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【摘要】采用灌注桩进行地基处理是较为常见的地基处理方法，主要原因是因为灌注桩抗水平荷载、抗拔及抗侵蚀能力均大于一般的预制桩。同时灌注桩属于刚性桩，荷载传递线路明确，设计理论比较成熟，故在地基处理中运用较为普遍。灌注桩的缺点是养护周期较长、施工噪音大、现场文明施工条件较差且成本高于预制桩。
【关键词】旋挖钻成孔；冲击钻成孔；回旋钻成孔
1、工程概况
中海油公共管廊工程位于山东省东营港。管廊架承台采用2～3根灌注桩基础。2.4公里长码头引堤段，地下地质条件比较复杂，该区域在回填时抛填了大量块石或碎石。
2、施工设备成孔原理
2.1旋挖钻机成孔
旋挖机成孔是通过钻头的旋转、削土、钻筒提升、钻筒卸土和泥浆支护孔壁，这样反复循环来完成成孔的。适用于土质比较均匀的粘性土、粉质土、老砂土等地质条件，对于新回填土、碎石、粉砂等无粘结力的地质条件下必须配合使用钢护筒成孔。旋挖钻机功率大、成孔速度快、定位比较准确、移机时间短、施工噪音较小、现场文明施工条件比较好。但由于机身比较重，对施工现场场地条件要求比较高，要求场地平整、坚实，避免旋挖钻机施工过程发生倾斜与沉陷。
2.2冲击钻机成孔
冲击钻机成孔是利用机架顶部钢丝自动脱钩后，冲击锤对块石，砾石与基岩进行反复冲击，将块石等障碍物击碎，然后通过稠度较大的泥浆将击成小颗粒的石屑排出孔外，泥浆同时也起护壁作用，对于碎石等松散的地下障碍物，由于周围松散物缺乏对桩孔中碎石的约束，冲击锺冲击碎石时碎石会从冲击锤周围向上涌起，冲击锤的冲击力大大减小，难于达到击碎障碍物的目的。冲击成孔工艺主要适用于颗粒较大的块石、砾石等地质条件，冲击成孔由于靠冲击锤击碎障碍物后随泥浆排出孔外，成孔时间长，成孔效率低，一般只用于遇到块石等大的障碍物旋挖钻机、回旋钻机无法钻进时采用。
2.3回旋钻机成孔
回旋钻机成孔是依靠电动机带动钻机机架的回转装置，回转装置再带动钻杆与钻头，使钻头不断切入土中，由泥浆泵往钻杆内打入泥浆，泥浆由孔底沿孔壁上升，从护筒的溢流孔流出泥浆，泥浆带出土颗粒，经沉淀后泥浆重复使用。此成孔工艺适用于淤泥性土、粘土、粉土等地质条件，回旋钻机具有成孔速度慢、移位比较方便、定位准确等特点。
3、施工要点
3.1旋挖钻机施工要点
施工场地要求：由于桩机重量大，故要求场地平整且结实。
护筒埋设：护筒直径大于设计桩径100～150mm。防止钻筒提升与下落时碰撞护筒及发生卡钻现象，护筒要高出地面至少300mm，防止地面杂物与地表泥水等流入桩孔。
护壁泥浆：旋挖成孔主要靠泥浆来护壁的，它主要抑制孔壁坍塌、地下水渗透。成孔过程要随时检查泥浆的比重与稠度。
泥浆面要求：成孔过程泥浆面始终不低于护筒底标高，以保证孔壁的稳定性。
钻筒壁的要求：为防止旋挖钻机在提升钻筒时，在钻筒下部产生瞬间真空而引起淤泥等软弱下卧层发生颈缩现象，一般在钻筒四周加焊导流板，使得钻筒提升时钻筒上部的泥浆通过钻筒导流板间空隙流入钻筒下部，以减小钻筒下部真空度，减少颈缩现象的发生。导流板的大小、厚度与提钻速度、泥浆稠度有关。
钻筒钻进、提升速度：一次钻进尺寸过大容易发生埋钻与卡钻事故。埋钻与卡钻较轻时直接提起钻筒；埋钻、卡钻较重时钻筒反向旋转打开仓门再边旋转边提起钻筒。钻筒提起速度过快容易产生钻筒下部瞬间真空，加上钻筒对孔壁反复冲刷，极易造成颈缩与塌孔现象。在通过有流动性淤泥层及松散砂质地层时尽量放慢提钻速度，不良地质下提钻速度不宜超过0.50m/s。
3.2冲击钻机施工要点
冲击锤要求：根据设计桩径与地质条件来选择冲击锤，冲击锤直径一般小于设计桩径20～30mm，一般选用3～10吨十字型铸铁冲击锤，冲击锤顶部焊接多道铁环并围绕多道钢丝绳，便于掉锤时打捞冲击锤。
护筒埋设：由于冲击锤下落时容易发生偏移，一般护筒直径大于设计桩径300～400mm。单级护筒取小值，多级护筒取大值，护筒要高出地面至少200～300mm，防止地面杂物与地表泥水等流入桩孔。
间隔跳打要求：冲击成孔时对周围振动较大，为减少对周围孔壁及已经浇筑灌注桩的影响，宜采用跳打方法进行施工。
三线合一要求：冲击锤中心、桩位中心与护筒中心线要合一，其偏差不大于20mm，防止桩偏位及打坏护筒。
起打落距的要求：在开始冲击成孔时由于桩孔周围土层约束力比较小，大冲程冲击容易造成塌孔，故地表2～3m范围内，宜采用小冲程冲击成孔，一般落程不超过3m。正常后方可按全冲程落距冲击成孔。
冲孔时间要求：冲孔宜一次完成，防止塌孔，必须停止冲孔时宜将冲击锤提出孔洞外，桩孔要加盖木板，防止异物与人员掉落孔中。
冲击锤提升要求：提升冲击锤不宜过快，防止因提升过快冲击锤下部产生负压或发生碰撞孔壁、护筒引起塌孔。
泥浆要求：冲孔成孔泥浆不仅起护壁作用同时由泥浆将小颗粒的石屑带出孔外，所以其泥浆比重一般高达1.4。
护孔要求：冲击成孔过程中宜往桩孔中加入一定量的粘土、小石块。借助冲击力将粘土浆与小石块挤入周围孔壁中，达到减小孔壁空隙率，减少砼渗入孔壁发生断桩与颈缩现象的发生。
3.3回旋钻机施工要点
钻头选择要求：钻头直径一般不宜小于设计桩径，主要考虑到桩下部老土区域桩的充盈系数较小，甚至为1.0。
护筒埋设：一般护筒直径大于设计桩径100～150mm，护筒下端不可埋设太浅，防止护筒下端孔壁坍塌。
钻进速度要求：在流砂或砂性土等松散地质条件下施工时，严格控制钻进速度，采用低速钻进，同时使用优质泥浆，保证有足够的泥浆挤入孔壁的土体中，保证孔壁的稳定性。
地质变化处施工要求：在硬、软土质交接处容易发生桩位倾斜，故硬、软土质交接处应吊住钻杆控制进尺速度，低速钻进。在发生钻杆倾斜时要求吊住钻杆后上下反复扫孔，使孔校直，如倾斜严重时回填粘土重新钻进。
泥浆要求：泥浆不仅起护壁作用同时由泥浆将石屑带出孔外，所以其泥浆比重一般为1.05～1.20为宜。
4、结束语
在地质条件允许的情况下，首选旋挖钻机进行成孔作业。在地质条件不允许旋挖钻机作业时改用回旋钻机成孔作业。冲击钻机只有在遇到地下障碍物，上述钻机无法钻进作业时才采用。灌注桩施工工艺的选择要结合当地地质条件，社会环境综合考虑。因地制宜选择几种施工工艺相结合来达到最佳的经济效益。
参考文献
[1]《地基与工程施工及验收规范》（GBJ202-83）.
[2]《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）
【关键词】旋挖钻成孔；冲击钻成孔；回旋钻成孔
1、工程概况
中海油公共管廊工程位于山东省东营港。管廊架承台采用2～3根灌注桩基础。2.4公里长码头引堤段，地下地质条件比较复杂，该区域在回填时抛填了大量块石或碎石。
2、施工设备成孔原理
2.1旋挖钻机成孔
旋挖机成孔是通过钻头的旋转、削土、钻筒提升、钻筒卸土和泥浆支护孔壁，这样反复循环来完成成孔的。适用于土质比较均匀的粘性土、粉质土、老砂土等地质条件，对于新回填土、碎石、粉砂等无粘结力的地质条件下必须配合使用钢护筒成孔。旋挖钻机功率大、成孔速度快、定位比较准确、移机时间短、施工噪音较小、现场文明施工条件比较好。但由于机身比较重，对施工现场场地条件要求比较高，要求场地平整、坚实，避免旋挖钻机施工过程发生倾斜与沉陷。
2.2冲击钻机成孔
冲击钻机成孔是利用机架顶部钢丝自动脱钩后，冲击锤对块石，砾石与基岩进行反复冲击，将块石等障碍物击碎，然后通过稠度较大的泥浆将击成小颗粒的石屑排出孔外，泥浆同时也起护壁作用，对于碎石等松散的地下障碍物，由于周围松散物缺乏对桩孔中碎石的约束，冲击锺冲击碎石时碎石会从冲击锤周围向上涌起，冲击锤的冲击力大大减小，难于达到击碎障碍物的目的。冲击成孔工艺主要适用于颗粒较大的块石、砾石等地质条件，冲击成孔由于靠冲击锤击碎障碍物后随泥浆排出孔外，成孔时间长，成孔效率低，一般只用于遇到块石等大的障碍物旋挖钻机、回旋钻机无法钻进时采用。
2.3回旋钻机成孔
回旋钻机成孔是依靠电动机带动钻机机架的回转装置，回转装置再带动钻杆与钻头，使钻头不断切入土中，由泥浆泵往钻杆内打入泥浆，泥浆由孔底沿孔壁上升，从护筒的溢流孔流出泥浆，泥浆带出土颗粒，经沉淀后泥浆重复使用。此成孔工艺适用于淤泥性土、粘土、粉土等地质条件，回旋钻机具有成孔速度慢、移位比较方便、定位准确等特点。
3、施工要点
3.1旋挖钻机施工要点
施工场地要求：由于桩机重量大，故要求场地平整且结实。
护筒埋设：护筒直径大于设计桩径100～150mm。防止钻筒提升与下落时碰撞护筒及发生卡钻现象，护筒要高出地面至少300mm，防止地面杂物与地表泥水等流入桩孔。
护壁泥浆：旋挖成孔主要靠泥浆来护壁的，它主要抑制孔壁坍塌、地下水渗透。成孔过程要随时检查泥浆的比重与稠度。
泥浆面要求：成孔过程泥浆面始终不低于护筒底标高，以保证孔壁的稳定性。
钻筒壁的要求：为防止旋挖钻机在提升钻筒时，在钻筒下部产生瞬间真空而引起淤泥等软弱下卧层发生颈缩现象，一般在钻筒四周加焊导流板，使得钻筒提升时钻筒上部的泥浆通过钻筒导流板间空隙流入钻筒下部，以减小钻筒下部真空度，减少颈缩现象的发生。导流板的大小、厚度与提钻速度、泥浆稠度有关。
钻筒钻进、提升速度：一次钻进尺寸过大容易发生埋钻与卡钻事故。埋钻与卡钻较轻时直接提起钻筒；埋钻、卡钻较重时钻筒反向旋转打开仓门再边旋转边提起钻筒。钻筒提起速度过快容易产生钻筒下部瞬间真空，加上钻筒对孔壁反复冲刷，极易造成颈缩与塌孔现象。在通过有流动性淤泥层及松散砂质地层时尽量放慢提钻速度，不良地质下提钻速度不宜超过0.50m/s。
3.2冲击钻机施工要点
冲击锤要求：根据设计桩径与地质条件来选择冲击锤，冲击锤直径一般小于设计桩径20～30mm，一般选用3～10吨十字型铸铁冲击锤，冲击锤顶部焊接多道铁环并围绕多道钢丝绳，便于掉锤时打捞冲击锤。
护筒埋设：由于冲击锤下落时容易发生偏移，一般护筒直径大于设计桩径300～400mm。单级护筒取小值，多级护筒取大值，护筒要高出地面至少200～300mm，防止地面杂物与地表泥水等流入桩孔。
间隔跳打要求：冲击成孔时对周围振动较大，为减少对周围孔壁及已经浇筑灌注桩的影响，宜采用跳打方法进行施工。
三线合一要求：冲击锤中心、桩位中心与护筒中心线要合一，其偏差不大于20mm，防止桩偏位及打坏护筒。
起打落距的要求：在开始冲击成孔时由于桩孔周围土层约束力比较小，大冲程冲击容易造成塌孔，故地表2～3m范围内，宜采用小冲程冲击成孔，一般落程不超过3m。正常后方可按全冲程落距冲击成孔。
冲孔时间要求：冲孔宜一次完成，防止塌孔，必须停止冲孔时宜将冲击锤提出孔洞外，桩孔要加盖木板，防止异物与人员掉落孔中。
冲击锤提升要求：提升冲击锤不宜过快，防止因提升过快冲击锤下部产生负压或发生碰撞孔壁、护筒引起塌孔。
泥浆要求：冲孔成孔泥浆不仅起护壁作用同时由泥浆将小颗粒的石屑带出孔外，所以其泥浆比重一般高达1.4。
护孔要求：冲击成孔过程中宜往桩孔中加入一定量的粘土、小石块。借助冲击力将粘土浆与小石块挤入周围孔壁中，达到减小孔壁空隙率，减少砼渗入孔壁发生断桩与颈缩现象的发生。
3.3回旋钻机施工要点
钻头选择要求：钻头直径一般不宜小于设计桩径，主要考虑到桩下部老土区域桩的充盈系数较小，甚至为1.0。
护筒埋设：一般护筒直径大于设计桩径100～150mm，护筒下端不可埋设太浅，防止护筒下端孔壁坍塌。
钻进速度要求：在流砂或砂性土等松散地质条件下施工时，严格控制钻进速度，采用低速钻进，同时使用优质泥浆，保证有足够的泥浆挤入孔壁的土体中，保证孔壁的稳定性。
地质变化处施工要求：在硬、软土质交接处容易发生桩位倾斜，故硬、软土质交接处应吊住钻杆控制进尺速度，低速钻进。在发生钻杆倾斜时要求吊住钻杆后上下反复扫孔，使孔校直，如倾斜严重时回填粘土重新钻进。
泥浆要求：泥浆不仅起护壁作用同时由泥浆将石屑带出孔外，所以其泥浆比重一般为1.05～1.20为宜。
4、结束语
在地质条件允许的情况下，首选旋挖钻机进行成孔作业。在地质条件不允许旋挖钻机作业时改用回旋钻机成孔作业。冲击钻机只有在遇到地下障碍物，上述钻机无法钻进作业时才采用。灌注桩施工工艺的选择要结合当地地质条件，社会环境综合考虑。因地制宜选择几种施工工艺相结合来达到最佳的经济效益。
参考文献
[1]《地基与工程施工及验收规范》（GBJ202-83）.
[2]《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）