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摘 要：随着国民经济的快速发展，公路桥梁工程中钻孔灌注桩技术尤为重要，本文重点对钻孔灌注桩施工中出现的问题进行了叙述，并根据自身工作经验对其解析，以供参考。
关键词：公路桥梁工程；钻孔灌注桩；工程施工；问题分析
中图分类号： U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：
1 钻孔灌注桩的施工
众所周知，钻孔灌注桩是一项质量要求高、施工工序多、并需在一个短时间内连续完成的地下隱蔽工程。要保证施工有序进行，就必须在开工前做好施工设计编审；施工场地的清理规划；孔口护筒的制作和埋设；泥浆配置和循环设施的安设；工序施工管理制度，岗位责任制，交接班制，质量检查验收制、设备机具的检修保养等施工准备工作，文中对此就不再赘叙。
1.1 泥浆循环系统选择
钻孔灌注桩施工中，泥浆好坏决定了钻孔施工的成败。泥浆质量不好，钻孔施工中易引发坍孔、缩颈、成孔后孔底沉淀厚等情况，严重时还可能引起断桩。该工程施工过程中采用了 PHP 优质泥浆，并采用集中造浆、分散净化的施工工艺。
施工实践证明，集中制浆、分散净化的工艺，确实提高了泥浆质量，加快了施工进度，保证了成孔施工质量，降低了施工各环节的交叉影响，有效地解决了大直径、超长桩钻孔施工过程中可能出现的问题。
1.2.1 钻进施工
钻孔灌注桩因其施工情况的特殊性，钻孔时可能遇到的不确定因素较多，因此开钻前制定详细可行的基桩施工作业指导书，并要备有可靠的自发电系统和满足要求的混凝土供应。因该桥桩地质情况较为复杂，每钻进一定距离或是钻进地层变化时，应在泥浆池中捞取钻渣样品，进行检测并记录，再与地质剖面图进行核对。当钻孔到易塌地层（砂层等）时，应采取增加泥浆的黏度或加大泥浆比重，并降低钻孔速度等方法通过该地层。
1.2.2 钻进参数选择
依据钻孔前绘制的钻孔地质剖面图，根据钻进土层的不同选择与其相应的进尺与转速。对砂砾层，采用轻压、低档慢速、优质浓泥浆钻进，确保护壁厚度以及充分浮渣；对于砂层，采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或局部坍孔，并充分浮渣、排渣，以防埋钻现象；钻至淤泥质土层时，应加大泵量，采用稠泥浆钻进，低档减慢钻进速度，防止发生先扩孔后缩孔的现象；对于黏土层采用中等钻速、大泵量、稀泥浆钻进；对于亚黏土层，采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进的方法钻进；对不同的地层采用相应的钻进工艺参数
1.2.3钻进需注意的问题
钻进过程还中需注意以下问题：钻井安装完成后，要调整底座使之保持平稳，防止钻进和运行中产生位移与沉陷；距钢护筒底口位置上下各 2 m 左右的钻进，为保证护筒底口部位地层稳定，应控制进尺，并采用低转速、低钻压钻进；钻进时要保持孔内的水头高度，随时补充孔内浆液，使泥浆面总是保持在高于施工水面 2 m 以上；当钻头处于护筒底口位置时，钻具升降必须谨慎操作，保持平稳，以防钻头钩挂护筒、冲撞钢护筒、扰动钻孔孔壁；钻孔作业分班连续作业，应经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，要及时调整；钻孔过程中，钻孔施工记录要及时填写，交班过程中要对钻进情况进行说明；随时捞取渣样，检查土层是否有变化，当土层变化时及时报监理工程师并进行相应记录，且与地质剖面图核对。
1.2.4 成孔检测及清孔
成孔检测设备采用超声波探测仪进行检测，检验合格且经监理工程师验收认可后，要立即进行清孔。清孔时将钻头提至距孔底 0.20 m 高左右，钻机保持低速空转，使泥浆保持正常循环，并转换泥浆。当泥浆的相对密度达到 1.05～1.10；含砂率＜0.5%；黏度 17～20 Pa·s 后，可停止清孔。严禁使用超钻加深钻孔的方法代替清孔。
2． 钢筋笼的制作及安装
该工程钻孔灌注桩钢筋笼长度为 117.4 m。钢筋笼分 4 节进行加工，分节长度为 36 m＋36 m＋24 m＋21.4 m。桩基钢筋笼在驳船上制作，为防止钢筋笼在加工和吊装过程中的变形，在制作钢筋笼时钢筋笼用长线胎模固定，加劲骨架加强，钢筋笼胎模及加劲骨架。
钢筋笼制作采取岸上配料，经过镦粗，再运至钻孔平台上完成加工过程。制作钢筋笼时要严格按设计要求布置声测管与注浆管，采用定位钢筋定位。在焊接时，为避免影响混凝土浇筑质量，声测管与注浆管的位置和主筋不能重叠。钢筋笼接头的镦粗直螺纹工艺要求主筋的加工精度必须得到保证，因此其加工必须与试拼同时进行，即以长线法施工。钢筋笼安装直接采用安装在钻孔平台上的动臂吊机进行吊装。在施工高峰期，为减小钢筋笼的安装时间，采取了在施工桩位周边已完成扫孔的护筒内预拼钢筋笼，这时钢筋笼安装仅需完成 3 次对接，这样节省了安装时间，保证了工期内完工。
2.1 导管安装
下放钢筋笼后就应安装导管。导管要进行水密承压和接头抗拉试验，以及长度测量标码等工作，并经监理工程师检查合格待用。导管由驳船运抵墩位旁，在平台上接长，然后浮吊吊起并在孔内下放至设计位置，连接过程中要避免使用已损坏的导管及接头，以确保连接处的完好。在灌注混凝土前再次检查孔底沉渣厚度，如不满足沉淀<10 cm 的要求，则利用导管进行二次清孔直到合格。为减小孔底沉淀，终孔前后的泥浆含砂率必须控制在 0.5%以内，实际施工中，有 60%以上的孔位，清孔泥浆含砂率控制在 0.3%以内，钢筋笼安装完毕后，孔底沉淀均在 50 mm 以内，避免了二次清孔，加快了施工进度，提高了钻孔质量。
2.2混凝土浇筑
该工程采用刚性导管法灌注钻孔桩水下混凝土。导管、混凝土储料斗（15 m3）、漏斗（1 m3）等组成了主要的灌注设备。采用卡口式接头导管，导管外直径为325 mm，管壁厚度 12mm，提拔和拆除刚性导管时使用动臂吊机。开始灌注首批混凝土时，应使导管埋入混凝土≥2 m 的深度，并且控制导管下口与孔底间至适宜距离，同时保证混凝土储量。首批混凝土灌注完成后，应尽可能连续灌注，以缩短导管拆除的时间间隔。灌注过程中要定时探测孔内混凝土面高程，以及时调整导管埋深，混凝土导管不宜埋置过深，通常情况下埋深应控制在 2～6 m。拆除导管要及时，拆除后的导管要及时检查密封圈好坏，对有问题的要加以更换。施工中要采取有效措施保证混凝土上升高度测算的准确性，以确保导管埋深在合理范围内。灌注混凝土过程中，必须严格控制混凝土质量，如:根据规范要求抽样制作混凝土试件，以检验桩基混凝土质量，并随时检测混凝土坍落度。桩顶应加灌 0．8～1.0 m 高度以确保成桩质量。灌注过程中要填写水下混凝土灌注记录。基桩施工完成且混凝土达到检测要求后，要及时联系检测单位进行检测。
2.3桩底的注浆
结合施工区域的地质资料与钻孔桩结构，选用桩底后压浆技术在桩底高压注浆，以提高钻孔桩底承载能力。钻孔桩施工时，在桩内预埋注浆管。当桩身达到一定强度后，通过高压注浆泵，浆液依靠注浆压力将原来无缝隙的桩底土层劈裂成脉状缝，再经劈裂、渗扩、填充、压出、固结等作用，改善桩端土的物理力学性能和达到扩底效应；同时高压浆液作用于桩端沉渣夹层，两相混合，结合后形成了强度较高的混凝土，消除了桩底沉渣对桩端承载力的影响，减小桩的沉降。
2.3.1 注浆技术参数的选择
2.3.1.1 注浆压力
注浆压力按下式计算，即：P=（2～4）P0=2.5～4.8
式中 P———注浆压力，MPa；
P0———静水压力，MPa。
根据计算值并结合该工程的具体情况和以往的施工经验，注浆压力按 4～4.5 MPa 控制。具体值待注浆工艺试验和桩承载性能试验结束后确定。注浆时桩顶的上升量不得大于设计要求。
2.3.1.2 注浆浆液
根据该工程所在地层情况，结合类似工程施工经验，注浆浆液选用单液水泥浆，如遇水泥浆用量多，注浆压力又不上升，或吸浆量减少等特殊情况时，则配制水玻璃-水泥浆。注浆浆液本着高压稀浆、先稀后浓的原则，水灰比按 1：1，0.8：1，0.5：1 逐级调配，水泥选用 32.5普通硅酸盐双检水泥，水泥浆搅拌时间不少于 2min；外加剂为 U 型膨胀剂，正常掺入量 3%；水玻璃为模数 2.5～3.4，浓度 30～45Be。
2．3.1.3 进浆流量
进浆流量单孔按 50 L/min 控制，具体根据实际情况调整。
2.3.2 注浆施工工艺流程注浆施工工艺流程如图 4 所示。
2.3.3 压浆施工注意事项
（1）压浆管下放过程中，每下完 1 节钢笼后，必须在压浆管内注入清水检查其密封性，若压浆管渗漏必须返工处理，直至达到密封要求。
（2）压浆管接头可采用丝扣或接箍套节焊。必须保证管路密封，以防泥浆进入管内。
（3）压水开塞时，若水压突然下降，表明单向阀门已打开，此时应停泵封闭阀门 10～20 min，以消散压力。当管内存在压力时不能打开闸阀，以防止承压水回流。
（4）进浆口压浆时，打开回路的出浆口阀门，先排出注浆管内的清水，当出浆口流出的浆液质量浓度与进口质量浓度基本相同时，关闭出浆口阀门，开始注浆；每循环压浆完成后立即用清水彻底冲洗干净，再关闭阀门；U 型回路在压浆每一循环过程中，必须保证压浆施工的连续性，压浆停顿时间超过 30 min，应对管路进行清洗。
（5）水泥浆制配时，严格按配合比进行配料，不得随意更改。
（6）在压浆过程中，若发生不正常现象，如出现注浆泵压力表越来越高或突然掉压，地面冒漿等情况时，应暂停压浆，查明原因后再继续压浆。
3. 结束语
本文通过实例分析表明钻孔灌注桩进行桥梁深水基础施工切实可行，并对类似工程具有参考作用和指导意义。
关键词：公路桥梁工程；钻孔灌注桩；工程施工；问题分析
中图分类号： U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：
1 钻孔灌注桩的施工
众所周知，钻孔灌注桩是一项质量要求高、施工工序多、并需在一个短时间内连续完成的地下隱蔽工程。要保证施工有序进行，就必须在开工前做好施工设计编审；施工场地的清理规划；孔口护筒的制作和埋设；泥浆配置和循环设施的安设；工序施工管理制度，岗位责任制，交接班制，质量检查验收制、设备机具的检修保养等施工准备工作，文中对此就不再赘叙。
1.1 泥浆循环系统选择
钻孔灌注桩施工中，泥浆好坏决定了钻孔施工的成败。泥浆质量不好，钻孔施工中易引发坍孔、缩颈、成孔后孔底沉淀厚等情况，严重时还可能引起断桩。该工程施工过程中采用了 PHP 优质泥浆，并采用集中造浆、分散净化的施工工艺。
施工实践证明，集中制浆、分散净化的工艺，确实提高了泥浆质量，加快了施工进度，保证了成孔施工质量，降低了施工各环节的交叉影响，有效地解决了大直径、超长桩钻孔施工过程中可能出现的问题。
1.2.1 钻进施工
钻孔灌注桩因其施工情况的特殊性，钻孔时可能遇到的不确定因素较多，因此开钻前制定详细可行的基桩施工作业指导书，并要备有可靠的自发电系统和满足要求的混凝土供应。因该桥桩地质情况较为复杂，每钻进一定距离或是钻进地层变化时，应在泥浆池中捞取钻渣样品，进行检测并记录，再与地质剖面图进行核对。当钻孔到易塌地层（砂层等）时，应采取增加泥浆的黏度或加大泥浆比重，并降低钻孔速度等方法通过该地层。
1.2.2 钻进参数选择
依据钻孔前绘制的钻孔地质剖面图，根据钻进土层的不同选择与其相应的进尺与转速。对砂砾层，采用轻压、低档慢速、优质浓泥浆钻进，确保护壁厚度以及充分浮渣；对于砂层，采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或局部坍孔，并充分浮渣、排渣，以防埋钻现象；钻至淤泥质土层时，应加大泵量，采用稠泥浆钻进，低档减慢钻进速度，防止发生先扩孔后缩孔的现象；对于黏土层采用中等钻速、大泵量、稀泥浆钻进；对于亚黏土层，采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进的方法钻进；对不同的地层采用相应的钻进工艺参数
1.2.3钻进需注意的问题
钻进过程还中需注意以下问题：钻井安装完成后，要调整底座使之保持平稳，防止钻进和运行中产生位移与沉陷；距钢护筒底口位置上下各 2 m 左右的钻进，为保证护筒底口部位地层稳定，应控制进尺，并采用低转速、低钻压钻进；钻进时要保持孔内的水头高度，随时补充孔内浆液，使泥浆面总是保持在高于施工水面 2 m 以上；当钻头处于护筒底口位置时，钻具升降必须谨慎操作，保持平稳，以防钻头钩挂护筒、冲撞钢护筒、扰动钻孔孔壁；钻孔作业分班连续作业，应经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，要及时调整；钻孔过程中，钻孔施工记录要及时填写，交班过程中要对钻进情况进行说明；随时捞取渣样，检查土层是否有变化，当土层变化时及时报监理工程师并进行相应记录，且与地质剖面图核对。
1.2.4 成孔检测及清孔
成孔检测设备采用超声波探测仪进行检测，检验合格且经监理工程师验收认可后，要立即进行清孔。清孔时将钻头提至距孔底 0.20 m 高左右，钻机保持低速空转，使泥浆保持正常循环，并转换泥浆。当泥浆的相对密度达到 1.05～1.10；含砂率＜0.5%；黏度 17～20 Pa·s 后，可停止清孔。严禁使用超钻加深钻孔的方法代替清孔。
2． 钢筋笼的制作及安装
该工程钻孔灌注桩钢筋笼长度为 117.4 m。钢筋笼分 4 节进行加工，分节长度为 36 m＋36 m＋24 m＋21.4 m。桩基钢筋笼在驳船上制作，为防止钢筋笼在加工和吊装过程中的变形，在制作钢筋笼时钢筋笼用长线胎模固定，加劲骨架加强，钢筋笼胎模及加劲骨架。
钢筋笼制作采取岸上配料，经过镦粗，再运至钻孔平台上完成加工过程。制作钢筋笼时要严格按设计要求布置声测管与注浆管，采用定位钢筋定位。在焊接时，为避免影响混凝土浇筑质量，声测管与注浆管的位置和主筋不能重叠。钢筋笼接头的镦粗直螺纹工艺要求主筋的加工精度必须得到保证，因此其加工必须与试拼同时进行，即以长线法施工。钢筋笼安装直接采用安装在钻孔平台上的动臂吊机进行吊装。在施工高峰期，为减小钢筋笼的安装时间，采取了在施工桩位周边已完成扫孔的护筒内预拼钢筋笼，这时钢筋笼安装仅需完成 3 次对接，这样节省了安装时间，保证了工期内完工。
2.1 导管安装
下放钢筋笼后就应安装导管。导管要进行水密承压和接头抗拉试验，以及长度测量标码等工作，并经监理工程师检查合格待用。导管由驳船运抵墩位旁，在平台上接长，然后浮吊吊起并在孔内下放至设计位置，连接过程中要避免使用已损坏的导管及接头，以确保连接处的完好。在灌注混凝土前再次检查孔底沉渣厚度，如不满足沉淀<10 cm 的要求，则利用导管进行二次清孔直到合格。为减小孔底沉淀，终孔前后的泥浆含砂率必须控制在 0.5%以内，实际施工中，有 60%以上的孔位，清孔泥浆含砂率控制在 0.3%以内，钢筋笼安装完毕后，孔底沉淀均在 50 mm 以内，避免了二次清孔，加快了施工进度，提高了钻孔质量。
2.2混凝土浇筑
该工程采用刚性导管法灌注钻孔桩水下混凝土。导管、混凝土储料斗（15 m3）、漏斗（1 m3）等组成了主要的灌注设备。采用卡口式接头导管，导管外直径为325 mm，管壁厚度 12mm，提拔和拆除刚性导管时使用动臂吊机。开始灌注首批混凝土时，应使导管埋入混凝土≥2 m 的深度，并且控制导管下口与孔底间至适宜距离，同时保证混凝土储量。首批混凝土灌注完成后，应尽可能连续灌注，以缩短导管拆除的时间间隔。灌注过程中要定时探测孔内混凝土面高程，以及时调整导管埋深，混凝土导管不宜埋置过深，通常情况下埋深应控制在 2～6 m。拆除导管要及时，拆除后的导管要及时检查密封圈好坏，对有问题的要加以更换。施工中要采取有效措施保证混凝土上升高度测算的准确性，以确保导管埋深在合理范围内。灌注混凝土过程中，必须严格控制混凝土质量，如:根据规范要求抽样制作混凝土试件，以检验桩基混凝土质量，并随时检测混凝土坍落度。桩顶应加灌 0．8～1.0 m 高度以确保成桩质量。灌注过程中要填写水下混凝土灌注记录。基桩施工完成且混凝土达到检测要求后，要及时联系检测单位进行检测。
2.3桩底的注浆
结合施工区域的地质资料与钻孔桩结构，选用桩底后压浆技术在桩底高压注浆，以提高钻孔桩底承载能力。钻孔桩施工时，在桩内预埋注浆管。当桩身达到一定强度后，通过高压注浆泵，浆液依靠注浆压力将原来无缝隙的桩底土层劈裂成脉状缝，再经劈裂、渗扩、填充、压出、固结等作用，改善桩端土的物理力学性能和达到扩底效应；同时高压浆液作用于桩端沉渣夹层，两相混合，结合后形成了强度较高的混凝土，消除了桩底沉渣对桩端承载力的影响，减小桩的沉降。
2.3.1 注浆技术参数的选择
2.3.1.1 注浆压力
注浆压力按下式计算，即：P=（2～4）P0=2.5～4.8
式中 P———注浆压力，MPa；
P0———静水压力，MPa。
根据计算值并结合该工程的具体情况和以往的施工经验，注浆压力按 4～4.5 MPa 控制。具体值待注浆工艺试验和桩承载性能试验结束后确定。注浆时桩顶的上升量不得大于设计要求。
2.3.1.2 注浆浆液
根据该工程所在地层情况，结合类似工程施工经验，注浆浆液选用单液水泥浆，如遇水泥浆用量多，注浆压力又不上升，或吸浆量减少等特殊情况时，则配制水玻璃-水泥浆。注浆浆液本着高压稀浆、先稀后浓的原则，水灰比按 1：1，0.8：1，0.5：1 逐级调配，水泥选用 32.5普通硅酸盐双检水泥，水泥浆搅拌时间不少于 2min；外加剂为 U 型膨胀剂，正常掺入量 3%；水玻璃为模数 2.5～3.4，浓度 30～45Be。
2．3.1.3 进浆流量
进浆流量单孔按 50 L/min 控制，具体根据实际情况调整。
2.3.2 注浆施工工艺流程注浆施工工艺流程如图 4 所示。
2.3.3 压浆施工注意事项
（1）压浆管下放过程中，每下完 1 节钢笼后，必须在压浆管内注入清水检查其密封性，若压浆管渗漏必须返工处理，直至达到密封要求。
（2）压浆管接头可采用丝扣或接箍套节焊。必须保证管路密封，以防泥浆进入管内。
（3）压水开塞时，若水压突然下降，表明单向阀门已打开，此时应停泵封闭阀门 10～20 min，以消散压力。当管内存在压力时不能打开闸阀，以防止承压水回流。
（4）进浆口压浆时，打开回路的出浆口阀门，先排出注浆管内的清水，当出浆口流出的浆液质量浓度与进口质量浓度基本相同时，关闭出浆口阀门，开始注浆；每循环压浆完成后立即用清水彻底冲洗干净，再关闭阀门；U 型回路在压浆每一循环过程中，必须保证压浆施工的连续性，压浆停顿时间超过 30 min，应对管路进行清洗。
（5）水泥浆制配时，严格按配合比进行配料，不得随意更改。
（6）在压浆过程中，若发生不正常现象，如出现注浆泵压力表越来越高或突然掉压，地面冒漿等情况时，应暂停压浆，查明原因后再继续压浆。
3. 结束语
本文通过实例分析表明钻孔灌注桩进行桥梁深水基础施工切实可行，并对类似工程具有参考作用和指导意义。