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摘要：结合陈家贡湾特大桥水下桩基的施工过程，提出了在施工过程中应控制的几个关键过程以及应注意事项和预防应对措施，对以后同类型工程具有一定的指导意义。
关键词:钻孔灌注桩 质量控制 关键点
一、完善施工方案，做好有效预控
1、工程及钻孔桩形式简介 陈家贡湾特大桥位于胶南市琅琊镇的陈家贡海湾。全桥长1811.5m，桩长为18～30米，桩径为1.6米，全桥桩基共242根。主要地质状况为：淤泥质亚粘土、强风化花岗岩、弱风化花岗岩微风化花岗岩。设计混凝土强度为C35海工耐久性混凝土，累计混凝土6261m3。
2、机械设备的选用 根据本工程地质勘探报告提供的土层情况及及其它工程特点，经过经济比较，桩基采用GCF工程钻机12台，机械高度10米。此类型机械具有运行平稳、安全可靠的性能。
3、审查施工工艺的正确性 钻孔灌注桩的施工工艺较为复杂，其施工顺序大致如下：泥浆池、泥浆沟施工→测定桩位→钢护筒埋设→钻机就位调平→钻孔→终孔→第一次清孔→桩深、桩径检测→下放钢筋笼→二清、泥浆性能、沉渣厚度检测→混凝土灌注→成桩检测等。
二、施工过程中关键点的质量控制
1、埋设护筒 埋设护筒：测量定位后，便进行钢护筒的埋设，护筒用8～10mm的钢板制作，其内径大于钻头直径20cm。护筒的埋设深度不小于1.5m并埋入较坚实的地层；筒顶应高出地下水位1.5～2.1m，并高出施工面0.3m。
2、钢筋笼制作和吊放 钢筋笼制作：现场技术员和钢筋工长根据钢筋长度、规格进行钢筋配料，每节钢筋的下料均需写出配料单，两根钢筋对接时必须保证接头质量。钢筋分节制作，每节长度根据实际桩长按9米～12米考虑，为了避免钢筋笼在吊装过程中产生变形，采取在钢筋笼上设置杉木杆以加强整体刚度。钢筋笼制作时，钢筋接头应错开布置，接头间距应符合规范要求。
施工过程中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。
3、成孔过程中关键点质量控制
（1）孔底沉渣控制 孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，有关规范规定，水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过50mm、磨擦桩为300mm，但在施工过程中，常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求，究其原因，主要是由于泥浆性能不符合要求，清孔不彻底。影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是泥浆比重和粘度，若泥浆过稀，则携渣能力不够，不能形成泥皮护壁；若泥浆过稠，则孔壁会形成一层厚厚的泥皮，无形之中减少了桩径。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定，如地下水位较高，容易坍塌，泥浆比重、粘度可大些，但不宜过大，比重以1.1～1.2、粘度为18～25s为宜。成孔中的泥浆主要由膨润土、水、增粘剂组成。按钻孔方法和地质情况采用不同浓度泥浆悬浮钻渣和护壁，开钻前准备数量充足的性能优良的膨润土和粘土（塑性指数大于25，小于0.005mm的粘粒含量大于50%），以备成孔过程及清孔时造浆使用。钻孔结束后，在进行一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆，将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来；二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔，若采用正循环清孔，要排出岩渣和泥团，须加大泥浆比重和粘度，且清孔的速度要慢。钻孔完毕后必须对终孔进行验收，根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度；要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性，杜绝以超深来抵消孔底淤积。
（2）孔壁坍塌控制 孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡钻事故，应高度重视并采取相应措施予以解决。首先认真审阅场地工程地质勘察报告，对地层情况做到心中有数；其次必须严格按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，下放钢筋笼要防止偏斜；再者，在特殊地层钻进应要求采用优质泥浆护壁，同时也可采用正循环钻进、反循环排渣的作法来抑制不稳定段地层的坍塌；最后，在不稳定地层中，换浆不要过早，可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后，及时灌注混凝土，减少沉渣时间，以保证桩身质量。
（3）扩径和缩径控制 扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的，扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的，缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。缩径会减少桩的竖向承载力，而扩径会增加成本，必须采取有力措施予以控制。为避免扩径的出现，我们在开钻前检查钻绳是否垂直，开钻后检查钻机是否固定、平稳，防止钻头摆动或偏位，在成孔过程中还应要求徐徐钻进，以便形成良好的孔壁，要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位，确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力，成孔尤其是清孔后应尽快灌注水下混凝土，尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时间；为避免缩径的出现，钻孔前我们详细了解地质资料，判别有无遇水膨胀等不良地质条件的土层，并经常对钻头的直径进行校正，发现其磨损超过10mm就要及时修补或调换钻头。控制钻头直径比所需成孔直径小20～25mm为宜。
桩孔终孔后，下放探孔器进行检测，在各项指标符合规范要求后方可进行砼灌注。
6、灌注过程质量监控
（1）混凝土坍落度控制 混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能，坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性，一般应控制在180～220mm范围内。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量，不符合要求的砼不得使用。
（2）施工导管控制 导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量，必须予以严格控制。在开始灌注时，料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0.m以上的混凝土初灌量；在浇注过程中，要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，测量水下混凝土面的位置用测绳吊着测锤进行，测锤过重则陷入混凝土内，过轻则浮在泥浆中沉不下去。一般用锤底直径13～15cm，高18～20cm之钢板焊制的圆锥体，内灌砂配重，容重为15～20KN/m3左右。测绳用直径3mm钢丝绳制成。
严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深一般应控制在2～6m，过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题，直接影响桩的质量（水下砼灌注程序见图1）。
a、安设导管(导管底部与孔底之间留出30～50cm空隙)；
b、悬挂隔水栓，使其与导管内面紧贴； c、灌入首批混凝土；
d、剪段铁丝，隔水栓下落孔底； e、连续灌注混凝土，上提导管；
f、混凝土灌注完毕，拔出护筒f、混凝土灌注完毕，拔出护筒。
（3）钢筋笼上浮控制 在灌注混凝土前，钢筋笼自重与悬吊力形成平衡状态，在混凝土灌注过程中，由于下列原因引起钢筋笼上浮：①钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛，将钢筋笼钩挂；②混凝土面到达钢筋笼底面时，导管埋深过浅，灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时，导管埋深过大；③混凝土质量差，对于易离析、坍落度损失大的混凝土，都易使钢筋笼上浮，解决的办法是操作要正确、确保混凝土质量及加快混凝土灌注。另外，我们还跟据现场施工实际情况做好如下控制措施：①在钢筋笼上加压重物，并在上端加焊4根较粗钢筋（Ф20以上）固定在钢护筒顶部施工平台上；②用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺；③当混凝土上升至钢筋笼底部附近时，小步提升导管以保持较小的埋管深度（≥1.5m），并稍稍减缓混凝土的灌注速度。在砼灌注过程中应加强观察和检查，如发现钢筋笼上浮应立即采取措施，比如在钢筋笼上压重，上下活动导管等措施使钢筋笼复位，如钢筋笼上浮严重且无法复位，应立即提出钢筋笼，重新下钻头冲孔。
（4）桩头质量控制 有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后，应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中，要想保证桩头的质量，必须控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高0.5～1.0m。
（5）桩基超声波无损检测 采用德国产TCP—3声波完整性记录仪，进行桩身的无破损检测。
三、结论
总之，钻孔灌注桩的质量监控主要依靠事前控制和事中控制，至于事后控制（桩基检测），本文将不做讨论。笔者认为钻孔灌注桩的施工过程应全过程实施监控，尽管现有的各种规范对钻孔灌注桩的施工作了较明确的规定，但如何结合現场千变万化的情况来理解及执行规范，就要依靠现场技术人员的素质和经验了，只要抓住了几个关键过程，在施工过程中认真检测、细心观察，桩基质量是一定能控制好的。最后，对于文中欠妥之处，希望能得到专家指正。
参考文献
1.交通部第一公路工程总公司。《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）人民交通出版社发行
关键词:钻孔灌注桩 质量控制 关键点
一、完善施工方案，做好有效预控
1、工程及钻孔桩形式简介 陈家贡湾特大桥位于胶南市琅琊镇的陈家贡海湾。全桥长1811.5m，桩长为18～30米，桩径为1.6米，全桥桩基共242根。主要地质状况为：淤泥质亚粘土、强风化花岗岩、弱风化花岗岩微风化花岗岩。设计混凝土强度为C35海工耐久性混凝土，累计混凝土6261m3。
2、机械设备的选用 根据本工程地质勘探报告提供的土层情况及及其它工程特点，经过经济比较，桩基采用GCF工程钻机12台，机械高度10米。此类型机械具有运行平稳、安全可靠的性能。
3、审查施工工艺的正确性 钻孔灌注桩的施工工艺较为复杂，其施工顺序大致如下：泥浆池、泥浆沟施工→测定桩位→钢护筒埋设→钻机就位调平→钻孔→终孔→第一次清孔→桩深、桩径检测→下放钢筋笼→二清、泥浆性能、沉渣厚度检测→混凝土灌注→成桩检测等。
二、施工过程中关键点的质量控制
1、埋设护筒 埋设护筒：测量定位后，便进行钢护筒的埋设，护筒用8～10mm的钢板制作，其内径大于钻头直径20cm。护筒的埋设深度不小于1.5m并埋入较坚实的地层；筒顶应高出地下水位1.5～2.1m，并高出施工面0.3m。
2、钢筋笼制作和吊放 钢筋笼制作：现场技术员和钢筋工长根据钢筋长度、规格进行钢筋配料，每节钢筋的下料均需写出配料单，两根钢筋对接时必须保证接头质量。钢筋分节制作，每节长度根据实际桩长按9米～12米考虑，为了避免钢筋笼在吊装过程中产生变形，采取在钢筋笼上设置杉木杆以加强整体刚度。钢筋笼制作时，钢筋接头应错开布置，接头间距应符合规范要求。
施工过程中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。
3、成孔过程中关键点质量控制
（1）孔底沉渣控制 孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，有关规范规定，水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过50mm、磨擦桩为300mm，但在施工过程中，常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求，究其原因，主要是由于泥浆性能不符合要求，清孔不彻底。影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是泥浆比重和粘度，若泥浆过稀，则携渣能力不够，不能形成泥皮护壁；若泥浆过稠，则孔壁会形成一层厚厚的泥皮，无形之中减少了桩径。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定，如地下水位较高，容易坍塌，泥浆比重、粘度可大些，但不宜过大，比重以1.1～1.2、粘度为18～25s为宜。成孔中的泥浆主要由膨润土、水、增粘剂组成。按钻孔方法和地质情况采用不同浓度泥浆悬浮钻渣和护壁，开钻前准备数量充足的性能优良的膨润土和粘土（塑性指数大于25，小于0.005mm的粘粒含量大于50%），以备成孔过程及清孔时造浆使用。钻孔结束后，在进行一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆，将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来；二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔，若采用正循环清孔，要排出岩渣和泥团，须加大泥浆比重和粘度，且清孔的速度要慢。钻孔完毕后必须对终孔进行验收，根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度；要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性，杜绝以超深来抵消孔底淤积。
（2）孔壁坍塌控制 孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡钻事故，应高度重视并采取相应措施予以解决。首先认真审阅场地工程地质勘察报告，对地层情况做到心中有数；其次必须严格按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，下放钢筋笼要防止偏斜；再者，在特殊地层钻进应要求采用优质泥浆护壁，同时也可采用正循环钻进、反循环排渣的作法来抑制不稳定段地层的坍塌；最后，在不稳定地层中，换浆不要过早，可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后，及时灌注混凝土，减少沉渣时间，以保证桩身质量。
（3）扩径和缩径控制 扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的，扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的，缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。缩径会减少桩的竖向承载力，而扩径会增加成本，必须采取有力措施予以控制。为避免扩径的出现，我们在开钻前检查钻绳是否垂直，开钻后检查钻机是否固定、平稳，防止钻头摆动或偏位，在成孔过程中还应要求徐徐钻进，以便形成良好的孔壁，要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位，确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力，成孔尤其是清孔后应尽快灌注水下混凝土，尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时间；为避免缩径的出现，钻孔前我们详细了解地质资料，判别有无遇水膨胀等不良地质条件的土层，并经常对钻头的直径进行校正，发现其磨损超过10mm就要及时修补或调换钻头。控制钻头直径比所需成孔直径小20～25mm为宜。
桩孔终孔后，下放探孔器进行检测，在各项指标符合规范要求后方可进行砼灌注。
6、灌注过程质量监控
（1）混凝土坍落度控制 混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能，坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性，一般应控制在180～220mm范围内。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量，不符合要求的砼不得使用。
（2）施工导管控制 导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量，必须予以严格控制。在开始灌注时，料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0.m以上的混凝土初灌量；在浇注过程中，要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，测量水下混凝土面的位置用测绳吊着测锤进行，测锤过重则陷入混凝土内，过轻则浮在泥浆中沉不下去。一般用锤底直径13～15cm，高18～20cm之钢板焊制的圆锥体，内灌砂配重，容重为15～20KN/m3左右。测绳用直径3mm钢丝绳制成。
严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深一般应控制在2～6m，过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题，直接影响桩的质量（水下砼灌注程序见图1）。
a、安设导管(导管底部与孔底之间留出30～50cm空隙)；
b、悬挂隔水栓，使其与导管内面紧贴； c、灌入首批混凝土；
d、剪段铁丝，隔水栓下落孔底； e、连续灌注混凝土，上提导管；
f、混凝土灌注完毕，拔出护筒f、混凝土灌注完毕，拔出护筒。
（3）钢筋笼上浮控制 在灌注混凝土前，钢筋笼自重与悬吊力形成平衡状态，在混凝土灌注过程中，由于下列原因引起钢筋笼上浮：①钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛，将钢筋笼钩挂；②混凝土面到达钢筋笼底面时，导管埋深过浅，灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时，导管埋深过大；③混凝土质量差，对于易离析、坍落度损失大的混凝土，都易使钢筋笼上浮，解决的办法是操作要正确、确保混凝土质量及加快混凝土灌注。另外，我们还跟据现场施工实际情况做好如下控制措施：①在钢筋笼上加压重物，并在上端加焊4根较粗钢筋（Ф20以上）固定在钢护筒顶部施工平台上；②用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺；③当混凝土上升至钢筋笼底部附近时，小步提升导管以保持较小的埋管深度（≥1.5m），并稍稍减缓混凝土的灌注速度。在砼灌注过程中应加强观察和检查，如发现钢筋笼上浮应立即采取措施，比如在钢筋笼上压重，上下活动导管等措施使钢筋笼复位，如钢筋笼上浮严重且无法复位，应立即提出钢筋笼，重新下钻头冲孔。
（4）桩头质量控制 有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后，应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中，要想保证桩头的质量，必须控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高0.5～1.0m。
（5）桩基超声波无损检测 采用德国产TCP—3声波完整性记录仪，进行桩身的无破损检测。
三、结论
总之，钻孔灌注桩的质量监控主要依靠事前控制和事中控制，至于事后控制（桩基检测），本文将不做讨论。笔者认为钻孔灌注桩的施工过程应全过程实施监控，尽管现有的各种规范对钻孔灌注桩的施工作了较明确的规定，但如何结合現场千变万化的情况来理解及执行规范，就要依靠现场技术人员的素质和经验了，只要抓住了几个关键过程，在施工过程中认真检测、细心观察，桩基质量是一定能控制好的。最后，对于文中欠妥之处，希望能得到专家指正。
参考文献
1.交通部第一公路工程总公司。《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）人民交通出版社发行