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【摘 要】 在流砂地层中采用钻孔灌注桩施工，无论是在成孔质量控制上，还是灌注混凝土上，施工难度都比较大。本文以内蒙古呼市国道209线密令沟大桥桩基施工为例，对流砂地层中影响钻孔桩成孔质量和混凝土灌注质量进行了分析，并采取的控制措施进行了阐述。
【关键词】 公路工程;钻孔灌注桩;流沙地层;质量控制
一、前言
当前建筑施工技术条件下，钻孔灌注桩，是一种基础施工的技术形式，具有着比较高的技术优势，被广泛应用于公路桥梁的基础工程建设。由于道桥工程的灌注桩施工隐蔽性较强，特别在流砂地层中施工，施工难度更大。所以，加强流砂地层中钻孔灌注桩施工技术环节的质量控制，确保道桥工程的质量安全。
二、工程概况
内蒙古呼市国道209线和林格尔至清水河公路工程段密令沟大桥基础采用钻孔灌注桩施工，桩径1500mm，平均桩长31500mm，上部0-25米卵石粘土，中部25-28米流沙层，下部28-36米粘土岩。
三、钻孔灌注桩施工技术特点
钻孔灌注桩技术的工作原理是以较快的速度将大部分混凝土灌注来将孔底的水以及泥浆排开。同时把导管的出料口填到混凝土的一定深度。这样就可以分割下一步灌注的混凝土以及孔内水及泥浆。逐渐将高流态混凝土及时注入到桩孔之中。需要注意的是对于导管的高度，对于后续进入的混凝土要挤进之前的混凝土可以利用出料口同入料口之间高度差而形成的压强。
钻孔灌注桩在沙层中钻进，由于沙层中土粒间的黏接力很小，并且由于沙颗间的移动，极易发生土层坍塌现象。因此，在钻孔阶段对钻孔技术方法的选用，钻具的型号选择，钻进速度的控制，泥浆比重的控制等尤其重要。因此，在不良地质条件下依据具体施工环境条件选择科学合理的施工技术方案，注重每一个钻孔灌注桩的施工步骤是杜绝坍孔的关键。其次，在具体钻孔灌注桩的施工中细致分析具体条件，预测分析可能产生坍孔的原因，并在施工中采用相应的技术防患于未然，以减少引起坍孔因素，保证建设工程的安全顺利进行。
四、钻孔灌注桩在沙层中成孔质量控制
1、钻机选择
根据工程地质条件，优先选用循环钻机进行钻孔施工。该钻机虽然成孔速度慢，但在流沙地层中，它可集钻孔、护壁、清孔等优点，特别是它的造浆护壁效果和开钻振动小的特点，有别于其它钻机机械，成孔稳定性好。
2、埋设护筒
护筒选择厚度为4～6mm以上的钢护筒，护筒应坚实具有一定的刚度，制作的护筒内径较设计桩直径大0.1m，每节长度2米，护筒埋设较深时，可采用多节护筒连接使用，接头要圆顺，满足刚度、强度及抗漏水的要求，上下护筒接头应对准，必要时可加设劲肋。节间用30cm长Ф16短钢筋沿护筒纵向焊接。护筒顶端侧面开30cm方孔作为出水口。护筒埋设顶面应比原地面高出30cm左右，四周用粘土嵌填密实。护筒埋设完成后，由护桩拉出十字线核定桩中心位置，并经监理工程师检查验收认可后开钻。
3、泥浆拌制及处理方法
钻孔泥浆采用优质粘土（或膨润土），设容积为72m3（6m×6m×2m）的沉淀池二个，串联并用。在灌注水下混凝土时，挤出的泥浆，可作为下一个孔桩钻孔使用的泥浆，多余泥浆，可用泥浆车运到指定地点倾倒。
在进行钻孔灌注桩的施工时，泥浆需要符合一定的标准，有较高的要求。在对砂层进行钻孔时，要掌握好钻机的速度，不可以太快。造浆用的粘土须符合下列技术要求：胶体率不低于95%，含砂率不大于4%，造浆率不低于0.006m3/kg～0.008m3/kg。
泥浆性能指标符合下列技术要求：泥浆相对密度1.25，漏斗粘度量28s，含砂率<4%，胶体率>95%，失水率<30ml/30min。
提高孔口水位和加强泥浆护壁等有效措施，防止塌孔、缩孔。泥浆顶标高始终高于地下（或河水）水位至少1.5m，由于该工程存在流沙层，因此泥浆比重比一般地质钻进的比重要提高25%以上，泥浆相对比重不低于1.4。
4、钻孔过程质量控制
在钻孔过程中，钻进速度的快慢与泥浆护壁的质量是决定成孔的关键。在钻进过程中，钻进速度不宜过快，必须有充分的搅拌使泥浆充分护壁，一旦开钻亦不允许随便停下，以便泥浆胶原体沉淀后水变清，清水渗入到孔壁内易造成坍孔。
钻进开始时缓慢地进行，待钻至护筒下口3.0m以下再正常钻进。钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。钻孔作业应连续进行，一般地层中钻进速度一般不宜大于1.5m/h。在对砂层进行钻孔时，使用加压钻，要根据实际情况，分析要选用的扭矩和压力，与此同时，还要关注孔内水位的转变，放入泥浆后，要保持泥浆的顶面不低于护筒最高面1米。
当钻到流沙地层时，钻进速度放慢，同时往孔内加入块状粘土或膨润土，使块状粘土或膨润土充分填充流沙层的空隙，缓慢钻进，继续加入膨润土，直至通过流沙层。同时，为了加强护壁效果，在钻头上部加一钢护圈，钢板厚10mm，高500mm。
每根桩钻孔现场技术员填写好钻孔记录，绘制地质柱状图，发现与设计不符，应立即约请设计代表核实并确认地质情况。
五、钻孔灌注桩在沙层中混凝土灌注质量控制
1、清孔
钻孔完毕后，及时进行清孔，避免延时过长，造成清孔困难或坍孔。在清孔排渣前，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。清孔后，检查孔底沉渣厚度满足设计文件及有关规范要求，安装钢筋笼并下导管，做好混凝土灌注的准备工作，缩短清孔至灌注水下混凝土的时间。
2、安装钢筋笼
清孔完毕一定要争分夺秒的安装合格的钢筋笼，争取在最短的时间内把砼灌注完毕，以免因时间过长而造成塌孔。
3、安装导管
进行水下混凝土的灌注采用导管法。导管接头为法兰盘加锥形活套式，直径300mm、壁厚10mm，中间节段长度为2m，调节段长1～1.5m，底节长4m。导管使用前须进行试拼、试压，不得漏水，并编号及自下而上标示尺度。导管在吊入孔内时，其位置应居中、轴线顺直稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。 4、灌注水下混凝土
导管安放好后，复测孔底沉碴厚度，及时灌注水下混凝土，每根桩混凝土灌注要连续进行，不得中断。混凝土坍落度控制在18-22cm内。首批灌注的混凝土数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.00m）。灌注首批混凝土，确认初灌混凝土量备足后，即可剪断铁丝放下浮球，借助混凝土下落重量排除导管内的泥浆。
混凝土灌注开始后，应连续不断地进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。灌注过程中要设专人经常用测量锤探测孔内混凝土面位置，及时指挥调整导管埋深，要保证导管埋置深度在任何情况下，不得小于2m，一般控制在2m～6m左右。
每根桩灌注速度尽量控制在每小时10m3以上，并防止顶层混凝土失去流动性，提升导管困难。当混凝土面接近钢筋骨架底部时，为防止钢筋骨架上浮，采取以下措施：
当孔内混凝土面进入钢筋骨架1～2m后，适当提升导管，减少导管的埋置深度，增大钢筋骨架下部的埋置深度。
为确保桩顶质量，桩顶增加灌注0.5～1.0m高度。同时指定专人负责填写水下混凝土灌注记录。全部混凝土灌注完成后，质检员应复核桩顶标高，以免造成短桩，在混凝土终凝后即可按测量标高凿除桩顶浮浆。
六、结束语
建设工程的顺利进行离不开灌注桩的正常施工，钻孔灌注桩以其自身的特点被广泛地应用于各种工程桥梁道路建设中。钻孔灌注桩具有复杂的施工工艺特性，特别是在不良地质上的钻孔灌注桩施工中更是增加了施工的技术难度，比如本文在流沙层地质中的施工，施工方法选择不当很容易坍孔。所以在不良地质段进行施工时要考虑灌注桩所经不同土质的地层并根据土层的特点科学合理地采用在不同地层段采用不同的钻孔施工技术。在施工的过程中要严格监控坍孔发生前的征兆及时采取相关有效措施，防止坍孔的发生或减小坍孔发生的可能性，尽量降低坍孔所造成的工程延期和经济损失。在施工前期也应当依据具体工程地层条件参考同等地质条件下的施工技术经验，并结合现场具体情况进行施工。因此，本文通过对内蒙古呼市国道209线和林格尔至清水河段密令沟大桥的成功的工程实践，对类似工程的施工具有很大的参考价值。
参考文献：
[1]王晓伦.公路桥梁工程钻孔灌注桩施工与质量控制[J].交通世界（运输.车辆），2013，Z1：229-230.
[2]张辉.桥梁工程钻孔灌注桩施工的质量控制技术探讨[J].科技创新与应用，2013，24：213.
[3]黄永森.公路桥梁工程钻孔灌注桩施工与质量控制[J].才智，2013，17：216.
【关键词】 公路工程;钻孔灌注桩;流沙地层;质量控制
一、前言
当前建筑施工技术条件下，钻孔灌注桩，是一种基础施工的技术形式，具有着比较高的技术优势，被广泛应用于公路桥梁的基础工程建设。由于道桥工程的灌注桩施工隐蔽性较强，特别在流砂地层中施工，施工难度更大。所以，加强流砂地层中钻孔灌注桩施工技术环节的质量控制，确保道桥工程的质量安全。
二、工程概况
内蒙古呼市国道209线和林格尔至清水河公路工程段密令沟大桥基础采用钻孔灌注桩施工，桩径1500mm，平均桩长31500mm，上部0-25米卵石粘土，中部25-28米流沙层，下部28-36米粘土岩。
三、钻孔灌注桩施工技术特点
钻孔灌注桩技术的工作原理是以较快的速度将大部分混凝土灌注来将孔底的水以及泥浆排开。同时把导管的出料口填到混凝土的一定深度。这样就可以分割下一步灌注的混凝土以及孔内水及泥浆。逐渐将高流态混凝土及时注入到桩孔之中。需要注意的是对于导管的高度，对于后续进入的混凝土要挤进之前的混凝土可以利用出料口同入料口之间高度差而形成的压强。
钻孔灌注桩在沙层中钻进，由于沙层中土粒间的黏接力很小，并且由于沙颗间的移动，极易发生土层坍塌现象。因此，在钻孔阶段对钻孔技术方法的选用，钻具的型号选择，钻进速度的控制，泥浆比重的控制等尤其重要。因此，在不良地质条件下依据具体施工环境条件选择科学合理的施工技术方案，注重每一个钻孔灌注桩的施工步骤是杜绝坍孔的关键。其次，在具体钻孔灌注桩的施工中细致分析具体条件，预测分析可能产生坍孔的原因，并在施工中采用相应的技术防患于未然，以减少引起坍孔因素，保证建设工程的安全顺利进行。
四、钻孔灌注桩在沙层中成孔质量控制
1、钻机选择
根据工程地质条件，优先选用循环钻机进行钻孔施工。该钻机虽然成孔速度慢，但在流沙地层中，它可集钻孔、护壁、清孔等优点，特别是它的造浆护壁效果和开钻振动小的特点，有别于其它钻机机械，成孔稳定性好。
2、埋设护筒
护筒选择厚度为4～6mm以上的钢护筒，护筒应坚实具有一定的刚度，制作的护筒内径较设计桩直径大0.1m，每节长度2米，护筒埋设较深时，可采用多节护筒连接使用，接头要圆顺，满足刚度、强度及抗漏水的要求，上下护筒接头应对准，必要时可加设劲肋。节间用30cm长Ф16短钢筋沿护筒纵向焊接。护筒顶端侧面开30cm方孔作为出水口。护筒埋设顶面应比原地面高出30cm左右，四周用粘土嵌填密实。护筒埋设完成后，由护桩拉出十字线核定桩中心位置，并经监理工程师检查验收认可后开钻。
3、泥浆拌制及处理方法
钻孔泥浆采用优质粘土（或膨润土），设容积为72m3（6m×6m×2m）的沉淀池二个，串联并用。在灌注水下混凝土时，挤出的泥浆，可作为下一个孔桩钻孔使用的泥浆，多余泥浆，可用泥浆车运到指定地点倾倒。
在进行钻孔灌注桩的施工时，泥浆需要符合一定的标准，有较高的要求。在对砂层进行钻孔时，要掌握好钻机的速度，不可以太快。造浆用的粘土须符合下列技术要求：胶体率不低于95%，含砂率不大于4%，造浆率不低于0.006m3/kg～0.008m3/kg。
泥浆性能指标符合下列技术要求：泥浆相对密度1.25，漏斗粘度量28s，含砂率<4%，胶体率>95%，失水率<30ml/30min。
提高孔口水位和加强泥浆护壁等有效措施，防止塌孔、缩孔。泥浆顶标高始终高于地下（或河水）水位至少1.5m，由于该工程存在流沙层，因此泥浆比重比一般地质钻进的比重要提高25%以上，泥浆相对比重不低于1.4。
4、钻孔过程质量控制
在钻孔过程中，钻进速度的快慢与泥浆护壁的质量是决定成孔的关键。在钻进过程中，钻进速度不宜过快，必须有充分的搅拌使泥浆充分护壁，一旦开钻亦不允许随便停下，以便泥浆胶原体沉淀后水变清，清水渗入到孔壁内易造成坍孔。
钻进开始时缓慢地进行，待钻至护筒下口3.0m以下再正常钻进。钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。钻孔作业应连续进行，一般地层中钻进速度一般不宜大于1.5m/h。在对砂层进行钻孔时，使用加压钻，要根据实际情况，分析要选用的扭矩和压力，与此同时，还要关注孔内水位的转变，放入泥浆后，要保持泥浆的顶面不低于护筒最高面1米。
当钻到流沙地层时，钻进速度放慢，同时往孔内加入块状粘土或膨润土，使块状粘土或膨润土充分填充流沙层的空隙，缓慢钻进，继续加入膨润土，直至通过流沙层。同时，为了加强护壁效果，在钻头上部加一钢护圈，钢板厚10mm，高500mm。
每根桩钻孔现场技术员填写好钻孔记录，绘制地质柱状图，发现与设计不符，应立即约请设计代表核实并确认地质情况。
五、钻孔灌注桩在沙层中混凝土灌注质量控制
1、清孔
钻孔完毕后，及时进行清孔，避免延时过长，造成清孔困难或坍孔。在清孔排渣前，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。清孔后，检查孔底沉渣厚度满足设计文件及有关规范要求，安装钢筋笼并下导管，做好混凝土灌注的准备工作，缩短清孔至灌注水下混凝土的时间。
2、安装钢筋笼
清孔完毕一定要争分夺秒的安装合格的钢筋笼，争取在最短的时间内把砼灌注完毕，以免因时间过长而造成塌孔。
3、安装导管
进行水下混凝土的灌注采用导管法。导管接头为法兰盘加锥形活套式，直径300mm、壁厚10mm，中间节段长度为2m，调节段长1～1.5m，底节长4m。导管使用前须进行试拼、试压，不得漏水，并编号及自下而上标示尺度。导管在吊入孔内时，其位置应居中、轴线顺直稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。 4、灌注水下混凝土
导管安放好后，复测孔底沉碴厚度，及时灌注水下混凝土，每根桩混凝土灌注要连续进行，不得中断。混凝土坍落度控制在18-22cm内。首批灌注的混凝土数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.00m）。灌注首批混凝土，确认初灌混凝土量备足后，即可剪断铁丝放下浮球，借助混凝土下落重量排除导管内的泥浆。
混凝土灌注开始后，应连续不断地进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。灌注过程中要设专人经常用测量锤探测孔内混凝土面位置，及时指挥调整导管埋深，要保证导管埋置深度在任何情况下，不得小于2m，一般控制在2m～6m左右。
每根桩灌注速度尽量控制在每小时10m3以上，并防止顶层混凝土失去流动性，提升导管困难。当混凝土面接近钢筋骨架底部时，为防止钢筋骨架上浮，采取以下措施：
当孔内混凝土面进入钢筋骨架1～2m后，适当提升导管，减少导管的埋置深度，增大钢筋骨架下部的埋置深度。
为确保桩顶质量，桩顶增加灌注0.5～1.0m高度。同时指定专人负责填写水下混凝土灌注记录。全部混凝土灌注完成后，质检员应复核桩顶标高，以免造成短桩，在混凝土终凝后即可按测量标高凿除桩顶浮浆。
六、结束语
建设工程的顺利进行离不开灌注桩的正常施工，钻孔灌注桩以其自身的特点被广泛地应用于各种工程桥梁道路建设中。钻孔灌注桩具有复杂的施工工艺特性，特别是在不良地质上的钻孔灌注桩施工中更是增加了施工的技术难度，比如本文在流沙层地质中的施工，施工方法选择不当很容易坍孔。所以在不良地质段进行施工时要考虑灌注桩所经不同土质的地层并根据土层的特点科学合理地采用在不同地层段采用不同的钻孔施工技术。在施工的过程中要严格监控坍孔发生前的征兆及时采取相关有效措施，防止坍孔的发生或减小坍孔发生的可能性，尽量降低坍孔所造成的工程延期和经济损失。在施工前期也应当依据具体工程地层条件参考同等地质条件下的施工技术经验，并结合现场具体情况进行施工。因此，本文通过对内蒙古呼市国道209线和林格尔至清水河段密令沟大桥的成功的工程实践，对类似工程的施工具有很大的参考价值。
参考文献：
[1]王晓伦.公路桥梁工程钻孔灌注桩施工与质量控制[J].交通世界（运输.车辆），2013，Z1：229-230.
[2]张辉.桥梁工程钻孔灌注桩施工的质量控制技术探讨[J].科技创新与应用，2013，24：213.
[3]黄永森.公路桥梁工程钻孔灌注桩施工与质量控制[J].才智，2013，17：216.