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摘要：厦深线跨沿海高速特大桥主墩桥位地质情况特殊，破碎与完整岩体相间分布且岩体倾斜度大，施工过程中针对该复杂地质情况展开技术攻关，通过应用研究，形成了一套行之有效的施工技术，该技术能够解决类似复杂地质条件下所存在的钻孔施工难题。
关键词：桩基；破碎带；倾斜陡立岩体；塌孔；偏孔
Abstract: the mansion deep line large bridge across the coastal high-speed main piers the special geological condition, broken and complete with rock slope rock mass distribution and big, and construction process according to the complicated geological conditions on technology research, through the application research, and formed a set of effective construction technology, this technology can solve similar under complex geological conditions of the existing borehole construction problems.
Keywords: pile foundation; Fracture zone; Vertical tilt rock; Hole collapse; Partial hole
中图分类号：TU473.1 文献标识码：A文章编号：
1、概况
厦深线跨沿海高速特大桥全长2170m，其中主跨为（50+85+50）m连续梁，主墩基础为钢筋混凝土基桩与承台的组合结构，基桩设计直径为2m,长度为60m,钻孔长度约65m。桩基施工过程中遇到了破碎與完整岩体相间分布，岩体倾斜陡立的复杂地质情况。这种地质情况在国内外桥梁基础以往的施工中也比较少见，以往即使有岩体倾斜情况，倾斜程度也并不高。岩体中存在破碎带、岩体陡立的地质条件对主墩大直径、大长度基桩钻孔极为不利。在桥梁基础前期试桩及最初几根基桩的钻孔施工中，经常发生在岩层中的塌孔情况，钻孔施工容易产生偏孔现象。在破碎带、倾斜陡立岩体中大直径、大长度钻孔的塌孔、偏孔问题属于桥梁施工专业性难题。
基础位所在地层覆盖层厚度为22.4～25.8m，以粘性土为主。基岩主要为中硬变余粉砂质泥岩，岩石饱和单轴抗压强度为40～50MPa。岩体内发育有大量倾斜陡立的层间剪切、软岩等破碎带，形成了破碎与完整岩体相间分布、岩体倾斜陡立的复杂地质构造。桩位地质构造见图1。
图1桩位地基地质构造图
2、塌孔偏孔成因分析
钻孔桩施工中塌孔必然首先发生在基岩破碎带位置，此后才有可能引起岩体脱空垮塌。破碎带是由岩体破碎后的散状碎石体构成。其稳定性差，在成孔过程中受土的侧压力作用易塌落。尤其是破碎带处于陡立斜坡上，其沿斜坡滑落的倾向性更大，更容易使孔壁发生塌孔。
由于破碎带与完整岩体带相间分布，岩体倾斜陡立，钻机钻头从破碎带进入完整岩体带的过程中，开始阶段钻头与完整岩体层中只有小面积的局部接触，而钻头其他部分仍在破碎带中。由于破碎带抵抗能力小，岩体抵抗能力大，则在钻孔给进过程中，由于受力的不均衡，钻头的与其竖轴线垂直的横截面由水平状变为倾斜状，倾斜趋势与岩体斜坡一致。在这种情况下，由于岩体较硬，当钻头还未嵌入岩体较深，不能阻止钻头沿斜坡下滑时，则钻头就顺斜坡下滑，从而造成钻孔发生偏斜情况。因此，钻孔施工容易产生偏孔现象。
3、关键的施工方法
针对钻孔施工出现的塌孔和偏孔问题，经过探索、研究，施工中提出了相应的解决方法，形成了一套冲击钻机与旋转钻机联合成孔的特殊施工方法，成功解决了塌孔和偏孔问题。
3.1 冲击钻机与旋转钻机联合钻孔
对于复杂地质下大长度、大直径基桩，应该采用大功率旋转钻机完成最终成孔；但利用冲击钻机配合其钻孔对防塌孔和防偏孔很重要，并可提高成孔效率。冲击钻机在浅层土体钻孔施工中成孔效率高，且不易产生偏孔及糊钻情况，而且冲击钻机冲孔对孔壁有挤紧作用，有利于防止塌孔；但是冲击钻机在深层土体中成孔效率很低。冲击钻机不易产生偏孔的原因是，冲击钻机破岩每次是在瞬间完成的，其总是先冲击岩层最高部分，冲击钻机在倾斜陡立岩体上每次冲击，在完成每一瞬间冲击后，其冲击能量已基本被消减，钻头即使下倾、下滑，也不会对岩体形成二次冲击，从而也就不会形成斜面孔壁，即冲击钻孔不容易产生偏孔现象；旋转钻机一般在浅层土体中成孔效率较低，特别是在粘性土层中容易产生糊钻情况，但由于大功率旋转钻机具有抗扭能力强、钻进能力强的特点，则大直径、大深度成孔是其优势。
鉴于二者各自具有的优势和不足，采用联合钻孔方式，就能扬长避短，充分发挥各自优势，达到避免塌孔、偏孔，提高效率，顺利完成钻孔施工的目的。具体原则是在地基浅层部分，利用冲击钻机进行钻孔施工，而在地基深层部分，则由旋转钻机完成钻孔施工。当在钻孔过程中发现有塌孔和偏孔趋势、倾向时，利用冲击钻机“回填冲挤钻孔”技术进行处理，防止事故产生，“回填冲挤钻孔”技术在后面介绍。
泥浆护壁
泥浆护壁是防塌孔的最关键因素和技术。泥浆护壁有泥浆配制、泥浆性能控制两项关键工作、技术。
3.2.1泥浆配制
桩基础联合钻孔的两种钻孔方式均采用泥浆进行护壁，以防钻孔过程中的塌孔。在钻进过程中，泥浆主要以反循环方式循环，泥浆选用不分散、低固相、低失水、适当粘度的PHP泥浆；泥浆由水、膨润土、纯碱、聚丙烯酰胺或增粘剂等水剂、材料、化学剂组成。适合各地层的泥浆性能指标见表1
表1泥浆性能指标控制表
3.2.2泥浆性能控制
在钻孔过程中，随着桩孔体积、地层土质等情况的变化，泥浆性能也随之发生变化。为满足表1泥浆性能指标要求，必须要在现场对泥浆指标进行控制。
3.2.2.1施工控制原则
对于反循环钻孔，泥浆性能指标遵循以下原则和要求进行控制。
1）低密度
泥浆的主要作用是护壁，而孔壁土的侧压力主要通过水头压力进行抵抗；如果通过加大泥浆密度保持孔壁稳定是不经济的，而且对钻孔效率有不利影响。
2）低失水率
在孔壁泥皮形成过程中，失水率越少，泥浆对土体水化作用就越小，这对孔壁稳定有利，同时，所形成的泥皮也越薄，这样有利于防止缩孔，而且失水率越少，所形成的泥皮就越坚韧，更能发挥护壁作用；但研究表明，在不影响孔壁土体稳定的情况下，适当放宽失水率指标有利于提高钻速。
3）低含砂率
含砂率高不利于进尺，对钻头的磨损也更大，而且也容易增加孔底的沉淀厚度。因此，要保持泥浆的低含砂率，保证钻孔施工顺利进行。
4）适当粘度
当钻孔至容易漏失泥浆的土层，如护筒底、砂砾层、破碎带等孔隙、裂隙发育土层时，应加大泥浆粘度，反之可适当降低粘度，适当的粘度对保持孔壁稳定、提高钻进效率有利。
3.2.2.2施工控制要点
塌孔事故往往是由于泥浆水头和泥浆性能指标达不到要求所致。为防止塌孔，必须要对泥浆水头和性能指标进行严格控制。
1）跟踪检查
在钻孔过程中，每两小时测量一次泥浆性能指标；在钻孔进入地质变化位置，以及在终孔循环清除沉淀的过程中，则每小时测量一次泥浆指标，将所测得的泥浆指标与所制定的泥浆指标控制值对比，以此为依据对泥浆性能进行调整，使泥浆性能随时满足钻孔需要。对于泥浆的水头，随时进行观测，如果水头差不符合要求，则通过增补新鲜泥浆或控制出渣速度使之满足水头差要求。
2）保持足够的水头差
在钻孔过程中，随时保持泥浆的水头差在要求的范围内。泥浆的水位必须高于地下水位1-2m或更高的高度，以及不低过地面下方1m的高度范围。
3）注意土层变化
当钻孔从某一土层进入另一土层前，应在调整泥浆指标后再给进，切忌盲目进尺，尤其是在容易坍塌漏失土层更应注意对泥浆性能指标的调整。
4）采用有效的泥浆性能调整方式
通过向孔内注入预先配制好的新鲜泥浆、添加泥浆组成材料和药剂，以及利用泥浆净化器降低含砂量等方式调整泥浆性能。
5）及时清理泥浆钻渣
要及时清理泥浆中的钻渣，以及利用泥浆净化器清除泥浆中的砂质，使泥浆池保持有2m以上深度，从而使泥浆循环流畅及尽量避免孔中渣土回到孔内，否则泥砂被带回孔内，降低钻孔效率及影响泥浆指标。
6）控制终孔含砂率
终孔后，利用泥浆净化器对孔底泥浆进行降砂处理，并向孔底注入一定高度的新鲜泥浆，确保泥浆含砂率在1%～2%范围。在终孔至浇筑混凝土的这一段时间内，由于需要完成钢筋的安装等工作，孔内泥浆处于静置状态，如果不控制泥浆含砂率，则可能因为泥砂的沉淀使孔底沉淀超过规定标准，并使泥浆性能发生改变，严重时可致塌孔；所以在钻孔施工中，一定要严格控制终孔含砂率。
3.3回填沖挤钻孔
回填冲挤钻孔是防止钻孔过程塌孔和偏孔的有效方式；这种方式的钻孔由冲击钻机进行，当钻孔过程中发现有塌孔和偏孔趋势时，移开钻机，向孔内回填片石和粘土等回填物至塌孔或偏孔部位以上的必要位置，然后再利用冲击钻机冲孔，将回填物冲密挤紧至塌孔或偏孔部位以上位置；在有塌孔趋势的情况中，回填物会以密实状态挤入松软的塌孔部位阻止塌孔的发展；在有偏孔趋势的情况中，回填物会以密实状态填补偏孔部位，然后再重新进行钻孔，即防止了塌孔或偏孔的发生。
3.4静置时间控制
孔内泥浆静置时间过长容易造成泥浆沉淀和离析，从而使泥浆护壁性能降低，严重时可导致孔壁垮塌。在终孔泥浆循环完成至浇注混凝土前孔内泥浆循环开始的这一段时间，一般情况下孔内泥浆是处于静置状态的；此外，在钻孔过程中因机器故障、钻孔事故等原因造成钻孔施工不能进行，则泥浆也会处于不循环流动的静置状态。为确保孔壁稳定而不发生塌孔事故，应尽可能缩短泥浆的静置时间，如在施工过程中因一些非正常情况不可避免地需延长泥浆的静置时间，则应采取一些措施防止泥浆性能的改变，或改变泥浆的静置状态，如从孔底注入新鲜泥浆置换原有泥浆，利用导管、钻机等设施促使孔内泥浆进行循环流动等就是相应有效的措施。
3.5钻头配重
钻头配重技术用于旋转钻机钻孔施工中。为保证钻孔的垂直度，钻杆必须始终处于无压力的悬吊受拉状态，钻压则通过配重体施加，钻头配重根据土层强度等因素确定。
对于倾斜陡立岩体情况，应加大配重，使钻头与岩体之间的压力加大，增强钻齿对岩体的嵌入效果，以阻止钻头沿岩体斜坡的下滑；同时加大配重也可增加钻杆的铅直状态，并可限制钻头在钻进过程中的跳动和摆动，保证钻孔的垂直精度。为限制钻头配重使钻杆产生弯转，保证钻杆的垂直度，配重布置的重心越低越好，其在钻头上应均匀布置；加大配重，同时也加强了钻头的破岩能力和效率，对加快施工进度非常有利。
3.6钻孔导向
钻孔导向技术用于旋转钻机钻孔施工中，为防止钻头摆动、跳动、偏位造成钻孔偏斜，在钻杆上不同高度位置安装具有导向装置的钻杆，通过导向装置对钻孔偏斜情况进行控制；当钻杆产生偏斜时，导向装置的外边缘会抵触在孔壁上，阻止钻头的偏斜，从而保证钻孔的垂直度始终符合要求。
按钻机技术性能要求及实际导向效果情况，钻头顶部上方近处应安装导向装置，当钻杆总长超过其自由长度允许值，在该允许值的深度以下，在钻杆上每隔一定高度还应安装导向钻杆；导向装置可以防偏孔，但也容易对孔位产生碰撞、破坏作用。破碎带是不稳定土层，在导向装置的干扰破坏下，易发生垮塌；因此，在桩钻孔过程中，保留了钻头顶部上方的导向装置，而取消了其他导向装置，钻头上方的导向装置采用柱筒形式，为弥补其他导向装置被取消后导向能力被削弱的不足，适当增加了柱筒导向装置的长度，以保证施工对于整体钻杆的导向控制能力不被削弱；由此可见，在桩钻孔施工中所采用的导向技术，既可防止钻孔偏孔，又可防止钻孔塌孔，具有多功能作用。
3.7钻孔给进
钻孔给进是旋转钻孔施工中控制进尺速度和偏孔程度的重要技术。钻杆、钻头在钻机的悬吊系统悬吊下进行钻孔，悬吊系统控制钻头对土层所施加的压力。给进就是通过增加钻头的压力，使钻头能够破土进尺。对给进程度的掌握很关键，给进量过大或过小均对钻孔不利，给进过大容易造成钻杆受压而使钻孔偏斜，给进过小又不能满足进尺需要。为准确掌握给进量的大小，应适时对钻机悬吊系统进行标定工作，通过标定工作可准确掌握钻头对岩层的施压压力，从而选择既能有效钻进又能保证不偏孔的正确施压参数值。
在破碎带与完整岩体交接处，对给进的控制也很关键，在交接处，给进前应先悬吊钻杆不给进或只少量给进，使钻头进行一段时间的扫孔工作，将倾斜岩面磨出一个台阶面，此后再正常给进，台阶面可使钻头在进尺过程中不会沿斜坡面下滑，从而保证钻孔不发生偏斜。
4、运用成效
在运用了上述关键技术以后，桩钻孔施工均很顺利。在最初几根基桩后进行的基桩施工情况是，完成一根基桩成孔所需要时间为10～15天，桩孔垂直度均被控制在1/150以内，孔截面最大偏差均被控制在40cm以内。桩孔垂直度及平面位置精度均满足施工规范和设计图要求。
5、结束语
厦深线跨沿海高速特大桥的复杂地质情况在以往很少遇到，岩体中存在的破碎带、岩体倾斜陡立的地质条件对基桩钻孔极为不利，容易造成钻孔发生塌孔、偏孔等事故，且影响钻孔施工进度。本桥桩钻孔施工中探索出了一套针对其复杂地质条件的钻孔施工方法，结果表明本方法能够解决相关的施工问题，对于类似复杂地质条件下基桩成孔施工提供一些借鉴、参考。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：桩基；破碎带；倾斜陡立岩体；塌孔；偏孔
Abstract: the mansion deep line large bridge across the coastal high-speed main piers the special geological condition, broken and complete with rock slope rock mass distribution and big, and construction process according to the complicated geological conditions on technology research, through the application research, and formed a set of effective construction technology, this technology can solve similar under complex geological conditions of the existing borehole construction problems.
Keywords: pile foundation; Fracture zone; Vertical tilt rock; Hole collapse; Partial hole
中图分类号：TU473.1 文献标识码：A文章编号：
1、概况
厦深线跨沿海高速特大桥全长2170m，其中主跨为（50+85+50）m连续梁，主墩基础为钢筋混凝土基桩与承台的组合结构，基桩设计直径为2m,长度为60m,钻孔长度约65m。桩基施工过程中遇到了破碎與完整岩体相间分布，岩体倾斜陡立的复杂地质情况。这种地质情况在国内外桥梁基础以往的施工中也比较少见，以往即使有岩体倾斜情况，倾斜程度也并不高。岩体中存在破碎带、岩体陡立的地质条件对主墩大直径、大长度基桩钻孔极为不利。在桥梁基础前期试桩及最初几根基桩的钻孔施工中，经常发生在岩层中的塌孔情况，钻孔施工容易产生偏孔现象。在破碎带、倾斜陡立岩体中大直径、大长度钻孔的塌孔、偏孔问题属于桥梁施工专业性难题。
基础位所在地层覆盖层厚度为22.4～25.8m，以粘性土为主。基岩主要为中硬变余粉砂质泥岩，岩石饱和单轴抗压强度为40～50MPa。岩体内发育有大量倾斜陡立的层间剪切、软岩等破碎带，形成了破碎与完整岩体相间分布、岩体倾斜陡立的复杂地质构造。桩位地质构造见图1。
图1桩位地基地质构造图
2、塌孔偏孔成因分析
钻孔桩施工中塌孔必然首先发生在基岩破碎带位置，此后才有可能引起岩体脱空垮塌。破碎带是由岩体破碎后的散状碎石体构成。其稳定性差，在成孔过程中受土的侧压力作用易塌落。尤其是破碎带处于陡立斜坡上，其沿斜坡滑落的倾向性更大，更容易使孔壁发生塌孔。
由于破碎带与完整岩体带相间分布，岩体倾斜陡立，钻机钻头从破碎带进入完整岩体带的过程中，开始阶段钻头与完整岩体层中只有小面积的局部接触，而钻头其他部分仍在破碎带中。由于破碎带抵抗能力小，岩体抵抗能力大，则在钻孔给进过程中，由于受力的不均衡，钻头的与其竖轴线垂直的横截面由水平状变为倾斜状，倾斜趋势与岩体斜坡一致。在这种情况下，由于岩体较硬，当钻头还未嵌入岩体较深，不能阻止钻头沿斜坡下滑时，则钻头就顺斜坡下滑，从而造成钻孔发生偏斜情况。因此，钻孔施工容易产生偏孔现象。
3、关键的施工方法
针对钻孔施工出现的塌孔和偏孔问题，经过探索、研究，施工中提出了相应的解决方法，形成了一套冲击钻机与旋转钻机联合成孔的特殊施工方法，成功解决了塌孔和偏孔问题。
3.1 冲击钻机与旋转钻机联合钻孔
对于复杂地质下大长度、大直径基桩，应该采用大功率旋转钻机完成最终成孔；但利用冲击钻机配合其钻孔对防塌孔和防偏孔很重要，并可提高成孔效率。冲击钻机在浅层土体钻孔施工中成孔效率高，且不易产生偏孔及糊钻情况，而且冲击钻机冲孔对孔壁有挤紧作用，有利于防止塌孔；但是冲击钻机在深层土体中成孔效率很低。冲击钻机不易产生偏孔的原因是，冲击钻机破岩每次是在瞬间完成的，其总是先冲击岩层最高部分，冲击钻机在倾斜陡立岩体上每次冲击，在完成每一瞬间冲击后，其冲击能量已基本被消减，钻头即使下倾、下滑，也不会对岩体形成二次冲击，从而也就不会形成斜面孔壁，即冲击钻孔不容易产生偏孔现象；旋转钻机一般在浅层土体中成孔效率较低，特别是在粘性土层中容易产生糊钻情况，但由于大功率旋转钻机具有抗扭能力强、钻进能力强的特点，则大直径、大深度成孔是其优势。
鉴于二者各自具有的优势和不足，采用联合钻孔方式，就能扬长避短，充分发挥各自优势，达到避免塌孔、偏孔，提高效率，顺利完成钻孔施工的目的。具体原则是在地基浅层部分，利用冲击钻机进行钻孔施工，而在地基深层部分，则由旋转钻机完成钻孔施工。当在钻孔过程中发现有塌孔和偏孔趋势、倾向时，利用冲击钻机“回填冲挤钻孔”技术进行处理，防止事故产生，“回填冲挤钻孔”技术在后面介绍。
泥浆护壁
泥浆护壁是防塌孔的最关键因素和技术。泥浆护壁有泥浆配制、泥浆性能控制两项关键工作、技术。
3.2.1泥浆配制
桩基础联合钻孔的两种钻孔方式均采用泥浆进行护壁，以防钻孔过程中的塌孔。在钻进过程中，泥浆主要以反循环方式循环，泥浆选用不分散、低固相、低失水、适当粘度的PHP泥浆；泥浆由水、膨润土、纯碱、聚丙烯酰胺或增粘剂等水剂、材料、化学剂组成。适合各地层的泥浆性能指标见表1
表1泥浆性能指标控制表
3.2.2泥浆性能控制
在钻孔过程中，随着桩孔体积、地层土质等情况的变化，泥浆性能也随之发生变化。为满足表1泥浆性能指标要求，必须要在现场对泥浆指标进行控制。
3.2.2.1施工控制原则
对于反循环钻孔，泥浆性能指标遵循以下原则和要求进行控制。
1）低密度
泥浆的主要作用是护壁，而孔壁土的侧压力主要通过水头压力进行抵抗；如果通过加大泥浆密度保持孔壁稳定是不经济的，而且对钻孔效率有不利影响。
2）低失水率
在孔壁泥皮形成过程中，失水率越少，泥浆对土体水化作用就越小，这对孔壁稳定有利，同时，所形成的泥皮也越薄，这样有利于防止缩孔，而且失水率越少，所形成的泥皮就越坚韧，更能发挥护壁作用；但研究表明，在不影响孔壁土体稳定的情况下，适当放宽失水率指标有利于提高钻速。
3）低含砂率
含砂率高不利于进尺，对钻头的磨损也更大，而且也容易增加孔底的沉淀厚度。因此，要保持泥浆的低含砂率，保证钻孔施工顺利进行。
4）适当粘度
当钻孔至容易漏失泥浆的土层，如护筒底、砂砾层、破碎带等孔隙、裂隙发育土层时，应加大泥浆粘度，反之可适当降低粘度，适当的粘度对保持孔壁稳定、提高钻进效率有利。
3.2.2.2施工控制要点
塌孔事故往往是由于泥浆水头和泥浆性能指标达不到要求所致。为防止塌孔，必须要对泥浆水头和性能指标进行严格控制。
1）跟踪检查
在钻孔过程中，每两小时测量一次泥浆性能指标；在钻孔进入地质变化位置，以及在终孔循环清除沉淀的过程中，则每小时测量一次泥浆指标，将所测得的泥浆指标与所制定的泥浆指标控制值对比，以此为依据对泥浆性能进行调整，使泥浆性能随时满足钻孔需要。对于泥浆的水头，随时进行观测，如果水头差不符合要求，则通过增补新鲜泥浆或控制出渣速度使之满足水头差要求。
2）保持足够的水头差
在钻孔过程中，随时保持泥浆的水头差在要求的范围内。泥浆的水位必须高于地下水位1-2m或更高的高度，以及不低过地面下方1m的高度范围。
3）注意土层变化
当钻孔从某一土层进入另一土层前，应在调整泥浆指标后再给进，切忌盲目进尺，尤其是在容易坍塌漏失土层更应注意对泥浆性能指标的调整。
4）采用有效的泥浆性能调整方式
通过向孔内注入预先配制好的新鲜泥浆、添加泥浆组成材料和药剂，以及利用泥浆净化器降低含砂量等方式调整泥浆性能。
5）及时清理泥浆钻渣
要及时清理泥浆中的钻渣，以及利用泥浆净化器清除泥浆中的砂质，使泥浆池保持有2m以上深度，从而使泥浆循环流畅及尽量避免孔中渣土回到孔内，否则泥砂被带回孔内，降低钻孔效率及影响泥浆指标。
6）控制终孔含砂率
终孔后，利用泥浆净化器对孔底泥浆进行降砂处理，并向孔底注入一定高度的新鲜泥浆，确保泥浆含砂率在1%～2%范围。在终孔至浇筑混凝土的这一段时间内，由于需要完成钢筋的安装等工作，孔内泥浆处于静置状态，如果不控制泥浆含砂率，则可能因为泥砂的沉淀使孔底沉淀超过规定标准，并使泥浆性能发生改变，严重时可致塌孔；所以在钻孔施工中，一定要严格控制终孔含砂率。
3.3回填沖挤钻孔
回填冲挤钻孔是防止钻孔过程塌孔和偏孔的有效方式；这种方式的钻孔由冲击钻机进行，当钻孔过程中发现有塌孔和偏孔趋势时，移开钻机，向孔内回填片石和粘土等回填物至塌孔或偏孔部位以上的必要位置，然后再利用冲击钻机冲孔，将回填物冲密挤紧至塌孔或偏孔部位以上位置；在有塌孔趋势的情况中，回填物会以密实状态挤入松软的塌孔部位阻止塌孔的发展；在有偏孔趋势的情况中，回填物会以密实状态填补偏孔部位，然后再重新进行钻孔，即防止了塌孔或偏孔的发生。
3.4静置时间控制
孔内泥浆静置时间过长容易造成泥浆沉淀和离析，从而使泥浆护壁性能降低，严重时可导致孔壁垮塌。在终孔泥浆循环完成至浇注混凝土前孔内泥浆循环开始的这一段时间，一般情况下孔内泥浆是处于静置状态的；此外，在钻孔过程中因机器故障、钻孔事故等原因造成钻孔施工不能进行，则泥浆也会处于不循环流动的静置状态。为确保孔壁稳定而不发生塌孔事故，应尽可能缩短泥浆的静置时间，如在施工过程中因一些非正常情况不可避免地需延长泥浆的静置时间，则应采取一些措施防止泥浆性能的改变，或改变泥浆的静置状态，如从孔底注入新鲜泥浆置换原有泥浆，利用导管、钻机等设施促使孔内泥浆进行循环流动等就是相应有效的措施。
3.5钻头配重
钻头配重技术用于旋转钻机钻孔施工中。为保证钻孔的垂直度，钻杆必须始终处于无压力的悬吊受拉状态，钻压则通过配重体施加，钻头配重根据土层强度等因素确定。
对于倾斜陡立岩体情况，应加大配重，使钻头与岩体之间的压力加大，增强钻齿对岩体的嵌入效果，以阻止钻头沿岩体斜坡的下滑；同时加大配重也可增加钻杆的铅直状态，并可限制钻头在钻进过程中的跳动和摆动，保证钻孔的垂直精度。为限制钻头配重使钻杆产生弯转，保证钻杆的垂直度，配重布置的重心越低越好，其在钻头上应均匀布置；加大配重，同时也加强了钻头的破岩能力和效率，对加快施工进度非常有利。
3.6钻孔导向
钻孔导向技术用于旋转钻机钻孔施工中，为防止钻头摆动、跳动、偏位造成钻孔偏斜，在钻杆上不同高度位置安装具有导向装置的钻杆，通过导向装置对钻孔偏斜情况进行控制；当钻杆产生偏斜时，导向装置的外边缘会抵触在孔壁上，阻止钻头的偏斜，从而保证钻孔的垂直度始终符合要求。
按钻机技术性能要求及实际导向效果情况，钻头顶部上方近处应安装导向装置，当钻杆总长超过其自由长度允许值，在该允许值的深度以下，在钻杆上每隔一定高度还应安装导向钻杆；导向装置可以防偏孔，但也容易对孔位产生碰撞、破坏作用。破碎带是不稳定土层，在导向装置的干扰破坏下，易发生垮塌；因此，在桩钻孔过程中，保留了钻头顶部上方的导向装置，而取消了其他导向装置，钻头上方的导向装置采用柱筒形式，为弥补其他导向装置被取消后导向能力被削弱的不足，适当增加了柱筒导向装置的长度，以保证施工对于整体钻杆的导向控制能力不被削弱；由此可见，在桩钻孔施工中所采用的导向技术，既可防止钻孔偏孔，又可防止钻孔塌孔，具有多功能作用。
3.7钻孔给进
钻孔给进是旋转钻孔施工中控制进尺速度和偏孔程度的重要技术。钻杆、钻头在钻机的悬吊系统悬吊下进行钻孔，悬吊系统控制钻头对土层所施加的压力。给进就是通过增加钻头的压力，使钻头能够破土进尺。对给进程度的掌握很关键，给进量过大或过小均对钻孔不利，给进过大容易造成钻杆受压而使钻孔偏斜，给进过小又不能满足进尺需要。为准确掌握给进量的大小，应适时对钻机悬吊系统进行标定工作，通过标定工作可准确掌握钻头对岩层的施压压力，从而选择既能有效钻进又能保证不偏孔的正确施压参数值。
在破碎带与完整岩体交接处，对给进的控制也很关键，在交接处，给进前应先悬吊钻杆不给进或只少量给进，使钻头进行一段时间的扫孔工作，将倾斜岩面磨出一个台阶面，此后再正常给进，台阶面可使钻头在进尺过程中不会沿斜坡面下滑，从而保证钻孔不发生偏斜。
4、运用成效
在运用了上述关键技术以后，桩钻孔施工均很顺利。在最初几根基桩后进行的基桩施工情况是，完成一根基桩成孔所需要时间为10～15天，桩孔垂直度均被控制在1/150以内，孔截面最大偏差均被控制在40cm以内。桩孔垂直度及平面位置精度均满足施工规范和设计图要求。
5、结束语
厦深线跨沿海高速特大桥的复杂地质情况在以往很少遇到，岩体中存在的破碎带、岩体倾斜陡立的地质条件对基桩钻孔极为不利，容易造成钻孔发生塌孔、偏孔等事故，且影响钻孔施工进度。本桥桩钻孔施工中探索出了一套针对其复杂地质条件的钻孔施工方法，结果表明本方法能够解决相关的施工问题，对于类似复杂地质条件下基桩成孔施工提供一些借鉴、参考。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。