度，分别用比重计和沾度仪检测。在冲击钻孔施工中，从泥浆制备到整个钻孔过程中应对泥浆稠度指标随时进行检测，并根据地层情况和地下水情况及时进行调整，确保泥浆护壁质量，从而减少扩孔。冲击钻孔施工中，建议将泥将相对密度控制在1.2～1.4间，粘度控制在22～30Pa.s间，其具体数据现场实际情况确定。

合适的泥浆性能对成孔至关重要，泥浆在使用前经试验室进行试验，合格后才能使用，泥浆进入砂层检测频率为4～5小时测一次，泥浆储备为1.5倍设计用量,成孔过程中对于成孔质量和安全，水头高度和合适的泥浆护壁是关键，工中主要泥浆指标控制和灌注水下混凝土前主要泥浆指标见下表：

不同地层中的主要泥浆指标

终孔后泥浆主要指标

如泥浆达不到上述指标要求,通常泥浆性能调制办法如下表:

4、根据不同地质情况调整钻进速度

在易坍塌地层钻孔施工时，如钻进速度过快，泥浆质量不高，易产生局部塌孔，从而造成局部桩径增大，增加混凝土浇筑量。钻进过程中，钻机操作人员应加强对出渣的观察，根据不同的地层选择合适的冲程和泥浆性能指标。遇到粘土层，应采用低冲程，稀泥浆钻进；在通过全风化、碎石土时，宜采用中冲程（约75cm）；强风化层比较破碎，钻进强风化层宜采用中冲程，并在孔底加入粘土或在泥浆中加入锯沫，以起到堵漏作用；遇到弱微风化地层，宜采用大冲程（约100cm）。为正确提升钻头的冲程，及时了解钻进速度，应在钢丝绳上做好标记，冲击时要注意均匀地松放钢丝绳的长度，特别注意防止松绳过少，形成“打空锤”。如遇到倾斜岩面时，向孔内抛填片石，同时减小钻进速度，改用中小冲程钻进，待冲锤全部进入岩层后恢复正常钻进速度，避免出现钻孔倾斜和卡钻等事故发生，从而增加扩孔。

5、钻孔施工

每孔开钻前均应按设计资料绘制地质剖面图，钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔原始记录，交时由当班钻机班长交待钻（冲）进情况及下一班施工应注意事项。在钻孔过程要以地质资料为依据，及时捞取渣样，检查土层是否有变化，在地层发生变化时一定要捞取渣样保存，并及时调整泥浆指标和钻头的冲程。因故停止钻（冲）进，孔口应加护盖，并确保孔内有足够的水头高度并保持泥浆循环，严禁钻头留在孔内，以防止出现埋钻的现象。

6、钻孔事故的预防

钻孔事故包括坍孔、偏孔、掉钻及落物、扩孔或缩孔等，有效的控制钻孔事故的发生，可降低桩基扩孔系数。

1）坍孔预防及处理

a.在松散粉砂土或流砂中钻进，应控制进尺速度，选用较大相对密度，粘度、

胶体率的泥浆或高质量泥浆。

b. 发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土混合物到坍孔处以上1～

2m，严重时全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

c. 清孔时指定专人补浆，保证孔内合适的水头高度。

d. 下放钢筋笼时对准钻孔中心竖直下放，严禁碰撞孔壁。

2）偏孔预防和处理

用验孔器等查明钻孔偏斜的位置和实际情况后，吊住钻头在偏斜处反复扫孔，偏斜严重时回填沉实后重新钻进。

3）掉钻及落物预防和处理

a.开钻前清除孔内落物，护筒口加以保护。

b.经常检查钻具、钢丝绳、联结装置等。

c.小铁件可用电磁铁打捞；钻头的打捞应视具体情况而定，主要采用打捞叉、

打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等。

d.掉落钻物宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞。若落体已被泥沙埋住时，宜先清泥沙，使打捞工具能接触落体后打捞。当钻锤断入孔内时，首先应尽快加大泥浆浓度，然后打捞，打捞无效时，应尽快寻找有经验的打捞队伍，不能搁置太久，以免塌孔。对确实捞不出来的钻锤，应会同业主、设计、监理单位共同研究终孔还是重新开孔的方案。

4）扩孔或缩孔预防和处理

a.保持钻机平稳，控制钻锥摆幅。防止扩孔继续造成坍塌。

b.及时补修钻锥；对于有软塑土的使用失水率小的优质泥浆护壁并复钻二三

次，或者用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔扩大孔径。

三、结束语

项目开工之初，设计方量45.2m3的Φ1.2m桩基，实际浇筑方量达60m3，扩孔系数为1.31，造成混凝土浪费极大，成本大大增加。通过上述措施的实施，最终扩孔系数降低到1.08，节约混凝土1400多立方，节约成本60多万元，可见，有效地控制冲击钻孔灌注桩扩孔，减少混凝土浪费，可大大节约施工成本，增加项目效益，减少工程投资。下载本文