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摘要：本文通过介绍灌注砼桩基础施工方案的比选，结合大桥灌注砼桩基础的施工，分析大跨径桥梁桩基础施工方案的比选及施工过程中的质量控制。
关键词：大桥; 灌注砼桩；基础施工方案:比选:探讨
1灌注砼桩基础施工方案的比选
根据某大桥的地质条件，大桥桩基础施工方案有钻孔灌注桩和挖孔灌注桩2种。
1．1钻孔灌注桩
钻孔灌注桩施工工艺流程如图l所示。
图1钻孔灌注桩施工工艺流程
1．2挖孔灌注桩
挖孔灌注桩施工工艺：
1)测量放样。全站仪准确放出桩位，每个桩位设置4根护桩，距离桩中心2m，使其全部嵌入地层，与地面相平，防止在砂层中移位。
2)钢护筒的制作与埋设。插打钢护筒，钢护筒下沉到位且在振动下不再下沉时，切入岩层。
3)挖孔。护筒顶铺设型钢，搭设木平台，安装提升架，挂设安全绳，利用取渣桶将上部砂土清除，由于孔的直径较大，可以3～4人同时作业。挖到岩层后，用风镐打凿岩石并取渣；挖人岩层后，为防止渗水，加强挖孔桩的施工安全性，在钢护筒刃脚处进行钢筋砼护壁支护。随时量测孔深、孔径、垂直度和孔位偏差等。挖孔完成后，清理基底，进行钢筋骨架和砼施工。
1．3钻孔灌注桩和挖孔灌注桩施工方案的比较
钻孔灌注桩施工工艺的主要特点是施工设备简单，操作方便，可变水下作业为水上作业；可大大简化施工工艺，缩短工期，降低造价。但在钻孔和灌注砼施工时，稍有不慎，就会产生斜孔、坍孔、沉淀层超标和卡管等事故，造成灌注桩质量缺陷而影响工程施工安全。
挖孔灌注桩施工工艺的主要特点是挖孔作业面可以同时施工，平行作业，孔与孔之问施工互不干扰；成孔后，无明显扩孔和缩径现象，孔底无沉渣，无需清孔，桩端压缩量小；成孔为清水孔，砼浇筑无风险，可避免质量事故的出现；挖孔桩施工不产生泥浆，环境污染小，还能节约成本。同时，挖孔桩不需要大型机具，可避免電力不足的问题。但其工业化程度不高，工人安全保障系数低。
根据2种施工方案的特点，结合现场实际情况和自身施工条件进行综合比选，该大桥桩基础施工采用钻孔灌注桩施工方案。
2施工质量控制
2．1钻孔灌注桩施工中的质量控制
1)防止塌孔的措施。在分散粉砂土或流砂中钻进时，控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度和胶体率的泥浆或高质量泥浆；钻进中随时保持适当的水头，保证孔壁的稳定；若发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土混合物到塌孔处以上1～2m，如塌孔严重时全部回填，待回填物沉积密实后再钻进；清孔时采取措施确保孔内必要的水头。
2)防止钻孔偏斜的措施。安装钻机时，使钢丝绳和护筒中心在一条直线上，并经常检查校正；在有倾斜的软、硬地层中钻进时，控制进尺，低速钻进。
3)扩孔和缩孔的处理。若孔内局部发生坍塌而扩孔，但钻孔仍能达到设计深度，则不需处理，仅加大砼灌注量。若扩孔后继续坍塌而影响钻进，按塌孔事故处理。为防止缩孔，要及时修补磨损的钻头，同时使用失水率较小的优质泥浆护壁并快转慢进，复转2～3次，起、落钻锥上下、左右反复扫孔，扩大孔径。
4)防止钻孔漏浆的措施。对回转钻机，采用较粘稠或高质量的泥浆钻孔；或者采用调整孔内水头的措施，减少孔内水压力对孔壁的影响。
5)防止导管进水的措施。为了防止导管进水，使用检测合格的导管，灌注水下砼前严格检查、控制导管接头的质量；并控制好导管底口的位置，确保首批砼能埋住导管底口；灌注过程中控制好导管底口的位置，根据浇筑量经常测定孔内水深，确保导管有足够的埋置深度。
6)防止掉钻的措施。加强钢丝绳的保养，经常给钢丝绳上保护油，加强对卡扣的检查，防止脱落。
7)防止沉渣过厚或清孔过深的措施。成孔后，孔内泥浆指标要达到规范要求，含砂率应小于2，清孔且检验合格后立即进行水下砼灌注。避免静停时间过长、泥浆的细砂沉淀而使沉渣变厚。
8)防止声测管孔底堵塞、超声波检测不到位的措施。不能直接用江水(尤其汛期江水含泥量高)灌声测管，要经过净化处理后才能用来灌声测管，以防探测管底部堵塞、超声波检测不到位。声测管施工时，接头焊接要牢固，不得漏浆，顶、底口要封闭严实，声测管与钢筋笼用钢筋箍连接，确保声测管能检测到底。
9)防止堵管、断桩的措施。首批砼浇注时，在泥浆面以上的导管中间开孔排气，当首批砼满管下落时，空气能从孔口排掉，不会形成堵管。首批过后正常浇注时，应将丝扣连接的小料斗换成外径小于导管内径的插入式轻型小料斗，使砼小于满管下落，不至于形成气堵；采用具有较好流动性、不离析性能和丰富胶凝材料的砼，同时加强现场物资管理，使砼原材料中不含任何杂物，并在浇注现场层层把关，以防形成物堵，确保砼浇注顺利。断桩的处理：记录导管埋深，用搅拌站浇注方量来校核测深锤测得砼面标高，始终保持导管埋深在4m以上；同时对每根桩的导管进行试压，并舍弃使用时间长或壁较薄的导管，确保导管有一定的强度。
10)防止接桩的措施。施工时用自制砼取样器在孔内取样，并用孔壁测试结果和搅拌站浇注方量来校核最后的砼面是否正确，确保桩头质量。
2．2挖孔灌注桩施工中的质量控制
2．2．1埋设钢护筒时难以下沉的处理
当振动桩锤的振动力小于钢护筒内、外侧摩擦力之和或钢护筒刃脚部位遇到孤石时，都将造成钢护简不能顺利下沉。这时应加大振动桩锤的吨位，使振动桩锤的振动力大于钢护筒内、外侧摩擦力之和，使其继续下沉。如还是不能顺利下沉，则应挖除钢护筒内侧砂土及孤石后，再开启振动桩锤，使钢护筒沉人。
2．2．2钢护筒下沉时偏位的处理
钢护筒刃脚遇到孤石或其他物体及软硬不一的地层分界线时，会出现钢护筒偏位。应先挖除钢护筒内部分砂土，在其倾斜方向放松缆风绳，反方向拉紧缆风绳，缓慢振动沉人，直至符合要求后，拉紧4根缆风绳，再沉人。如已沉人太深，缆风绳已不能将钢护筒拉至其标准位置，则应使用挖掘机或装载机等辅助机械进行钢护筒纠偏。
2．2．3井孔开挖中出现涌砂现象的处理
由于岩面不平，钢护筒不能和岩面紧密接触，出现缝隙，流砂会通过此缝隙进入钢护筒内而引起涌砂现象。解决方案有插打小钢板法、压密注浆法和导流法。插打小钢板法是一种直接、有效的涌砂处理方法。其原理是利用小钢板直接对缝隙进行嵌补(如图2所示)
图2插打小钢板法示意图
压密注浆法是将岩面以上的流砂与岩面固结为一整体,使缝隙不涌砂(如图3所示)
图3压密注浆法示意图(单位:m)
导流法就是在浇筑护壁时,在流水严重的护壁上埋设2~3根胶管（建议使用直径6~8cm的胶管）进行导流，由此减小水流对护壁的压力，保证施工安全。在暗流较小时，直接插钢管的方法很管用。但暗流较大时，水压不到管道中去，管道中排水量用。但暗流较大时，水压不到管道中去，管道中排水量大减小，只埋胶管无法解决问题，涌水、涌砂现象会照样出现，同时还可能把护壁压碎，必须加上引流措施，即在护壁四周打人钢筋，就如隧道施工中打锚杆一样，将钢筋打人流砂中，再在钢筋与钢筋之间加上海绵条或棉花，这样就能有效地将水流引至管道之中，同时也可防堵流砂。值得注意的是，此时砼护壁的砼标号也得相应提高，否则，也可能压碎砼护壁，引发安全事故。其施工如图4所示。
图4导流法示意图
2．2．4井孔开挖中出现地下水的处理
由于地下水位较高，地下水汇积成一条条小暗流，遇到也孔桩处会出现涌水现象，有的即未遇到孔桩，由于孔桩与孔桩之间地层较薄，地下水渗透，也会出现涌水现象。解决方案有井点降水法、压密注浆法和导流法。
井点降水法，即先在1个孔桩内用水泵集中抽水，将地下水引至最低点抽出，随着施工的进行，随时更井点进行抽水，降低施工水位，保证挖孔桩不受地下水的影响而顺利进行施工。其基本原理如图5所示。
图5井降水法示意图
压密注浆法、导流法不仅可解决涌砂现象，同时还可以解决地下水问题，其施工方法同上所述。
3结语
无论是钻孔灌注桩还是挖孔灌注桩施工，都要根据施工方法各自的特点，结合施工桥位地形、水文等因素综合考虑，选择适宜的施工方法，达到节约施工成本、加快施工进度、提高经济益的目的。
注：文章内的图表、公式请到PDF格式下查看
关键词：大桥; 灌注砼桩；基础施工方案:比选:探讨
1灌注砼桩基础施工方案的比选
根据某大桥的地质条件，大桥桩基础施工方案有钻孔灌注桩和挖孔灌注桩2种。
1．1钻孔灌注桩
钻孔灌注桩施工工艺流程如图l所示。
图1钻孔灌注桩施工工艺流程
1．2挖孔灌注桩
挖孔灌注桩施工工艺：
1)测量放样。全站仪准确放出桩位，每个桩位设置4根护桩，距离桩中心2m，使其全部嵌入地层，与地面相平，防止在砂层中移位。
2)钢护筒的制作与埋设。插打钢护筒，钢护筒下沉到位且在振动下不再下沉时，切入岩层。
3)挖孔。护筒顶铺设型钢，搭设木平台，安装提升架，挂设安全绳，利用取渣桶将上部砂土清除，由于孔的直径较大，可以3～4人同时作业。挖到岩层后，用风镐打凿岩石并取渣；挖人岩层后，为防止渗水，加强挖孔桩的施工安全性，在钢护筒刃脚处进行钢筋砼护壁支护。随时量测孔深、孔径、垂直度和孔位偏差等。挖孔完成后，清理基底，进行钢筋骨架和砼施工。
1．3钻孔灌注桩和挖孔灌注桩施工方案的比较
钻孔灌注桩施工工艺的主要特点是施工设备简单，操作方便，可变水下作业为水上作业；可大大简化施工工艺，缩短工期，降低造价。但在钻孔和灌注砼施工时，稍有不慎，就会产生斜孔、坍孔、沉淀层超标和卡管等事故，造成灌注桩质量缺陷而影响工程施工安全。
挖孔灌注桩施工工艺的主要特点是挖孔作业面可以同时施工，平行作业，孔与孔之问施工互不干扰；成孔后，无明显扩孔和缩径现象，孔底无沉渣，无需清孔，桩端压缩量小；成孔为清水孔，砼浇筑无风险，可避免质量事故的出现；挖孔桩施工不产生泥浆，环境污染小，还能节约成本。同时，挖孔桩不需要大型机具，可避免電力不足的问题。但其工业化程度不高，工人安全保障系数低。
根据2种施工方案的特点，结合现场实际情况和自身施工条件进行综合比选，该大桥桩基础施工采用钻孔灌注桩施工方案。
2施工质量控制
2．1钻孔灌注桩施工中的质量控制
1)防止塌孔的措施。在分散粉砂土或流砂中钻进时，控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度和胶体率的泥浆或高质量泥浆；钻进中随时保持适当的水头，保证孔壁的稳定；若发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土混合物到塌孔处以上1～2m，如塌孔严重时全部回填，待回填物沉积密实后再钻进；清孔时采取措施确保孔内必要的水头。
2)防止钻孔偏斜的措施。安装钻机时，使钢丝绳和护筒中心在一条直线上，并经常检查校正；在有倾斜的软、硬地层中钻进时，控制进尺，低速钻进。
3)扩孔和缩孔的处理。若孔内局部发生坍塌而扩孔，但钻孔仍能达到设计深度，则不需处理，仅加大砼灌注量。若扩孔后继续坍塌而影响钻进，按塌孔事故处理。为防止缩孔，要及时修补磨损的钻头，同时使用失水率较小的优质泥浆护壁并快转慢进，复转2～3次，起、落钻锥上下、左右反复扫孔，扩大孔径。
4)防止钻孔漏浆的措施。对回转钻机，采用较粘稠或高质量的泥浆钻孔；或者采用调整孔内水头的措施，减少孔内水压力对孔壁的影响。
5)防止导管进水的措施。为了防止导管进水，使用检测合格的导管，灌注水下砼前严格检查、控制导管接头的质量；并控制好导管底口的位置，确保首批砼能埋住导管底口；灌注过程中控制好导管底口的位置，根据浇筑量经常测定孔内水深，确保导管有足够的埋置深度。
6)防止掉钻的措施。加强钢丝绳的保养，经常给钢丝绳上保护油，加强对卡扣的检查，防止脱落。
7)防止沉渣过厚或清孔过深的措施。成孔后，孔内泥浆指标要达到规范要求，含砂率应小于2，清孔且检验合格后立即进行水下砼灌注。避免静停时间过长、泥浆的细砂沉淀而使沉渣变厚。
8)防止声测管孔底堵塞、超声波检测不到位的措施。不能直接用江水(尤其汛期江水含泥量高)灌声测管，要经过净化处理后才能用来灌声测管，以防探测管底部堵塞、超声波检测不到位。声测管施工时，接头焊接要牢固，不得漏浆，顶、底口要封闭严实，声测管与钢筋笼用钢筋箍连接，确保声测管能检测到底。
9)防止堵管、断桩的措施。首批砼浇注时，在泥浆面以上的导管中间开孔排气，当首批砼满管下落时，空气能从孔口排掉，不会形成堵管。首批过后正常浇注时，应将丝扣连接的小料斗换成外径小于导管内径的插入式轻型小料斗，使砼小于满管下落，不至于形成气堵；采用具有较好流动性、不离析性能和丰富胶凝材料的砼，同时加强现场物资管理，使砼原材料中不含任何杂物，并在浇注现场层层把关，以防形成物堵，确保砼浇注顺利。断桩的处理：记录导管埋深，用搅拌站浇注方量来校核测深锤测得砼面标高，始终保持导管埋深在4m以上；同时对每根桩的导管进行试压，并舍弃使用时间长或壁较薄的导管，确保导管有一定的强度。
10)防止接桩的措施。施工时用自制砼取样器在孔内取样，并用孔壁测试结果和搅拌站浇注方量来校核最后的砼面是否正确，确保桩头质量。
2．2挖孔灌注桩施工中的质量控制
2．2．1埋设钢护筒时难以下沉的处理
当振动桩锤的振动力小于钢护筒内、外侧摩擦力之和或钢护筒刃脚部位遇到孤石时，都将造成钢护简不能顺利下沉。这时应加大振动桩锤的吨位，使振动桩锤的振动力大于钢护筒内、外侧摩擦力之和，使其继续下沉。如还是不能顺利下沉，则应挖除钢护筒内侧砂土及孤石后，再开启振动桩锤，使钢护筒沉人。
2．2．2钢护筒下沉时偏位的处理
钢护筒刃脚遇到孤石或其他物体及软硬不一的地层分界线时，会出现钢护筒偏位。应先挖除钢护筒内部分砂土，在其倾斜方向放松缆风绳，反方向拉紧缆风绳，缓慢振动沉人，直至符合要求后，拉紧4根缆风绳，再沉人。如已沉人太深，缆风绳已不能将钢护筒拉至其标准位置，则应使用挖掘机或装载机等辅助机械进行钢护筒纠偏。
2．2．3井孔开挖中出现涌砂现象的处理
由于岩面不平，钢护筒不能和岩面紧密接触，出现缝隙，流砂会通过此缝隙进入钢护筒内而引起涌砂现象。解决方案有插打小钢板法、压密注浆法和导流法。插打小钢板法是一种直接、有效的涌砂处理方法。其原理是利用小钢板直接对缝隙进行嵌补(如图2所示)
图2插打小钢板法示意图
压密注浆法是将岩面以上的流砂与岩面固结为一整体,使缝隙不涌砂(如图3所示)
图3压密注浆法示意图(单位:m)
导流法就是在浇筑护壁时,在流水严重的护壁上埋设2~3根胶管（建议使用直径6~8cm的胶管）进行导流，由此减小水流对护壁的压力，保证施工安全。在暗流较小时，直接插钢管的方法很管用。但暗流较大时，水压不到管道中去，管道中排水量用。但暗流较大时，水压不到管道中去，管道中排水量大减小，只埋胶管无法解决问题，涌水、涌砂现象会照样出现，同时还可能把护壁压碎，必须加上引流措施，即在护壁四周打人钢筋，就如隧道施工中打锚杆一样，将钢筋打人流砂中，再在钢筋与钢筋之间加上海绵条或棉花，这样就能有效地将水流引至管道之中，同时也可防堵流砂。值得注意的是，此时砼护壁的砼标号也得相应提高，否则，也可能压碎砼护壁，引发安全事故。其施工如图4所示。
图4导流法示意图
2．2．4井孔开挖中出现地下水的处理
由于地下水位较高，地下水汇积成一条条小暗流，遇到也孔桩处会出现涌水现象，有的即未遇到孔桩，由于孔桩与孔桩之间地层较薄，地下水渗透，也会出现涌水现象。解决方案有井点降水法、压密注浆法和导流法。
井点降水法，即先在1个孔桩内用水泵集中抽水，将地下水引至最低点抽出，随着施工的进行，随时更井点进行抽水，降低施工水位，保证挖孔桩不受地下水的影响而顺利进行施工。其基本原理如图5所示。
图5井降水法示意图
压密注浆法、导流法不仅可解决涌砂现象，同时还可以解决地下水问题，其施工方法同上所述。
3结语
无论是钻孔灌注桩还是挖孔灌注桩施工，都要根据施工方法各自的特点，结合施工桥位地形、水文等因素综合考虑，选择适宜的施工方法，达到节约施工成本、加快施工进度、提高经济益的目的。
注：文章内的图表、公式请到PDF格式下查看