桥梁工程冲击钻孔施工工艺
1工艺概述
冲击钻孔成孔工艺方法分为冲击正循环成孔和冲吸反循环成孔两种。冲击正循环成孔是通过冲击式装置或卷扬机悬吊冲击钻头上下反复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分钻渣由泥浆循环带出孔外，或用掏渣筒掏出孔外，这样循环往复，直至钻至设计深度。冲吸反循环成孔其成孔原理与冲击正循环成孔原理基本相同，只是钻头中心留有空洞，在上下往返冲击时，其钻头尖刀将孔底冲碎，已冲碎的钻渣可以从钻头中心空洞用吸泥管排出孔外。冲击钻孔施工适用于黄土、粘性土、粉质粘土、杂土、坚硬土层、含有孤石的砂砾石层、漂石层、岩层等。
2作业内容
本工艺主要作业内容为：场地平整或钻孔平台搭设、设备安装、泥浆调制、钻进施工、泥浆循环处理及清孔、钢筋笼加工及安装、混凝土灌注。
3质量标准及检验方法
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10753—2010
《铁路工程基桩检测技术规程》(TB10218-2008)
4施工工艺流程图
施工准备f桩位测定f护筒施工f钻机安放f钻孔f成孔检查f清孔f钢筋笼加工及吊放f混凝土灌注
5工艺步骤及质量控制
一、施工准备
1、技术准备
⑴会同设计、监理完成现场交接桩和施工技术交底工作。组织测量部门进行桥梁中线贯通和各控制点的闭合复测，对施工人员进行专项培训等。
⑵熟悉和分析施工现场的水文、地质等资料，熟悉设计图纸并编制钻孔桩单项施工组织设计，向作业队施工人员进行技术、安全、质量、环保交底，确保施工过程中的工程质量和人身安全。
⑶熟悉施工现场环境，摸清施工范围内的地下管线、地下构筑物、危险建筑等分布情况。
⑷按照混凝土强度的设计要求，做水下混凝土配合比、施工配合比，满足钻孔桩灌注混凝土的要求。
2、机具准备
冲击钻机大致分为两类:一类是冲击式钻机，配有钻架及起吊、冲击等全套设备。另一类是带有离合器的双筒卷扬机组成的简易冲击钻具，其钻架和设备由施工单位根据工地条件自行设计组拚。施工单位可根据钻孔直径、深度、土层情况、供应条件选择适当的钻机。
3、场地准备
钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。施工场地或工作平台的高度应考虑施工期间可能出现的高水位或潮水位，并高出其上0.5〜1.0m。
二、桩位测定
根据设计资料，复核桩位轴线控制网和高程基准点。确定桩位中心，以中心为圆心，以大于桩身半径在四周设立十字护桩，做好标记并固定好。经驻地监理工程师核查、批准后开钻。
三、护筒施工
1、护筒的作用
护筒有固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水、避免其流入孔内，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力（水头），以保护孔壁免于坍塌等作用。
2、钢护筒的一般要求
⑴用钢板制成的埋设护筒，应坚实不漏水；护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以护筒内除土等方法沉入。
⑵冲击钻护筒内径比桩径宜大20〜40cm ；深水处的护筒内径比桩径宜大40cm。
⑶护筒顶端高度宜高出地下水位1.5〜2.0m ；护筒处于旱地时，其顶端还应高出地面0.3m。
⑷护筒的埋设深度：
旱地或浅水处，粘质土中不小于1.0〜1.5m，对于砂类土应将护筒周围0.5〜1.0m范围内图挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下；冰冻地区应埋入冻土层以下0.5m；在深水河床为软土、淤泥、砂土时，护筒底埋置深度应不小于局部冲刷线下1.0〜1.5m。当软土、淤泥层较厚时应尽可能深入到不透水层粘性土内 1.0〜1.5m。
3、护筒的制作
钢护筒在普通作业场合及中小孔径条件下，一般采用厚6〜8mm的钢板制作。为增加刚度，防止变形，可在护筒上下端和中部的外侧各焊接一道加劲肋。钢护筒在深水、复杂地质及大孔径等条件下，一般需要通过设计计算确定。
4、钢护筒埋设
钢护筒埋设工作是冲击钻机施工的开端，护筒平面位置与竖直度准确与否、护筒周围和护筒底脚是否紧密、不透水，对成孔、成桩的质量都有重大影响。埋设前，先准确测量放样，保证钢护筒顶面位置偏差不大于50mm，埋设中保证钢护筒斜度不大于1%。设计另有要求时，必须满足设计要求并严格保持护筒的竖直位置。
⑴旱地或岸滩埋设护筒
当地下水位在地面以下超过1m时，可采用挖埋法。当桩位处的地面标高与施工水位（或地下水位）的高差小于1.5〜2.0m时，宜采用填筑法安设护筒。
⑵在水深小于3m的浅水处埋设护筒一般采用围堰筑岛，筑岛顶面应高出施工水位1.5〜2.0m ；也可适当护筒顶面标高，以减少筑岛体积，然后按旱地埋设护筒的方法施工。
⑶在水深3m以上的深水河床沉入护筒
在深水中沉入护筒，其主要施工工序为搭设工作平台、护筒定位导向架、下沉护筒等。用吊机将底节护筒放置在导向架内停住，导向架一般用型钢制成，然后再将上一节护筒吊放在下节护筒之上，将两节护筒连成一体。连接时两节护筒均要求竖直，接缝线吻合良好，接缝密合、不漏水。筒节长度按起吊能力确定。护筒沉放至护筒顶面高于平台约1.5m处时，继续接高，然后采用空气吸泥机吸泥、抓泥、振动等方法使护筒沉入河床面以下所需要的深度。
四、钻机安放
待护筒埋设好后，安装冲击钻机，将钻机对位，安装好钻架，对准桩孔中心。采用长护筒时，每次护筒跟进后，钻架应按变更后的护筒底中心重新对位，要反复核对中心位置，以免造成打坏护筒或斜孔。根据钻头重量及安全系数确定钢丝绳直径，并注意要有出厂合格证，检查钢丝绳的质量，要求优质柔韧，无死弯和断丝。钢丝绳要有足够的长度，即以卷扬机滚筒起到设计最深的桩底标高，滚筒上要留有7圈以上的富余量，绳尾必须锚固在滚筒上。钢丝绳与钻头的连接宜采用钨金套，也可采用转向套连接。
五、泥浆调制与循环系统设置
钻孔泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成，对于黏结性好的岩土层，可采用清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆进行护壁。
六、钻孔施工
冲击正循环钻进适用于大卵石层中钻孔和岩溶地区钻孔。冲吸反循环钻机钻进适用于杂填土层、粘土层、砂卵砾石层、风化及微风化基岩等地质条件。
1、开孔
开孔前应在护筒内多加一些粘土块，如土质疏松，还要混入一定数量的小片石，借钻头冲击力把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒刃脚。为防止冲击震动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌注混凝土的凝固，应待邻孔混凝土达到2.5MPa抗压强度后，方可开钻。
2、钻机正常钻进时，应注意以下事项：
⑴开始钻孔时，宜采用小冲程，使成孔坚实、竖直、圆顺，对继续钻孔起导向作用。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击，冲程以2.0〜3.0m 为宜。但在下列情况时，应采用2.0m以下的中低冲程：在斜面开孔及在护筒内和在护筒刃脚以下2.0〜3.0m范围内钻进时；在停钻投泥重新开钻时；当遇到局部砂层或溶洞时；在抛石回填重钻以及在处理特殊情况时。
⑵钻孔时应对不同的地层采用不同的冲击方法，以保证钻孔质量和钻孔的顺利进行。
⑶在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻，应由低冲程逐渐加大到正常冲程，以免卡钻。
