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【摘要】：在当今时代，我国交通业发展日新月异，桥梁工程施工技术也取得了巨大的发展，钻孔桩施工工艺在桥梁工程施工过程中的应用非常广泛，桥梁工程中钻孔桩的施工工艺也变得越来越重要，本文笔者将深入探索如何确定桥梁工程中钻孔桩钻孔方法。
【关键词】：桥梁工程钻孔桩钻孔方法
中图分类号： K928 文献标识码： A
一、前言
我国公共基础设施建设的步伐正在不断加快，交通运输也正变得比以往更便捷，因为桥梁工程中的钻孔灌注桩由于其施工速度快，质量稳定，受气候环境影响小，因而被普遍采用。桥梁工程中钻孔灌注桩施工非常重要，必须确保钻孔桩施工的顺利开展，同时也必须科学有效地处理好钻孔灌注桩施工过程中可能面临的多种问题，本文将从不同的角度深入研究桥梁工程钻孔桩施工中各种钻孔方法的原理、适用范围及优缺点。
二、施工中存在的钻孔方法
目前公路工程钻孔桩施工按成孔（设备）方法钻孔主要有机动推钻法、螺旋钻法、正循环回转法、反循环回转法、正循环潜水钻法、反循环潜水钻法、冲抓锥法、冲击锥法、旋挖钻法等施工方法。其中目前公路工程施工中常见的钻孔桩施工方法有螺旋钻法、正循环回转法、反循环回转法、冲击锥法、旋挖钻法。
三、各种钻孔方法的原理、适用范围及优缺点
1. 机动推钻法
机动推钻法成孔原理为旋转钻杆并下压使土旋入钻锥中，提出钻锥将土倒出，重复施钻成孔。适用范围为：细粒土，粗粒土，含砾量小于30%、粒径小于10cm的卵砾石土，孔径在60～160cm，孔深在30～40m，施工泥浆护臂。优点为设备加工、操作简单、搬移轻便。缺点为深孔钻速慢，遇大卵石、漂石不易钻进。
2. 螺旋钻法
螺旋钻法成孔原理为机械动力驱动螺旋钻杆钻入土中，螺杆旋转的推力将土推出而成孔。适用范围为：细粒土，粗粒土，含砾量小于30%、粒径小于10cm的卵砾石土，孔径在25～80cm，孔深在40m以内，干钻。优点为钻孔速速快。缺点为不适用大卵石、漂石地质。
3. 正循环回转法
正循环回转法成孔原理为地面造浆，通过钻杆内孔压入钻杆底部射出。土层被旋转的钻锥搅松压碎成为钻渣，被泥浆悬浮，从孔口溢出，在沉淀池沉淀。适用范围为：细粒土，粗粒土，含卵砾石量小于20%的卵砾石土，软岩，孔径在80～160cm，孔深在30～100m以内，浮渣护臂。优点为钻进与排渣同时连续进行，钻进速度快。缺点为需要设置泥浆槽、沉淀池、贮浆池等，占用场地大，消耗大量水和泥浆原料，机具设备较为复杂。
4.反循环回转法
反循环回转法成孔原理为地面造浆，灌入孔内。土层被旋转的钻锥搅松压碎成为钻渣，被同泥浆一起通过钻杆内孔抽至地面沉淀池沉淀。使用范围：细粒土，粗粒土，含卵砾石量小于20%、粒径小于钻杆内径2/3的卵砾石土，软岩。孔径范围：80~120cm，孔深范围：配真空泵<35 配空气吸泥机65。泥浆作用为护壁。优点为钻进与排渣同时连续进行，钻进速度快。反循环钻速、钻深均优于正循环。缺点为：需要设置泥浆槽、沉淀池、贮浆池等，占用场地大，消耗大量水和泥浆原料，机具设备较为复杂。反循环开孔不能适用空气吸泥机，仍需用正循环或其他清渣方法，设备更复杂；孔壁坍塌可能性比正循环大，需用质量好的泥浆。
5.正循环潜水钻法
正循环前水钻法成孔原理同回转钻。动力设备安装于钻锥顶部，随钻锥潜入孔中。适用范围：淤泥，黏性土，砂土，卵砾石粒径小于10cm、含量小于20%碎石土。孔径在60~150cm，孔深在50m以内，浮渣护壁。优点为钻孔效率高于正循环同转钻，钻具简单、轻便、噪声小。缺点为钻机潜入水中工作，较易发生事故。
6.反循环潜水钻法
反循环前水钻法成孔原理同回转钻。动力设备安装于钻锥顶部，随钻锥潜入孔中。适用范围为：细粒土，粗粒土，含卵砾石量小于20%的卵砾石土，软岩，孔径为60~150cm，孔深范围为：泵吸<40m以内、 气举100m以内，泥浆护壁。优点为钻孔速度高于正循环潜水钻，缺点为钻机潜入水中工作，较易发生故障。
7.冲抓锥法
冲抓锥法成孔原理为：自由下落的冲抓锥张开抓瓣插入土中，收紧提升瓣绳将土提出，倒土时将瓣绳放松，反复而成孔。适用范围：软土，细粒土，粗粒土，卵砾石土，孔径在100~200cm之间，孔深在30m以内，泥浆作用：护壁。优点是与推钻相比钻进速度快，适用土质条件广。缺点是不能钻斜孔，钻孔深度超过20m时，钻孔速度大为降低。
8.冲击锥法
冲击锥法成孔原理是：冲锥反复冲砸，其底部刀刃使岩土破碎或挤入孔壁或悬浮泥浆。用淘渣筒入孔底掏取钻渣，补充泥浆。适用范围：细粒土，粗粒土，卵砾石土，软岩。孔径范围：80~200cm。孔深在50m内。泥浆作用：浮渣护壁。优点为：适用土质广泛，“无坚不摧”；将钻渣挤入孔壁，加强孔壁、增加桩土摩阻力。缺点为：普通土中钻孔速度比其他方法慢，不能钻斜孔。
9.旋挖钻法
旋挖钻成孔原理是：钻锥底部的旋转刀盘切土并送入钻锥内，提出钻锥倒土，反复而成孔。适用范围：细粒土，粗粒土，卵砾石土。孔径范围：80~200cm。孔深在50m内。不需泥浆。优点为：钻孔速度快。缺点为：不适用岩石地质。
四、工程项目钻机选定
1.工程概况
平齐铁路立交改造项目镇赉K389+291道口平齊铁路分离式立交桥工程。位于平齐铁路与镇赉县团结路、白嘎公路交汇处。路线起点与镇赉县团结路相链接，路线全长1.050公里（上跨铁路桥孔径为左幅44.18+50+31.82m、右幅31.82+50+44.18m）；引桥0.452公里，引道0.471公里，涵洞1道，平面交叉1处。
公铁立交桥基础为钻孔桩基础，总桩长5568m，其中Φ1m钻孔桩40根，总长840m，Φ1.5m钻孔桩132根，总长4728m，桩长在20m~40m之间，全部为摩擦桩。地质情况为粉细砂150KPa、粘土180 KPa、细砂220 KPa、细砂240 KPa、粘土260 KPa。
2. 钻孔方法确定
首先从当前公路工程钻孔桩施工方法中常见的施工方法有反（正）循环回转法、冲击锥法、旋挖钻法。结合本工程桥梁地质情况，反（正）循环回转法、冲击锥法均可以满足施工要求，旋挖钻法因本工程地质主要以砂层为主，容易发生塌孔，需要泥浆护臂，不适合于本工程。
对于粘土及砂层，反（正）循环回转法与冲击锥法施工进度都比较快，但冲击锥法泥浆护臂效果不如循环回转法，并且在钻进及掏渣过程中对砂层的冲刷比较严重，在泥浆护臂做的不到位的情况下在长时间钻孔施工过程中容易发生塌孔，施工风险比较大。
综合考虑本工程采用反（正）循环回转法，由于反循环回转法施工进度要比正循环回转法快，最终采用反循环回转法进行施工。
五、结束语
钻孔桩施工中钻孔方法的选择是项目基础施工中的关键环节，钻孔方法的选择要是否得当很大程度上关系到项目经营质量的高低。钻孔方法的选择需要综合分析其技术和经济指标。首先要根据分析地质情况确定钻孔方法，然后在此基础上充分考虑各项经济指标，同时考虑施工环境、合同工期影响。只有这样，才能综合确定成本最低、机械配置合理和优质高效完成任务的钻孔方法选择方案。
参考文献：
[1] 魏永强：《桥梁钻孔灌注桩成桩工艺探讨》，《今日科苑》，2009年14期
[2] 韩永生：《混凝土灌注桩钻机类型选择经济技术分析》，《铁路工程造价管理》，2008年05期
[3] 李彦斌：《浅谈钻孔灌注桩施工技术及注意事项》，《甘肃科技》，2011年01期
[4] 韦国飞：《钻孔灌注桩常见质量问题的分析与处理》，《科技资讯》，2007年20期
【关键词】：桥梁工程钻孔桩钻孔方法
中图分类号： K928 文献标识码： A
一、前言
我国公共基础设施建设的步伐正在不断加快，交通运输也正变得比以往更便捷，因为桥梁工程中的钻孔灌注桩由于其施工速度快，质量稳定，受气候环境影响小，因而被普遍采用。桥梁工程中钻孔灌注桩施工非常重要，必须确保钻孔桩施工的顺利开展，同时也必须科学有效地处理好钻孔灌注桩施工过程中可能面临的多种问题，本文将从不同的角度深入研究桥梁工程钻孔桩施工中各种钻孔方法的原理、适用范围及优缺点。
二、施工中存在的钻孔方法
目前公路工程钻孔桩施工按成孔（设备）方法钻孔主要有机动推钻法、螺旋钻法、正循环回转法、反循环回转法、正循环潜水钻法、反循环潜水钻法、冲抓锥法、冲击锥法、旋挖钻法等施工方法。其中目前公路工程施工中常见的钻孔桩施工方法有螺旋钻法、正循环回转法、反循环回转法、冲击锥法、旋挖钻法。
三、各种钻孔方法的原理、适用范围及优缺点
1. 机动推钻法
机动推钻法成孔原理为旋转钻杆并下压使土旋入钻锥中，提出钻锥将土倒出，重复施钻成孔。适用范围为：细粒土，粗粒土，含砾量小于30%、粒径小于10cm的卵砾石土，孔径在60～160cm，孔深在30～40m，施工泥浆护臂。优点为设备加工、操作简单、搬移轻便。缺点为深孔钻速慢，遇大卵石、漂石不易钻进。
2. 螺旋钻法
螺旋钻法成孔原理为机械动力驱动螺旋钻杆钻入土中，螺杆旋转的推力将土推出而成孔。适用范围为：细粒土，粗粒土，含砾量小于30%、粒径小于10cm的卵砾石土，孔径在25～80cm，孔深在40m以内，干钻。优点为钻孔速速快。缺点为不适用大卵石、漂石地质。
3. 正循环回转法
正循环回转法成孔原理为地面造浆，通过钻杆内孔压入钻杆底部射出。土层被旋转的钻锥搅松压碎成为钻渣，被泥浆悬浮，从孔口溢出，在沉淀池沉淀。适用范围为：细粒土，粗粒土，含卵砾石量小于20%的卵砾石土，软岩，孔径在80～160cm，孔深在30～100m以内，浮渣护臂。优点为钻进与排渣同时连续进行，钻进速度快。缺点为需要设置泥浆槽、沉淀池、贮浆池等，占用场地大，消耗大量水和泥浆原料，机具设备较为复杂。
4.反循环回转法
反循环回转法成孔原理为地面造浆，灌入孔内。土层被旋转的钻锥搅松压碎成为钻渣，被同泥浆一起通过钻杆内孔抽至地面沉淀池沉淀。使用范围：细粒土，粗粒土，含卵砾石量小于20%、粒径小于钻杆内径2/3的卵砾石土，软岩。孔径范围：80~120cm，孔深范围：配真空泵<35 配空气吸泥机65。泥浆作用为护壁。优点为钻进与排渣同时连续进行，钻进速度快。反循环钻速、钻深均优于正循环。缺点为：需要设置泥浆槽、沉淀池、贮浆池等，占用场地大，消耗大量水和泥浆原料，机具设备较为复杂。反循环开孔不能适用空气吸泥机，仍需用正循环或其他清渣方法，设备更复杂；孔壁坍塌可能性比正循环大，需用质量好的泥浆。
5.正循环潜水钻法
正循环前水钻法成孔原理同回转钻。动力设备安装于钻锥顶部，随钻锥潜入孔中。适用范围：淤泥，黏性土，砂土，卵砾石粒径小于10cm、含量小于20%碎石土。孔径在60~150cm，孔深在50m以内，浮渣护壁。优点为钻孔效率高于正循环同转钻，钻具简单、轻便、噪声小。缺点为钻机潜入水中工作，较易发生事故。
6.反循环潜水钻法
反循环前水钻法成孔原理同回转钻。动力设备安装于钻锥顶部，随钻锥潜入孔中。适用范围为：细粒土，粗粒土，含卵砾石量小于20%的卵砾石土，软岩，孔径为60~150cm，孔深范围为：泵吸<40m以内、 气举100m以内，泥浆护壁。优点为钻孔速度高于正循环潜水钻，缺点为钻机潜入水中工作，较易发生故障。
7.冲抓锥法
冲抓锥法成孔原理为：自由下落的冲抓锥张开抓瓣插入土中，收紧提升瓣绳将土提出，倒土时将瓣绳放松，反复而成孔。适用范围：软土，细粒土，粗粒土，卵砾石土，孔径在100~200cm之间，孔深在30m以内，泥浆作用：护壁。优点是与推钻相比钻进速度快，适用土质条件广。缺点是不能钻斜孔，钻孔深度超过20m时，钻孔速度大为降低。
8.冲击锥法
冲击锥法成孔原理是：冲锥反复冲砸，其底部刀刃使岩土破碎或挤入孔壁或悬浮泥浆。用淘渣筒入孔底掏取钻渣，补充泥浆。适用范围：细粒土，粗粒土，卵砾石土，软岩。孔径范围：80~200cm。孔深在50m内。泥浆作用：浮渣护壁。优点为：适用土质广泛，“无坚不摧”；将钻渣挤入孔壁，加强孔壁、增加桩土摩阻力。缺点为：普通土中钻孔速度比其他方法慢，不能钻斜孔。
9.旋挖钻法
旋挖钻成孔原理是：钻锥底部的旋转刀盘切土并送入钻锥内，提出钻锥倒土，反复而成孔。适用范围：细粒土，粗粒土，卵砾石土。孔径范围：80~200cm。孔深在50m内。不需泥浆。优点为：钻孔速度快。缺点为：不适用岩石地质。
四、工程项目钻机选定
1.工程概况
平齐铁路立交改造项目镇赉K389+291道口平齊铁路分离式立交桥工程。位于平齐铁路与镇赉县团结路、白嘎公路交汇处。路线起点与镇赉县团结路相链接，路线全长1.050公里（上跨铁路桥孔径为左幅44.18+50+31.82m、右幅31.82+50+44.18m）；引桥0.452公里，引道0.471公里，涵洞1道，平面交叉1处。
公铁立交桥基础为钻孔桩基础，总桩长5568m，其中Φ1m钻孔桩40根，总长840m，Φ1.5m钻孔桩132根，总长4728m，桩长在20m~40m之间，全部为摩擦桩。地质情况为粉细砂150KPa、粘土180 KPa、细砂220 KPa、细砂240 KPa、粘土260 KPa。
2. 钻孔方法确定
首先从当前公路工程钻孔桩施工方法中常见的施工方法有反（正）循环回转法、冲击锥法、旋挖钻法。结合本工程桥梁地质情况，反（正）循环回转法、冲击锥法均可以满足施工要求，旋挖钻法因本工程地质主要以砂层为主，容易发生塌孔，需要泥浆护臂，不适合于本工程。
对于粘土及砂层，反（正）循环回转法与冲击锥法施工进度都比较快，但冲击锥法泥浆护臂效果不如循环回转法，并且在钻进及掏渣过程中对砂层的冲刷比较严重，在泥浆护臂做的不到位的情况下在长时间钻孔施工过程中容易发生塌孔，施工风险比较大。
综合考虑本工程采用反（正）循环回转法，由于反循环回转法施工进度要比正循环回转法快，最终采用反循环回转法进行施工。
五、结束语
钻孔桩施工中钻孔方法的选择是项目基础施工中的关键环节，钻孔方法的选择要是否得当很大程度上关系到项目经营质量的高低。钻孔方法的选择需要综合分析其技术和经济指标。首先要根据分析地质情况确定钻孔方法，然后在此基础上充分考虑各项经济指标，同时考虑施工环境、合同工期影响。只有这样，才能综合确定成本最低、机械配置合理和优质高效完成任务的钻孔方法选择方案。
参考文献：
[1] 魏永强：《桥梁钻孔灌注桩成桩工艺探讨》，《今日科苑》，2009年14期
[2] 韩永生：《混凝土灌注桩钻机类型选择经济技术分析》，《铁路工程造价管理》，2008年05期
[3] 李彦斌：《浅谈钻孔灌注桩施工技术及注意事项》，《甘肃科技》，2011年01期
[4] 韦国飞：《钻孔灌注桩常见质量问题的分析与处理》，《科技资讯》，2007年20期