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【摘要】从泥浆制备、钻孔、混凝土灌注等角度论述了大直径钻孔灌注桩在砂性土层内施工的关键技术，并从多个角度论述了质量控制要点。
【关键词】钻孔灌注；砂性土；泥浆
引 言
大直径钻孔灌注桩因其承载力高、施工干扰小等优点而被广泛应用于各类基础，该技术尤其在砂性土层内具有其他地基处理技术无法比拟的效果，但施工过程中如何控制其使用质量仍存在多个难点，尤其灌注桩属于隐蔽工程，因此施工中无论任何环节出现差错均可能直接影响整个构造物的最终质量甚至带来安全事故，因此在施工中应结合具体实际有效控制施工中的关键技术方可最终保证施工质量。
1、施工工艺
1.1 泥浆制备 大直径钻孔灌注桩施工中泥浆起到护壁、悬浮钻渣保证泥浆砂率满足要求并保证清孔后沉淀层厚度符合要求等作用，因此泥浆的质量和作用尤为重要；泥浆制备应采用膨润土加适量烧碱，由于膨胀土泥浆具有比重低、粘度好、含沙量低以及护壁能力高、排渣能力强等优点，在土体选择时应保证其自然风干后用手不易掰开捏碎，土块破碎后端面有坚硬尖锐棱角，其胶体率不低于95，含砂率不超过4%，且应保证选用的粘土不含油石膏、石膏或钙盐类化合物，若粘土性能较差而不易达到其性能指标则应在其中掺加碳酸钠、氢氧化钠或膨润土粉末来提高其性能指标，掺入量应结合泥浆情况经试验确定，加入碳酸钠可增高酸碱度PH值，并使粘土颗粒分散增加粘粒表面负电荷，以为粘土吸收环境中正离子颗粒创造条件，并可增加水化膜厚度以提供泥浆的胶体率和稳定性并降低失水率，泥浆制备前应设置容量不低于2倍单孔容量的泥浆池和沉淀池，两池的距离尽可能放大，池体应尽量放深以减少进入孔内泥浆的含砂率，并可及时清理沉淀池内沉淀物，应保证所制备的泥浆各项参数均符合要求[1]。
1.2 钻孔 桩体定位。首先应结合各桩体设计坐标及水准点进行数据核算，确认无误后应用全站仪对桩体准确定位，并用人工挖好桩位后复合桩位中心偏差，控制该误差在允许范围内；
护筒埋设。在护筒埋设时应确保位置准确且牢固可靠，埋设后护筒周围回填质量对大直径超长桩体而言尤为重要，由于直径大、桩长则宜发生塌孔，因而应确保护筒周围土体回填质量；
钻机就位。在钻机就位时应将钻机支垫牢固，钻尖对中、钻杆垂直，在就位过程中应用相应精度的水平尺进行测量，应将机架滑车中心、磨盘中心及桩位中心三点在同一直线以保证钻孔垂直度；
钻进。钻机钻进过程中应随时对泥浆比重、粘度和含砂率进行监测，并及时采取措施纠偏，钻进过程中应保证孔内有1.5-2.0m水头高度，应尽量选用平底钻头并适当加强钻头强度以控制进尺速度；开始钻进时应慢速钻进，待导向部位及钻头全部进入地层后则加速钻进；钻进过程中地层发生软硬变化则应轻压慢钻以防钻孔偏斜；在砂土层内钻进必须控制钻进速度，应随钻尺不断调整钢丝绳的松紧度使其承受钻具的部分自重力，并应尽量采用慢速钻进以防扩孔系数过大或出现缩颈现象，但应控制钻速避免过快而降低护壁效果导致塌孔，且钻速过快则钻具摆幅增大宜使孔壁呈螺旋台阶状，宜在砂土层局部夹黏土层导致局部缩孔[2]。
清孔。钻孔至设计标高后则应立即进行清孔，过程中应结合沉淀情况不断补充新浆，第一次清孔完成后則应对孔深、孔径、孔位及孔形等进行检查，以上参数均符合要求后方可安放钢筋笼并下放导管，之后则进行二次清孔，也应不断补充新浆，并逐步减小泥浆比重。在整个清孔过程中应控制泥浆相对密度，以免密度过小影响护壁效果导致塌孔，密度过大在灌注混凝土时增大上升阻力导致卡管；因在砂性土层内施工，应结合砂土层透水性强的特点应将清孔后的泥浆相对密度控制在1.1-1.2范围内，方可避免塌孔和卡管现象出现。
1.3 混凝土灌注 大直径钻孔灌注桩一般采用商品混凝土以保证其性能，灌注过程中多采用常规垂直导管提升法灌注，灌注前应将导管各节用法兰、橡胶密封圈和高强螺栓进行连接，安拆过程均应用加力扳手，所用导管在使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，灌注时应经常用测深锤探测孔内混凝土面位置以便于及时调整埋深，一般埋深控制在2-6m，并应垂直提升导管以免导致钢筋笼上浮。整个灌注过程中应保证混凝土的连续供应及连续浇筑；若钻孔通过淤泥层则应适当增加导管埋深以免导致缩颈；混凝土接近钢筋笼底部时应尽量增大导管埋深并放慢灌注速度以减少混凝土的冲击力，混凝土埋设骨架1-2m后则应适当提升导管以减小埋设深度而增大骨架下部埋设深度，混凝土接近桩顶则导管上口应高出桩顶或护筒内水面不低于4-6m，并应增大导管的埋设深度以保证桩头质量，灌注接近完毕应控制好桩顶标高，一般灌注标高应高出设计标高80-100cm，待其达到一定强度后则将其凿除[3]。
2、质量保证措施
2.1 人造优质泥浆 若施工所用泥浆密度不合适则会导致砂子下沉而不能提钻，该种情况下只能在每节钻杆行程内向孔内倾倒陶土、山红土和已经泡好的化学浆糊，并通过循环输渣以提高泥浆密度，待泥浆密度达到一定值后则应开始停钻并停止循环，并通过测量沉渣厚度来推算泥浆内沙砾的沉降速率，当其处于合理范围内方可提钻、下钢筋笼，并当清孔泥浆密度达到合理范围后方可浇筑混凝土。
2.2 加宽钻头腰带 钻头腰带焊接质量不良则会导致不能很好的研磨孔壁，即使泥浆质量较好也难以形成泥膜，因此可将钻头腰带由钢筋改装成为具有一定宽度的钢板，钻进过程中使其同孔壁周围旋转研磨并形成泥皮来阻止水体渗透，并可防止塌孔和缩颈现象。
2.3 提高护筒内水位 如施工中护筒周围水位高于护筒内水位或两者保持平衡，而通过搭设钻孔平台、增加护筒长度不仅失去了围堰的作用且会延长施工工期，因此可在现有围堰内增加钻孔内水头压力来提高护筒内水位。
2.4 护筒底部护壁 砂性土层内施工钻孔灌注桩护筒底部孔壁护的效果尤为重要，因该部位是护筒与土体衔接部位，同时也是整个孔壁最为薄弱部位，且由于砂性土层具有较强的透水性，因此该部位未能护牢则可能因透水发生塌孔。因而在施工中可采取干抛粘土来进行护筒，粘土体积为护筒内水的体积的1／2～1／3，抛至表面基本能看到粘土块即可，抛完后则应静置让粘土吸水胀湿，并开动钻机进行搅拌，搅拌至钻机钻动困难，之后静置1-2h后则可按照正常程序进行钻孔，重新钻进时应慢速钻进并应上下来回往返数次以提高护壁效果。
3、结语
钻孔灌注桩在具有深厚砂性土层地基施工中施工质量控制较为困难，因土体性质在一定程度上限制了围护体系的实施，因此在施工时应及时结合现场情况调整水泥掺量及泥浆密度，并适当延长工序搭接时间，方可从根本上控制灌注桩质量通病，确保其施工质量。
参考文献
[1]杨文渊,徐彝.桥梁施工工程师手册[M].北京:人民交通出版社，2003．
[2]张飞.穿越粉砂层钻孔灌注桩施工[J].建筑机械2010,06.
[3]谢井丽,陈磊.砂性土钻孔灌注桩的施工质量控制[J].交通科技,2011年第5期.
【关键词】钻孔灌注；砂性土；泥浆
引 言
大直径钻孔灌注桩因其承载力高、施工干扰小等优点而被广泛应用于各类基础，该技术尤其在砂性土层内具有其他地基处理技术无法比拟的效果，但施工过程中如何控制其使用质量仍存在多个难点，尤其灌注桩属于隐蔽工程，因此施工中无论任何环节出现差错均可能直接影响整个构造物的最终质量甚至带来安全事故，因此在施工中应结合具体实际有效控制施工中的关键技术方可最终保证施工质量。
1、施工工艺
1.1 泥浆制备 大直径钻孔灌注桩施工中泥浆起到护壁、悬浮钻渣保证泥浆砂率满足要求并保证清孔后沉淀层厚度符合要求等作用，因此泥浆的质量和作用尤为重要；泥浆制备应采用膨润土加适量烧碱，由于膨胀土泥浆具有比重低、粘度好、含沙量低以及护壁能力高、排渣能力强等优点，在土体选择时应保证其自然风干后用手不易掰开捏碎，土块破碎后端面有坚硬尖锐棱角，其胶体率不低于95，含砂率不超过4%，且应保证选用的粘土不含油石膏、石膏或钙盐类化合物，若粘土性能较差而不易达到其性能指标则应在其中掺加碳酸钠、氢氧化钠或膨润土粉末来提高其性能指标，掺入量应结合泥浆情况经试验确定，加入碳酸钠可增高酸碱度PH值，并使粘土颗粒分散增加粘粒表面负电荷，以为粘土吸收环境中正离子颗粒创造条件，并可增加水化膜厚度以提供泥浆的胶体率和稳定性并降低失水率，泥浆制备前应设置容量不低于2倍单孔容量的泥浆池和沉淀池，两池的距离尽可能放大，池体应尽量放深以减少进入孔内泥浆的含砂率，并可及时清理沉淀池内沉淀物，应保证所制备的泥浆各项参数均符合要求[1]。
1.2 钻孔 桩体定位。首先应结合各桩体设计坐标及水准点进行数据核算，确认无误后应用全站仪对桩体准确定位，并用人工挖好桩位后复合桩位中心偏差，控制该误差在允许范围内；
护筒埋设。在护筒埋设时应确保位置准确且牢固可靠，埋设后护筒周围回填质量对大直径超长桩体而言尤为重要，由于直径大、桩长则宜发生塌孔，因而应确保护筒周围土体回填质量；
钻机就位。在钻机就位时应将钻机支垫牢固，钻尖对中、钻杆垂直，在就位过程中应用相应精度的水平尺进行测量，应将机架滑车中心、磨盘中心及桩位中心三点在同一直线以保证钻孔垂直度；
钻进。钻机钻进过程中应随时对泥浆比重、粘度和含砂率进行监测，并及时采取措施纠偏，钻进过程中应保证孔内有1.5-2.0m水头高度，应尽量选用平底钻头并适当加强钻头强度以控制进尺速度；开始钻进时应慢速钻进，待导向部位及钻头全部进入地层后则加速钻进；钻进过程中地层发生软硬变化则应轻压慢钻以防钻孔偏斜；在砂土层内钻进必须控制钻进速度，应随钻尺不断调整钢丝绳的松紧度使其承受钻具的部分自重力，并应尽量采用慢速钻进以防扩孔系数过大或出现缩颈现象，但应控制钻速避免过快而降低护壁效果导致塌孔，且钻速过快则钻具摆幅增大宜使孔壁呈螺旋台阶状，宜在砂土层局部夹黏土层导致局部缩孔[2]。
清孔。钻孔至设计标高后则应立即进行清孔，过程中应结合沉淀情况不断补充新浆，第一次清孔完成后則应对孔深、孔径、孔位及孔形等进行检查，以上参数均符合要求后方可安放钢筋笼并下放导管，之后则进行二次清孔，也应不断补充新浆，并逐步减小泥浆比重。在整个清孔过程中应控制泥浆相对密度，以免密度过小影响护壁效果导致塌孔，密度过大在灌注混凝土时增大上升阻力导致卡管；因在砂性土层内施工，应结合砂土层透水性强的特点应将清孔后的泥浆相对密度控制在1.1-1.2范围内，方可避免塌孔和卡管现象出现。
1.3 混凝土灌注 大直径钻孔灌注桩一般采用商品混凝土以保证其性能，灌注过程中多采用常规垂直导管提升法灌注，灌注前应将导管各节用法兰、橡胶密封圈和高强螺栓进行连接，安拆过程均应用加力扳手，所用导管在使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，灌注时应经常用测深锤探测孔内混凝土面位置以便于及时调整埋深，一般埋深控制在2-6m，并应垂直提升导管以免导致钢筋笼上浮。整个灌注过程中应保证混凝土的连续供应及连续浇筑；若钻孔通过淤泥层则应适当增加导管埋深以免导致缩颈；混凝土接近钢筋笼底部时应尽量增大导管埋深并放慢灌注速度以减少混凝土的冲击力，混凝土埋设骨架1-2m后则应适当提升导管以减小埋设深度而增大骨架下部埋设深度，混凝土接近桩顶则导管上口应高出桩顶或护筒内水面不低于4-6m，并应增大导管的埋设深度以保证桩头质量，灌注接近完毕应控制好桩顶标高，一般灌注标高应高出设计标高80-100cm，待其达到一定强度后则将其凿除[3]。
2、质量保证措施
2.1 人造优质泥浆 若施工所用泥浆密度不合适则会导致砂子下沉而不能提钻，该种情况下只能在每节钻杆行程内向孔内倾倒陶土、山红土和已经泡好的化学浆糊，并通过循环输渣以提高泥浆密度，待泥浆密度达到一定值后则应开始停钻并停止循环，并通过测量沉渣厚度来推算泥浆内沙砾的沉降速率，当其处于合理范围内方可提钻、下钢筋笼，并当清孔泥浆密度达到合理范围后方可浇筑混凝土。
2.2 加宽钻头腰带 钻头腰带焊接质量不良则会导致不能很好的研磨孔壁，即使泥浆质量较好也难以形成泥膜，因此可将钻头腰带由钢筋改装成为具有一定宽度的钢板，钻进过程中使其同孔壁周围旋转研磨并形成泥皮来阻止水体渗透，并可防止塌孔和缩颈现象。
2.3 提高护筒内水位 如施工中护筒周围水位高于护筒内水位或两者保持平衡，而通过搭设钻孔平台、增加护筒长度不仅失去了围堰的作用且会延长施工工期，因此可在现有围堰内增加钻孔内水头压力来提高护筒内水位。
2.4 护筒底部护壁 砂性土层内施工钻孔灌注桩护筒底部孔壁护的效果尤为重要，因该部位是护筒与土体衔接部位，同时也是整个孔壁最为薄弱部位，且由于砂性土层具有较强的透水性，因此该部位未能护牢则可能因透水发生塌孔。因而在施工中可采取干抛粘土来进行护筒，粘土体积为护筒内水的体积的1／2～1／3，抛至表面基本能看到粘土块即可，抛完后则应静置让粘土吸水胀湿，并开动钻机进行搅拌，搅拌至钻机钻动困难，之后静置1-2h后则可按照正常程序进行钻孔，重新钻进时应慢速钻进并应上下来回往返数次以提高护壁效果。
3、结语
钻孔灌注桩在具有深厚砂性土层地基施工中施工质量控制较为困难，因土体性质在一定程度上限制了围护体系的实施，因此在施工时应及时结合现场情况调整水泥掺量及泥浆密度，并适当延长工序搭接时间，方可从根本上控制灌注桩质量通病，确保其施工质量。
参考文献
[1]杨文渊,徐彝.桥梁施工工程师手册[M].北京:人民交通出版社，2003．
[2]张飞.穿越粉砂层钻孔灌注桩施工[J].建筑机械2010,06.
[3]谢井丽,陈磊.砂性土钻孔灌注桩的施工质量控制[J].交通科技,2011年第5期.