③维持孔内外压力平衡,防止穿孔;④润滑和冷却钻头,提高钻孔速度。

钻孔泥浆材料采用膨润土,以机械和人工制作的方法循环使用。

3.4　回旋钻钻头及冲击钻头的选择与运用

虎门大桥辅航道桥使用了回旋钻机施工,根据施工经验,分析比较地质情况,决定选用刮刀钻头、牙轮钻头、菠萝钻头、圆筒封闭钻头。表1列出几种不同钻头在不同地质层,在不同循环方式下钻孔进尺的数据比较。

表1　几种钻头的钻孔进尺数据

地质层淤泥层粘土层砂　层砂砾层全风化层强风化层弱风化层微风化层

泥浆比重t m-31.0521.101.0521.101.0321.101.0521.031.0321.061.0321.061.0321.081.0321.08

(m h-1)钻进速度

牙轮钻头菠萝钻头KPQQJKPQQJ2.22.12.22.02.01.852.12.01.51.31.51.450.90.81.051.00.50.40.50.40.40.20.40.30.20.150.10.080.120.10.090.07

刮刀钻头

KPQQJ2.32.152.12.01.81.71.00.80.70.650.50.30.100.080.080.06圆筒封闭式

KPQQJ2.22.152.01.91.71.60.90.850.50.60.40.250.150.10.10.09

循环

方式反循环反循环反循环反循环反循环反循环反循环反循环

图2

　气举反循环钻进方法示意

根据比较钻孔数据,对刮刀钻头、牙轮钻头、菠萝钻头、圆筒封闭式钻头进行合理选用。

刮刀钻头适用于较松散的覆盖层及钢护筒内的土层,采用回旋钻机正循环钻孔;菠萝钻头适用于覆盖层和全风化岩层、强风化岩层、中风化岩层,采用回旋钻机正循环及反循环钻孔;牙轮钻头适用于砾石层,中风化花岗层、弱风化岩层、微风化岩层,采用回旋钻机气举反循环钻孔,也可用于泵吸反循环。

冲击钻成孔设备简单,操作方便,但冲击钻头的选用对冲孔是非常关键的。冲锤的重量要根据地质和孔径选用。冲锤的高度一般控制在(1.5-2.5)D之间,冲锤高度愈矮,稳定性愈好,但导向性能愈差,冲锤锥头形式一般有十字型、工字型及人字型,我们还自行设计了一种六角形冲锤,经比较分析,最后主要选用用铸钢制成的十字型和六角形冲锤。3.5　钻孔施工

图3　泵吸反循环钻进方法示意

钻孔过程中先用回旋钻孔机循环将覆盖层钻掉,当达到强风化花岗岩层时换冲击钻进成孔,或用钻机反循环钻进成孔。回旋钻机采用2种循环方式,气举反循环和泵吸反循环。气举反循环成孔原理见图2,泵吸反循环成孔原理见图3。

反循环成孔工艺中,钻渣借空气负压经钻杆内腔通道排到孔外。要求泥浆的比重小,使其出渣快、内耗少、效率高。孔壁泥层薄,则清孔效果好,清孔时利用钻机本身的反循环系统,采取抽浆法清孔,清孔过程中应特别注意孔内水头高度,以防坍孔,

清孔后泥浆的各项指标

、混凝土灌注前沉淀厚度均应满足规范要求。虎门大桥

3

辅航道清孔后的泥浆比重一般在1.1t m以下。

冲击钻是本桥桩基施工主要成孔机具之一,适用于嵌岩施工,效益好,便于操作和使用,施工时使用1台10m3的空压机配合吸渣。3.6　桩基施工的质量控制

3.6.1　钻孔灌注桩质量检测人员的配备

虎门大桥专门成立了虎门大桥施工监理公司和监理处,对辅航道桥的桩基施工专门成立了监理小组。我们自己设立了施工处监理工程师室、专职质量管理员,并在每个施工点配备了专职质检员。在灌注桩工程开工之前须经施工单位监理工程师自检,经监理公司驻工地监理同意签证后才可进行下一工序施工。3.6.2　钻孔桩钢护筒埋设质量的控制

钢护筒的埋设质量直接影响钻孔桩的施工质量。施工中在平潮时将钢护筒导向架沉入河床底,然后由施工