“潜孔钻冲击钻组合法”在倾斜硬质岩层桩基施工中的应用

前言：传统的桩基成孔工艺有旋挖钻、冲击钻、回旋钻、反循环和人工挖孔桩成孔等。但对于一些特殊地质如硬质斜岩地层嵌岩桩基，单一施工方法在斜面岩进尺、孔平面偏位、竖直度、正常钻进速度等方面存在不足，且已不能很好满足工程要求，本文结合实例讲述潜孔钻+冲击钻组合施工方法在倾斜硬质岩层中的应用，仅供借鉴参考。

前言： 传统的桩基成孔工艺有旋挖钻、冲击钻、回旋钻、反循环和人工挖孔桩成孔等。但对于一些特殊地质如硬质斜岩地层嵌岩桩基，单一施工方法在斜面岩进尺、孔平面偏位、竖直度、正常钻进速度等方面存在不足，且已不能很好满足工程要求，本文结合实例讲述潜孔钻+冲击钻组合施工方法在倾斜硬质岩层中的应用，仅供借鉴参考。

一、 项目背景

某大桥主桥6#墩桩基础为10根直径Φ2.0m的嵌岩钻孔灌注桩，桩底标高-18.0m，桩顶标高-0.5m，设计桩长 17.5m，该区原地面标高 4.2m 左右，上部覆盖层主要为粉质粘土，淤泥夹粉细砂等，厚度为 6.0m~15m，下部为强-中风化流纹质晶凝灰岩、流纹质晶玻屑凝灰岩，基岩面从北向南趋势倾斜。根据实际情况拟采用冲击钻施工，但该范围基岩为高强度斜岩面岩层，岩石强度达 120Mpa。钻机进入岩层后，钻头磨损严重且易斜孔，需反复回填复冲处理，严重影响工程进度。

二、解决方案

采用潜孔钻辅助冲击钻施工，利用潜孔钻掏“蜂窝煤”形式进行取孔，再采用冲击钻进行施工的方法，有效解决硬质岩层难进尺、斜岩宜偏孔等难题，其工艺简单、施工便捷、安全可靠，能加快施工速度并显著节约施工成本。

三、工艺原理

基于岩石破碎机理，桩基成孔前，采用潜孔钻在桩位平面范围内取一定数量的小孔预钻进，对孔内岩芯圆周进行破坏，人为制造一定深度蜂窝状排列的孔洞，增加岩层自由面，削弱桩基柱状岩石的抵抗力，使之有利于冲击钻进一步钻进，提高工作效率。潜孔钻采用钢套管跟进钻采技术，通过空压机的高压气流将钻渣排出孔外，确保覆盖层钻进过程不至埋钻（潜孔钻头）。斜岩面上的孔洞能与钻头刃脚形成咬合作用，防止钻头顺斜岩面倾斜方向偏转，有效避免桩孔偏斜，从而保证工程进度、提高工程质量。

图1 潜孔钻预钻孔原理

四、施工工艺

图2 潜孔钻+冲击钻桩基施工工艺流程图

首先做好施工准备工作，完成埋设钢护筒施工，然后开始安装定位装置，最后采用钢套管进行潜孔钻进施工完成后，再换冲击钻正常施工。潜孔钻孔定位装置，为双层钢板和工字钢制作而成框架结构，放置在钢护筒顶口，起导向、固定钢套管的作用。

图3 定位装置示意

钢套管采用内径150mm，壁厚5mm 的镀锌管，镀锌管采用电焊焊接接长。预先将钢套管从双层钢板定位孔穿过打设至覆盖层，待潜孔钻进过程中再跟进至岩层顶面。

图4 钢套管及钢套管安装

潜孔钻就位，钻杆顺着钢套管接长取孔，取孔的钻渣由空压机顺钢套管吹出。待取孔至设计桩底标高 50cm 时停止取孔，然后开始取第二个孔，如此循环直至取完最后一个孔。

图5 潜孔钻进施工

潜孔钻取孔完毕后，换冲击钻进直至设计桩底标高。

五、应用效果

潜孔钻+冲击钻组合施工方法再6#墩桩基施工成功运用，从计划30天缩短至15 天，有效解决硬质岩层难进尺、斜岩宜偏孔等难题，其工艺简单、施工便捷、安全可靠，能加快施工速度并显著节约施工成本，对类似工程具有一定的借鉴意义。

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