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【摘 要】随着高速公路和高速铁路的快速发展，钻孔灌注桩在公路、铁路桥梁基础，尤其在特大桥应用中日益增多，相应地促进了桥梁钻孔灌注桩施工技术和成孔设备的快速发展。在承建郑西客运专线的大桥中，项目部采用旋挖钻成孔工艺，使广大工程技术人员明确桥梁桩基旋挖钻灌注桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，掌握了旋挖钻在多种土层特别是厚砂层中的施工技术。
【关键词】旋挖钻；超厚砂层；质量控制；工程施工
随着高速公路和高速铁路的快速发展，钻孔灌注桩在公路、铁路桥梁基础，尤其在特大桥应用中日益增多，相应地促进了桥梁钻孔灌注桩施工技术和成孔设备的快速发展。在承建郑西客运专线的大桥中，项目部采用旋挖钻成孔工艺，使广大工程技术人员明确桥梁桩基旋挖钻灌注桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，掌握了旋挖钻在多种土层特别是厚砂层中的施工技术。
一、概述
1、工程概况
我项目承建施工的郑西铁路客运专线渭南渭河特大桥均为钻孔灌注桩基础，桩长44-58米不等，桩径为1.25米或1.5米，每个墩位钻孔桩为8根或9根，个别的为12个。
2、工程地质条件
2.1岩层简介
根据该场地岩土工程勘察报告，桥址所在地地貌单元属渭河冲洪积平原，场地存在湿陷性，地下水位平均埋深19.3米。该段地质条件由上而下依次为：上部为第四系全新统粘质黄土，中部为第四系全新统冲积砂层，局部分布圆砾土，底部为第四系上更新统冲积粉质黏土、粉土及砂层。其中：上部黄土层为10米左右，砂层为40-50米，下部为粉质黏土。
2.2不良地质
A、湿陷性黄土
上部粘质黄土具I级非自重湿陷性，湿陷厚度约5米。
B、砂土液化
工程所属区为八度地震烈度区，勘察期间，场区稳定水位埋深17-22米，场地分布的饱和砂土属中密-密实。最大冻结深度28cm。
二、施工技术难点
1、桩尖深度大（44-58米）
2、地质条件差，砂层厚。
三、施工设备特点
施工使用的钻机都为旋挖钻，多为意马公司生产的AF220型钻机，其特点为：
1、自行移动；
2、全液压，低噪音，自动化程度高，污染小；
3、拥有多项控制监控系统。
主卷扬机具有钻头自由下落触地自动停止装置，同时主卷扬机钻进自动跟进；能自动检测显示、调整桅杆垂直度；能自动显示机身回转的角度并在甩土后能自动返回锁定桩位。
四、施工工艺及方法的比选确定
前期施工，我们处于施工的摸索阶段，各项施工指标都严格按施工技术规范操作，按常规方法施工，入孔泥浆比重1.1-1.3，含砂率4%以下，黏度16-22S；成孔后进行换浆处理，灌注前泥浆比重控制在1.1以下，含砂率2%以下，黏度为17-20S，沉渣按摩擦桩控制在20cm以下。
在施工过程中我们发现，这样施工有许多弊端：
1、泥浆成本大
泥浆比重控制在1.1-1.3，平均每根钻孔桩需要4T左右膨润土。
2、换浆处理麻烦
成孔后我们采用泥浆泵进行换浆处理，处理起来时间较长，而且很难满足施工技术规范要求。
3、沉渣控制难
我们根据前期施工得到的经验是：泥浆比重大，则含砂率就会超标，施工过程中就难免会在混凝土中夹砂，影响成桩质量；如果比重降低，孔内沉渣就很容易超标，也不能满足施工规范要求。
4、单桩施工周期长
每根桩钻孔需要6小时，钢筋笼制作安装需要4小时，导管安装需要1小时，换浆处理约4小时，水下混凝土灌注需要2小时，这样算下来每根桩施工时间为17个小时左右，如果在哪个环节上不连续，则需要20-24小时。
根据以上情况，我们考虑能不能制定一套既能保证质量又能减少投入加快施工进度的办法。经多次召开技术会议，最后决定试用等孔的办法代替以上施工方法。经过几根桩的试验，收到较好的效果，便将其应用于大面积钻孔桩施工中。
五、单桩施工过程质量控制
灌注桩是一项地下施工工序多，精确度高，质量要求高，施工时间短，工作连续不间断的一种地下隐蔽工程，要保证工程质量，合理地安排施工流程，以便指挥现场施工。
1、场地的布置
施工现场根据地形情况进行合理安排，应全面考虑，包括：场地平整，施工便道修建，水、电运输，机械设备材料及人员到位情况，泥浆排渣、桩位放样等工作要进行综合布置安排，必须全面满足施工工作的要求。
2、泥浆的制备
根据施工段落的地层情况，采用静态泥浆法施工。泥浆采用膨润土制备。配制泥浆比重尽量小，但不宜小于1.04。
3、护筒的埋设
护筒为钢护筒，采用10mm的钢板制做，内径大于桩径20cm。根据施工现场经验，每个桩孔埋设护筒2.8m，护筒顶面高应高出施工地面0.5m。护筒的埋设及调整主要是利用旋挖钻钻头挤压，人工配合的方法完成，精确度高。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。
4、钻孔及清孔
钻机钻孔深度以测量工程师发技术交底为准，一次钻孔不能钻至设计孔深，应留1米左右停止钻进，用检孔器检孔，检孔器直径与设计桩径相同，检孔器应顺利下放，否则应用钻机进行扩孔。
5、清孔
检孔器检孔完成后，等10小时左右，让孔内砂充分沉淀，再用钻机进行清孔至设计孔深（一般应比设计孔深深10-30cm）。然后由现场技术人员测量孔深，作为检测是否有沉渣的依据。
6、钢筋笼安装
钢筋笼在加工区按每节18米制作，制作好的钢筋笼用平板运输车运至施工现场，然后用汽车吊吊装入孔，三节钢筋笼在孔口立焊。
7、导管安装
导管采用内径为30cm的钢导管，内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管按自下而上顺序编号和标示尺度。在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼装构造进行认真检查外，还需做拼装、过球、水密等试验。
8、灌注水下混凝土
灌注水下混凝土前，应由技术人员再次测量孔深，并与第一次测量孔深做对比，差值即为孔内沉渣值；试验人员进行取孔内泥浆做泥浆试验，以满足规范要求为准。水下混凝土灌注过程应有技术人员、试验人员及领工全过程控制。
六、优缺点分析
按以上施工过程在开始试施工时，我们有两个担心：
1、泥浆比重小能否起到护壁作用；
2、桩孔在成孔后等沉渣的过程中会不会塌孔。
因此，在施工过程中，我们先尽量将泥浆比重放大些，开始控制在1.06，等的时间放长些，一般在12小时左右，结果发现没有什么问题，我们又逐渐将比重放小，实践证明，该方法可行，而且该方法的优点是显而易见的：
1、入孔泥浆比重小，首先能减少膨润土的掺入量，减少施工成本，其次还能使孔内砂充分快速的沉淀；
2、等孔时间长，能够使砂充分沉淀，再用钻机进行清孔，这样的话泥浆指标和孔底沉渣能够充分的满足施工规范要求；
3、钻机形成平行流水作业施工，四个墩来回跳打，能够加快施工进度；
4、泥浆比重小，能够保证混凝土灌注过程顺利，保证成桩质量。
该方法的施工质量有以下保证：
1、入孔泥浆比重放小，只要等孔过程及下钢筋笼时不塌孔，则灌注过程也应该不会塌孔。
2、在整个施工过程中，只有入孔泥浆比重不能满足施工规范要求，而入孔泥浆仅仅是护壁作用，只要不塌孔，就不会影响质量；而其他各项指标均在施工技术规范允许范围内。
【关键词】旋挖钻；超厚砂层；质量控制；工程施工
随着高速公路和高速铁路的快速发展，钻孔灌注桩在公路、铁路桥梁基础，尤其在特大桥应用中日益增多，相应地促进了桥梁钻孔灌注桩施工技术和成孔设备的快速发展。在承建郑西客运专线的大桥中，项目部采用旋挖钻成孔工艺，使广大工程技术人员明确桥梁桩基旋挖钻灌注桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，掌握了旋挖钻在多种土层特别是厚砂层中的施工技术。
一、概述
1、工程概况
我项目承建施工的郑西铁路客运专线渭南渭河特大桥均为钻孔灌注桩基础，桩长44-58米不等，桩径为1.25米或1.5米，每个墩位钻孔桩为8根或9根，个别的为12个。
2、工程地质条件
2.1岩层简介
根据该场地岩土工程勘察报告，桥址所在地地貌单元属渭河冲洪积平原，场地存在湿陷性，地下水位平均埋深19.3米。该段地质条件由上而下依次为：上部为第四系全新统粘质黄土，中部为第四系全新统冲积砂层，局部分布圆砾土，底部为第四系上更新统冲积粉质黏土、粉土及砂层。其中：上部黄土层为10米左右，砂层为40-50米，下部为粉质黏土。
2.2不良地质
A、湿陷性黄土
上部粘质黄土具I级非自重湿陷性，湿陷厚度约5米。
B、砂土液化
工程所属区为八度地震烈度区，勘察期间，场区稳定水位埋深17-22米，场地分布的饱和砂土属中密-密实。最大冻结深度28cm。
二、施工技术难点
1、桩尖深度大（44-58米）
2、地质条件差，砂层厚。
三、施工设备特点
施工使用的钻机都为旋挖钻，多为意马公司生产的AF220型钻机，其特点为：
1、自行移动；
2、全液压，低噪音，自动化程度高，污染小；
3、拥有多项控制监控系统。
主卷扬机具有钻头自由下落触地自动停止装置，同时主卷扬机钻进自动跟进；能自动检测显示、调整桅杆垂直度；能自动显示机身回转的角度并在甩土后能自动返回锁定桩位。
四、施工工艺及方法的比选确定
前期施工，我们处于施工的摸索阶段，各项施工指标都严格按施工技术规范操作，按常规方法施工，入孔泥浆比重1.1-1.3，含砂率4%以下，黏度16-22S；成孔后进行换浆处理，灌注前泥浆比重控制在1.1以下，含砂率2%以下，黏度为17-20S，沉渣按摩擦桩控制在20cm以下。
在施工过程中我们发现，这样施工有许多弊端：
1、泥浆成本大
泥浆比重控制在1.1-1.3，平均每根钻孔桩需要4T左右膨润土。
2、换浆处理麻烦
成孔后我们采用泥浆泵进行换浆处理，处理起来时间较长，而且很难满足施工技术规范要求。
3、沉渣控制难
我们根据前期施工得到的经验是：泥浆比重大，则含砂率就会超标，施工过程中就难免会在混凝土中夹砂，影响成桩质量；如果比重降低，孔内沉渣就很容易超标，也不能满足施工规范要求。
4、单桩施工周期长
每根桩钻孔需要6小时，钢筋笼制作安装需要4小时，导管安装需要1小时，换浆处理约4小时，水下混凝土灌注需要2小时，这样算下来每根桩施工时间为17个小时左右，如果在哪个环节上不连续，则需要20-24小时。
根据以上情况，我们考虑能不能制定一套既能保证质量又能减少投入加快施工进度的办法。经多次召开技术会议，最后决定试用等孔的办法代替以上施工方法。经过几根桩的试验，收到较好的效果，便将其应用于大面积钻孔桩施工中。
五、单桩施工过程质量控制
灌注桩是一项地下施工工序多，精确度高，质量要求高，施工时间短，工作连续不间断的一种地下隐蔽工程，要保证工程质量，合理地安排施工流程，以便指挥现场施工。
1、场地的布置
施工现场根据地形情况进行合理安排，应全面考虑，包括：场地平整，施工便道修建，水、电运输，机械设备材料及人员到位情况，泥浆排渣、桩位放样等工作要进行综合布置安排，必须全面满足施工工作的要求。
2、泥浆的制备
根据施工段落的地层情况，采用静态泥浆法施工。泥浆采用膨润土制备。配制泥浆比重尽量小，但不宜小于1.04。
3、护筒的埋设
护筒为钢护筒，采用10mm的钢板制做，内径大于桩径20cm。根据施工现场经验，每个桩孔埋设护筒2.8m，护筒顶面高应高出施工地面0.5m。护筒的埋设及调整主要是利用旋挖钻钻头挤压，人工配合的方法完成，精确度高。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。
4、钻孔及清孔
钻机钻孔深度以测量工程师发技术交底为准，一次钻孔不能钻至设计孔深，应留1米左右停止钻进，用检孔器检孔，检孔器直径与设计桩径相同，检孔器应顺利下放，否则应用钻机进行扩孔。
5、清孔
检孔器检孔完成后，等10小时左右，让孔内砂充分沉淀，再用钻机进行清孔至设计孔深（一般应比设计孔深深10-30cm）。然后由现场技术人员测量孔深，作为检测是否有沉渣的依据。
6、钢筋笼安装
钢筋笼在加工区按每节18米制作，制作好的钢筋笼用平板运输车运至施工现场，然后用汽车吊吊装入孔，三节钢筋笼在孔口立焊。
7、导管安装
导管采用内径为30cm的钢导管，内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管按自下而上顺序编号和标示尺度。在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼装构造进行认真检查外，还需做拼装、过球、水密等试验。
8、灌注水下混凝土
灌注水下混凝土前，应由技术人员再次测量孔深，并与第一次测量孔深做对比，差值即为孔内沉渣值；试验人员进行取孔内泥浆做泥浆试验，以满足规范要求为准。水下混凝土灌注过程应有技术人员、试验人员及领工全过程控制。
六、优缺点分析
按以上施工过程在开始试施工时，我们有两个担心：
1、泥浆比重小能否起到护壁作用；
2、桩孔在成孔后等沉渣的过程中会不会塌孔。
因此，在施工过程中，我们先尽量将泥浆比重放大些，开始控制在1.06，等的时间放长些，一般在12小时左右，结果发现没有什么问题，我们又逐渐将比重放小，实践证明，该方法可行，而且该方法的优点是显而易见的：
1、入孔泥浆比重小，首先能减少膨润土的掺入量，减少施工成本，其次还能使孔内砂充分快速的沉淀；
2、等孔时间长，能够使砂充分沉淀，再用钻机进行清孔，这样的话泥浆指标和孔底沉渣能够充分的满足施工规范要求；
3、钻机形成平行流水作业施工，四个墩来回跳打，能够加快施工进度；
4、泥浆比重小，能够保证混凝土灌注过程顺利，保证成桩质量。
该方法的施工质量有以下保证：
1、入孔泥浆比重放小，只要等孔过程及下钢筋笼时不塌孔，则灌注过程也应该不会塌孔。
2、在整个施工过程中，只有入孔泥浆比重不能满足施工规范要求，而入孔泥浆仅仅是护壁作用，只要不塌孔，就不会影响质量；而其他各项指标均在施工技术规范允许范围内。