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【摘 要】 本文笔者结合具体的实例分析了其在较为复杂的地质条件之下，大直径钻孔桩的施工技术分析，力求不断促进其发展。
【关键词】 复杂地质；大直径；钻孔桩；施工技术
引言：
随着社会经济的快速发展，交通运输业的发展步伐也在不断的加快，因此，面对越来越严峻的承载运输问题，大多数的地区经常会受到不同水文地质以及航运的约束，在选择桥梁的时候通常都会选择超长超大直径钻孔灌注桩作为根本，使其承受的巨大负荷承载力传送到地底下的土体中。因此，钻孔灌注桩所能够承受的承载力在一定程度上来说取决于泥浆的质量优劣。
1、工程概况
温州市瓯江南口大桥工程，主线桥起点桩号为MK2+760，终点桩号为MK5+510，总长为2.75km。该工程钻孔灌注桩主要有覫200、覫150、覫120、覫100cm4种，桩长37.6～97m，共计1012根。拟建路线附近基岩埋深较大，一般>150m，主要为白垩纪朝川组凝灰岩。上覆第四系上更新统、全新统海积、冲洪积覆盖层，自上而下主要地层有黏土，淤泥，黏土，粉质黏土，砂、砾卵石等。2、钻机选型选用
技术性能先进、提升能力和配重较大的大型全液压钻机投入主墩钻孔桩施工。根据基础平台的外型尺寸及整体施工进度，决定投入6台JZP300钻机同时进行钻孔施工。钻机性能指标见表1。根据设计提供的地层报告，JZP300钻机完全可以满足现场施工需要，预计每根桩的成孔时间在12d左右，预计6台钻机在4个月内完全可以完成所有的钻孔施工任务。
3、针对复杂地质的改进措施
对应这种复杂的地层情况，传统的钻孔设备及钻进方法很难保证进度。在钻进的过程中，根据现场的情况，不断对原有的设备进行改进，对传统的钻进方法进行创新。
3.1、施工平台设计
由于场地为深水区，采用钢管桩施工平台，各钢管桩在顺水流向适当位置开口，割平钢管桩头；并在钢管内灌注砂至距管口1m位置处，然后浇注C15砼，以保证钢管桩在水中的稳定性，平台施工开始时即设置航标，悬挂夜间红灯示警等通航导向标志，并打设钢管桩防撞墩保证施工平台的稳固，设置救生圈保证人身安全，保持场地干净整洁，不污染环境及河道。
3.2、钻桩成孔
主桥主墩位于江中，结合地质情况，采用冲击钻钻孔，使用钢丝绳冲击式钻机，冲击钻钻孔优点在于适用土质广泛，遇到大卵石、飘石也能克服钻穿，冲锤下冲时能把部分钻渣挤入孔壁能加强孔壁稳定性，不容易塌孔。
3.3、钢护筒制作及埋设
钢护筒设计内径为270cm，钢护筒采用厚度为14mm的A3钢板卷制而成。卷制成形后的护筒应圆且接缝严密。为加强护筒的整体强度，在焊接接頭焊缝处加设厚10mm宽20cm的钢带，护筒底处加设厚14mm宽30cm的钢带作为刃角。钢护筒每节加工长度为5-10m（或按实际长度分节加工）。焊接采用坡口双面焊，所有焊接必须连续。钢护筒在加工厂进行分节制作，经检查合格后由驳船运至主墩钻孔平台，现场焊接接长。
钢护筒下沉步骤：在平台桩位处焊设护筒下沉定位架→安装第一节钢护筒于导向架内并与导向架下口临时焊接，使护筒固定→吊起第二节钢护筒对准第一节钢护筒，校正后将两节钢护筒连接处焊牢并加强→割除第一节护筒与导向架焊接处用汽车吊下放第一二节护筒→吊装60kW振动锤振动下沉，再接长下节钢护筒，如此反复直到下沉至护筒所需的深度。钢护筒埋设首先在每个平台上，精确放出护筒位置，利用钻孔平台上纵横工字钢安设护筒沉放导向架，导向架比护筒直径大5cm，由25T汽车吊吊起钢护筒通过导向架缓慢下放直到其刃角自然下沉到河床面为止。在校正护筒垂直度（小于0.5%）和护筒平面位置偏差后，采用60kW的振动锤振动下沉，并按需要焊接接长护筒，在现场焊接钢护筒时要采取有效措施保证钢护筒的轴线顺直度，护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。振动锤振动下沉直至护筒底部达到设计标高。若钢护筒不能沉放到所需深度，在护筒内部利用φ300mm空气吸泥机，按先中部后四周再中部的顺序吸砂，必要时在护筒外壁辅以高压射水下沉。
3.4、清孔设备的改进
传统的清孔方法，是在导管里插入Φ50的气管，利用空压机从气管鼓入压缩空气，借助空气压力把孔内泥浆排出，排除的泥浆在浆池内沉淀再流回孔内，与钻孔时的气举反循环原理类似。但是在北塔的钻孔施工中，实际的地层情况是岩石发育不完整，泥岩中夹有大量块状砂岩，在悬空或者清孔的泥浆循环过程中，由于泥浆对泥岩的侵蚀作用，不断有嵌在泥岩中的块石由于无法附着掉落孔内。二次清孔时经常出现孔底有块石的现象，尽管可以被吸出，但块石直径过大的话就会卡在导管里上不来，造成堵管。经过现场研究，采用将空压机进气管改成软胶管，放在泥浆导管外侧送风，见图2。经过改造后，直径30cm以内的块石、泥团等都可以顺利从导管内抽出，有效地减少了清孔过程中的堵管现象。由于清孔时候的堵管不仅耽误时间，而且泥浆长时间未能得到循环，也会再增加已成孔的不稳定性，所以此项改进措施对提高钻孔桩的质量有很大的意义。利用冲击钻预先进行扫孔以往的钻进方法是从钻机定位开始，一直到终孔都是由一台钻机完成。但是马鞍山大桥北塔基础的地层情况较为特殊，在护筒内覆盖层中，-11m～-15m的范围内夹杂有大量的孤石。每次钻到该地层时都会出现别钻、卡钻、块石堵塞钻杆等现象，严重时会导致钻杆扭断、钻机跳动等，严重影响成孔进度。
3.5、混凝土灌注质量控制措施
混凝土拌和生产及运输速度应满足桩孔在规定时间内灌注完毕，灌注时间不得长于初盘混凝土的初凝时间。易坍地层及地质软硬交界处应适当放慢灌注速度；严格控制集料级配和施工配合比，确保混凝土和易性；要求坍落度180-220mm。采用导管法灌注混凝土时应注意首批混凝土灌注时，埋管深度不得小于1m；随着灌注连续进行，随灌随拔导管，中途停息时间不超过15分钟，在整个灌注过程中，导管在混凝土中埋深控制在2-6m。混凝土灌注快达到设计高程时，保持导管上端比护筒顶高4-5m，以保证桩顶混凝土的密实度，同时计算好末盘混凝土数量。孔内混凝土面位置的探测要准确，采用锥形探测锤探测。锤重不小于4kg。为了保证桩顶混凝土的密实性和强度，实际灌注的桩顶标高比设计桩顶高出0.5-1m，留待破除桩头时凿除。
3.6、堵漏措施漏浆问题
一直是该工程桩基施工的难题。漏浆部位随机变化，几乎是桩桩不同，而且持力层从上至下都漏浆，漏浆最严重时，5min内水头损失达11m。通过多桩施工总结出以下堵漏措施：泥浆池泥浆性能指标必须符合要求后开钻。放弃回旋钻，采用冲击钻或旋挖钻。冲击钻在钻进过程中有挤密孔壁效果，能有效解决漏浆；旋挖钻可以适当投入黄土加锯末面，通过钻头挤压、旋转挤密孔壁，使黄土及锯末面快速填充卵石层孔隙。漏浆时不得采用海水直接补浆，必须采用足够的优质泥浆补充。水头的变化与潮汐变化一致，要始终保持护筒内水头比潮水高2m。
4、结语
近几年，大直径钻孔灌注桩的运用越来越普遍，这是因为它具有单桩承载力高，抗震性能良好，无振动，钻孔时对土壤没有挤密作用等优点，通过对该特大桥大直径水下灌注桩工艺的实践，可为同类型桥梁施工提供参考。
参考文献：
[1]修林岩.海上大直径钻孔灌注桩施工技术浅析[D].山东大学，2013.
[2]于长海.大直径钻孔灌注桩施工技术及桩底注浆研究[D].长安大学，2009.
[3]刘宗华.复杂地质条件下大直径钻孔桩施工技术[J].科技信息，2006，01：97+93.
【关键词】 复杂地质；大直径；钻孔桩；施工技术
引言：
随着社会经济的快速发展，交通运输业的发展步伐也在不断的加快，因此，面对越来越严峻的承载运输问题，大多数的地区经常会受到不同水文地质以及航运的约束，在选择桥梁的时候通常都会选择超长超大直径钻孔灌注桩作为根本，使其承受的巨大负荷承载力传送到地底下的土体中。因此，钻孔灌注桩所能够承受的承载力在一定程度上来说取决于泥浆的质量优劣。
1、工程概况
温州市瓯江南口大桥工程，主线桥起点桩号为MK2+760，终点桩号为MK5+510，总长为2.75km。该工程钻孔灌注桩主要有覫200、覫150、覫120、覫100cm4种，桩长37.6～97m，共计1012根。拟建路线附近基岩埋深较大，一般>150m，主要为白垩纪朝川组凝灰岩。上覆第四系上更新统、全新统海积、冲洪积覆盖层，自上而下主要地层有黏土，淤泥，黏土，粉质黏土，砂、砾卵石等。2、钻机选型选用
技术性能先进、提升能力和配重较大的大型全液压钻机投入主墩钻孔桩施工。根据基础平台的外型尺寸及整体施工进度，决定投入6台JZP300钻机同时进行钻孔施工。钻机性能指标见表1。根据设计提供的地层报告，JZP300钻机完全可以满足现场施工需要，预计每根桩的成孔时间在12d左右，预计6台钻机在4个月内完全可以完成所有的钻孔施工任务。
3、针对复杂地质的改进措施
对应这种复杂的地层情况，传统的钻孔设备及钻进方法很难保证进度。在钻进的过程中，根据现场的情况，不断对原有的设备进行改进，对传统的钻进方法进行创新。
3.1、施工平台设计
由于场地为深水区，采用钢管桩施工平台，各钢管桩在顺水流向适当位置开口，割平钢管桩头；并在钢管内灌注砂至距管口1m位置处，然后浇注C15砼，以保证钢管桩在水中的稳定性，平台施工开始时即设置航标，悬挂夜间红灯示警等通航导向标志，并打设钢管桩防撞墩保证施工平台的稳固，设置救生圈保证人身安全，保持场地干净整洁，不污染环境及河道。
3.2、钻桩成孔
主桥主墩位于江中，结合地质情况，采用冲击钻钻孔，使用钢丝绳冲击式钻机，冲击钻钻孔优点在于适用土质广泛，遇到大卵石、飘石也能克服钻穿，冲锤下冲时能把部分钻渣挤入孔壁能加强孔壁稳定性，不容易塌孔。
3.3、钢护筒制作及埋设
钢护筒设计内径为270cm，钢护筒采用厚度为14mm的A3钢板卷制而成。卷制成形后的护筒应圆且接缝严密。为加强护筒的整体强度，在焊接接頭焊缝处加设厚10mm宽20cm的钢带，护筒底处加设厚14mm宽30cm的钢带作为刃角。钢护筒每节加工长度为5-10m（或按实际长度分节加工）。焊接采用坡口双面焊，所有焊接必须连续。钢护筒在加工厂进行分节制作，经检查合格后由驳船运至主墩钻孔平台，现场焊接接长。
钢护筒下沉步骤：在平台桩位处焊设护筒下沉定位架→安装第一节钢护筒于导向架内并与导向架下口临时焊接，使护筒固定→吊起第二节钢护筒对准第一节钢护筒，校正后将两节钢护筒连接处焊牢并加强→割除第一节护筒与导向架焊接处用汽车吊下放第一二节护筒→吊装60kW振动锤振动下沉，再接长下节钢护筒，如此反复直到下沉至护筒所需的深度。钢护筒埋设首先在每个平台上，精确放出护筒位置，利用钻孔平台上纵横工字钢安设护筒沉放导向架，导向架比护筒直径大5cm，由25T汽车吊吊起钢护筒通过导向架缓慢下放直到其刃角自然下沉到河床面为止。在校正护筒垂直度（小于0.5%）和护筒平面位置偏差后，采用60kW的振动锤振动下沉，并按需要焊接接长护筒，在现场焊接钢护筒时要采取有效措施保证钢护筒的轴线顺直度，护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。振动锤振动下沉直至护筒底部达到设计标高。若钢护筒不能沉放到所需深度，在护筒内部利用φ300mm空气吸泥机，按先中部后四周再中部的顺序吸砂，必要时在护筒外壁辅以高压射水下沉。
3.4、清孔设备的改进
传统的清孔方法，是在导管里插入Φ50的气管，利用空压机从气管鼓入压缩空气，借助空气压力把孔内泥浆排出，排除的泥浆在浆池内沉淀再流回孔内，与钻孔时的气举反循环原理类似。但是在北塔的钻孔施工中，实际的地层情况是岩石发育不完整，泥岩中夹有大量块状砂岩，在悬空或者清孔的泥浆循环过程中，由于泥浆对泥岩的侵蚀作用，不断有嵌在泥岩中的块石由于无法附着掉落孔内。二次清孔时经常出现孔底有块石的现象，尽管可以被吸出，但块石直径过大的话就会卡在导管里上不来，造成堵管。经过现场研究，采用将空压机进气管改成软胶管，放在泥浆导管外侧送风，见图2。经过改造后，直径30cm以内的块石、泥团等都可以顺利从导管内抽出，有效地减少了清孔过程中的堵管现象。由于清孔时候的堵管不仅耽误时间，而且泥浆长时间未能得到循环，也会再增加已成孔的不稳定性，所以此项改进措施对提高钻孔桩的质量有很大的意义。利用冲击钻预先进行扫孔以往的钻进方法是从钻机定位开始，一直到终孔都是由一台钻机完成。但是马鞍山大桥北塔基础的地层情况较为特殊，在护筒内覆盖层中，-11m～-15m的范围内夹杂有大量的孤石。每次钻到该地层时都会出现别钻、卡钻、块石堵塞钻杆等现象，严重时会导致钻杆扭断、钻机跳动等，严重影响成孔进度。
3.5、混凝土灌注质量控制措施
混凝土拌和生产及运输速度应满足桩孔在规定时间内灌注完毕，灌注时间不得长于初盘混凝土的初凝时间。易坍地层及地质软硬交界处应适当放慢灌注速度；严格控制集料级配和施工配合比，确保混凝土和易性；要求坍落度180-220mm。采用导管法灌注混凝土时应注意首批混凝土灌注时，埋管深度不得小于1m；随着灌注连续进行，随灌随拔导管，中途停息时间不超过15分钟，在整个灌注过程中，导管在混凝土中埋深控制在2-6m。混凝土灌注快达到设计高程时，保持导管上端比护筒顶高4-5m，以保证桩顶混凝土的密实度，同时计算好末盘混凝土数量。孔内混凝土面位置的探测要准确，采用锥形探测锤探测。锤重不小于4kg。为了保证桩顶混凝土的密实性和强度，实际灌注的桩顶标高比设计桩顶高出0.5-1m，留待破除桩头时凿除。
3.6、堵漏措施漏浆问题
一直是该工程桩基施工的难题。漏浆部位随机变化，几乎是桩桩不同，而且持力层从上至下都漏浆，漏浆最严重时，5min内水头损失达11m。通过多桩施工总结出以下堵漏措施：泥浆池泥浆性能指标必须符合要求后开钻。放弃回旋钻，采用冲击钻或旋挖钻。冲击钻在钻进过程中有挤密孔壁效果，能有效解决漏浆；旋挖钻可以适当投入黄土加锯末面，通过钻头挤压、旋转挤密孔壁，使黄土及锯末面快速填充卵石层孔隙。漏浆时不得采用海水直接补浆，必须采用足够的优质泥浆补充。水头的变化与潮汐变化一致，要始终保持护筒内水头比潮水高2m。
4、结语
近几年，大直径钻孔灌注桩的运用越来越普遍，这是因为它具有单桩承载力高，抗震性能良好，无振动，钻孔时对土壤没有挤密作用等优点，通过对该特大桥大直径水下灌注桩工艺的实践，可为同类型桥梁施工提供参考。
参考文献：
[1]修林岩.海上大直径钻孔灌注桩施工技术浅析[D].山东大学，2013.
[2]于长海.大直径钻孔灌注桩施工技术及桩底注浆研究[D].长安大学，2009.
[3]刘宗华.复杂地质条件下大直径钻孔桩施工技术[J].科技信息，2006，01：97+93.