嵌岩钻（冲）孔桩施工注意事项

　　摘要：采用牙轮钻头钻进。通过牙轮掌在孔底绕钻杆公转和牙掌心轴自转产生的滑动、滚动和冲击振动的破碎岩石机理，实现钻头对岩石既有冲击、压碎作用，又有滑动产生剪切和刮挤的作用，来达到碎岩效果。
　　关键词：嵌岩钻（冲），孔灌注桩，技术，注意事项
　　1、绪论
　　随着城市建设的快速发展和可供建设用地的日益减少，高层、超高层建筑以及大跨度、重型建（构）筑物日益增多，上部结构的荷载也越来越大，对地基基础的要求也越来越高，一些建筑为满足上部结构的大荷载和变形要求不得不使用高承载力的嵌岩钻（冲）孔灌注桩或者是由于地质条件的原因不得不使用钻（冲）孔嵌岩灌注桩。在嵌岩钻（冲）孔桩的施工过程中，常常会碰到需要确定桩端入岩深度的问题，而入岩深度的确定往往争议较大，是施工、监理等单位关注的焦点，同时也会影响到桩端承载力的发挥。本文着重谈谈关于入岩施工的几点措施。
　　2、嵌岩钻（冲）孔桩入岩深度的重要性
　　建筑桩基技术规范JGJ94-2008规定，对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合荷载、土覆盖层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m，倾斜度大于30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌石深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩的深度不宜小于0.2d，且不应小于0.2m。
　　嵌岩桩极限承载力标准值计算方法与一般桩基承载力计算方法不同，建筑桩基技术规范JGJ94-2008规定，桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时，按下列公式计算：
　　Quk=Qsk+Qrk（1）
　　Qsk=uΣqsikl（2）
　　Qrk=ξrfrkA（3）
　　由（1）式计算出的桩的极限承载力标准值远远大于按照普通的公式计算出的极限承载力标准值。
　　式中Qsk、Qrk-------分别为土的总极限侧阻力档准值、嵌岩段总极限阻力，无当地经验时，可根据成桩工艺按表1取值；
　　frk-----岩石饱和单轴抗压强度标准值，黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值；
　　ξr桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数，与嵌岩深径比ｈr/ｄ、岩石软硬程度和成桩工艺有关，可按表1采用；表中数值适用于泥浆护壁成桩，对于干作业成桩（清底干净）和泥浆护壁成桩后注浆，ξ应取表列数值的1.2倍。
　　表1桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数
　　嵌石深径比ｈr/ｄ 0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
　　极软岩、
　　软岩 0.60 0.80 0.95 1.18 1.35 1.48 1.57 1.63 1.66 1.70
　　较硬岩、坚硬岩 0.45 0.65 0.81 0.90 1.00 1.04 - - - -
　　注：1极软岩、软岩指frk≦15Mpa，较硬岩、坚硬岩指frk≦30Mpa,介于二者之间可内插取值。
　　2ｈr为桩身嵌石深度，当岩面倾斜时，以坡下方嵌石深度为准；当ｈr/ｄ为非表列值时，ξr可内插取值。
　　3、嵌岩钻（冲）进技术
　　（1）采用牙轮钻头钻进。通过牙轮掌在孔底绕钻杆公转和牙掌心轴自转产生的滑动、滚动和冲击振动的破碎岩石机理，实现钻头对岩石既有冲击、压碎作用，又有滑动产生剪切和刮挤的作用，来达到碎岩效果。同时，要达到较好的碎岩效率，必须要有足够大的冲击滚动作用和剪切、刮挤作用，也就是要有足够的压力做保证.工程中一般采用GPS-10型、GPS-15型桩机。
　　（2）冲击钻机击进嵌岩。使用3.5T冲锤，初击岩面时，低锤勤击，以免偏斜，在全断面嵌入岩层后，选用高冲程冲击，加大冲击能量，并调制合理泥浆性能，勤掏渣，提高钻进效率。
　　（3）采用水下微差控爆技术，以提高在特别坚硬的微风化孤石中的成孔效率。
　　（4）采用分级破碎技术。先采用小径钻头引孔，再用大一级口径钻头扩孔，进行逐级破碎。（5）石牙、溶沟、溶槽的钻进技术：
　　此种地质棱尖发育、岩面倾斜、沟槽纵横，钻头不能全断面刻取岩石，稍一疏忽就造成机械、钻具严重损坏，酿成井内事故；也可能误认为已经嵌岩，最后达不到设计要求。钻进时钻压控制在5kN、转速＜17r/min，泥浆密度保持1.50kg/L，若发现钻杆偏斜，应立即提升钻头到偏斜处1m以上进行纠斜钻进，用主卷扬系统严格控制进尺。当钻头平稳，全断面入岩后，才能恢复正常钻进。
　　（6）溶洞层位的钻进技术：
　　(a)采用密度为1.30kg/L、粘度为30s的泥浆，以增大泥浆泵的容积系数，提高上返流速，利于井内悬浮岩渣排出，并顺利在泥浆循环槽、沉淀池中沉淀。
　　(b)钻头轴向加长。选用1.8m长的组合牙轮钻头，起到充分的导正作用，避免了穿越溶洞顶盖到达溶洞底层时出现的偏斜、卡钻、夹钻等事故。
　　(c)对深层溶洞，采用水下岩石松动爆破工艺措施。其方法是利用原勘察孔或重新打φ110mm的钻孔，计算药量后，根据溶洞的层位情况分层装入水胶炸药，采用非电塑料导爆管进行一次性起爆。
　　4、嵌岩桩施工注意事项
　　1) 对勘察方面的要求。
　　嵌岩桩基的详细勘察除应满足现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关要求外，尚应满足下列要求：
　　(1)当桩端持力层为基岩时，应采取岩样进行饱和单轴抗压强度试验，必要时尚应进行软化试验；对软岩和极软岩，可进行天然温度的单轴抗压强度试验。对无法取样的破碎和极破碎的岩石，宜进行原位测试。
　　(2)对于嵌岩桩：主要根据桩端持力层顶面坡度决定，勘察点间距宜为12-24m。当相邻两勘察点揭露贩桩端持力层层面坡度大于10%或持力层起伏较大、地层分布复杂时，应根据具体工程条件适当加密勘察点。
　　(3)嵌岩桩的控制性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于3-5倍桩身设计不小于1-3倍桩身设计直径。当持力层较薄时，应有部分钻孔钻穿持力岩层，在岩溶、断层破碎带地区、应查明溶洞、溶沟、溶槽、石笋等的分布情况，钻孔应钻穿溶或断层破碎带进入稳定土，进入深度应满足上述控制性钻孔和一般性钻孔的要求。
　　2） 嵌岩桩施工必须选择一支自觉性强、有嵌岩施工经验、高素质的施工队伍。
　　3）选用适用的施工机械，做到嵌岩时间和上部钻孔时间的协调，可以选择多种机械协同作业，通过机械改造，加快嵌岩施工速度。
　　4）谨慎取样、辨别，要确保取样的真实性，预防岩样不真实。防止试桩时就掺假、造假；防止先施工的桩大量取样，用于后施工的桩。
　　5）慎用钻进速度指标来判定可否终孔，否则易造成重速度轻岩样的情况。与钻速相关的要素很多。如以钻进速度作为主要控制指标，容易空钻、虚钻，不好管理，最后达不到设计嵌岩目的。
　　6）为避免中风化“层面”确定过晚，增加不必要的费时费电，在正常施工情况下要勤记、勤量、勤取。
　　7） 信息化施工，采用数码摄录、手机短信、数字信息记录等信息化手段进行监控，也是保证质量的有效手段。钻杆余尺、钢筋笼焊接等均可拍照存档备查；桩入岩、嵌岩、终孔的时间标高等均可以短信的形式及时发送到接收方，并可及时核验。
　　8） 在淤泥质土层比较厚、土体饱和，采用冲孔施工嵌岩桩，其充盈系数大于1.5.
　　9） 如果为柱桩，应尽量探明桩底以下有无溶洞，使桩承载于整体岩层并嵌入岩内0.5m-1.0m。