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摘要：主要针对沿海滩涂地质区域桩径大，桩身超长的钻孔灌注桩施工，期间采用新型的清孔技术，保证成孔、成桩质量，具有施工操作简单、方便，成孔效率高，断桩率低、成桩质量高等优点，值得同类工程推广。
关键词：沿海滩涂；钻孔灌注桩；可靠度
1. 前言
近年来，国内各类大型工程中采用的桩基础形式主要有静压预应力管桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩和振动沉管灌注桩等，相比之下，钻孔灌注桩地层适应广，单桩承载力高，桩径、桩长选择余地大，在基础施工领域中最为常见。在结合以往施工经验的基础上，针对沿海滩涂地质、淤泥土质等特殊地质条件，特编制本施工工法。
2. 施工方法特点
1成桩直径大，最大可达1000mm。
2入土深，最深可达100m。
3单桩承载力高，抗压桩承载力可达10000kN，抗拔桩承载力可达4200kN。
4针对性强，主要针对沿海滩涂地质、淤泥质软土等极差土质下摩擦型桩。
5施工操作简单、方便，成孔效率高，断桩率低，桩身质量有保障。
3. 适用范围
经过工程实践证明，本工法对于桩径较大，桩身超长的钻孔灌注桩施工是行之有效的，尤其对于沿海滩涂等土质极差的工程具有切实可行的推广价值。
4. 工艺原理
主要原理是采用正循环利用泥浆将钻渣带出，并保护孔壁不致坍塌，采用新的清孔工艺，保证成孔质量，再使用水下混凝土浇筑的方法将泥浆置换出来，从而完成海涂地质区域超长钻孔灌注桩的施工。
5. 施工工艺流程及操作要点
5.1 沿海滩涂超长钻孔灌注桩施工工艺流程
5.2 施工操作要领
沿海滩涂地区，地下水主要为淤泥中的孔隙潜水，由于淤泥质土渗透性弱，采用反循环不利于维护孔壁的稳定性，本工法采用正循环泥浆护壁工艺，具体的操作过程及工艺要领如下：
5.2.1 平整场地，测量放线定桩位
施工场地平整，设备进场前做到“三通一平”。对设计单位提交的测量资料进行检查，复核测量基线和基点，标定钻孔桩位和高程，测量桩孔的中心位置偏差不得大于3mm，并用Φ12钢筋头打入地下20cm且顶部涂以红油漆，以利检查核对。成孔前，测量部门进行复核测量基线、水准基点及桩位，确保准确无误。
5.2.2 护筒埋设
以桩位为中心，以大于桩径20cm为直径作边界开挖护筒坑，护筒坑深度应低于原状土20cm，并用十字交叉法定位、校正护筒中心、保持护筒垂直。护筒埋深不小于1m，护筒口应高于地标15-20cm，护筒周围用素土填实，护筒中心与桩位中心偏差不大于20mm。
5.2.3 钻机就位
钻机基台两端用平整的基台木垫平垫稳，调整天车中心、转盘中心与桩位中心同为一垂线。安装完毕要用水平尺和测锤校验。转盘中心与桩孔中心偏差不大于15mm。
5.2.4 成孔施工
为避免超长桩可能引起土的松弛效应对砼刚刚灌注完毕的邻桩产生不利影响，以及桩群效应对基桩承载力的不利影响，在桩的中心距<4d的安全距离时，应采取跳孔施工措施或最少待停36h后再成孔施工。
在钻进过程中，需根据试成孔施工情况及井径曲线分析，制定不同的钻进技术参数。淤泥质、流塑性土层，用3PNL泵回水以减少泵量钻进，防止泥浆冲刷孔壁而造成塌孔扩径。粘土、粉质粘土层，状态为可塑性的，钻进时必须减慢进尺，使钻头有足够的回旋时间，消除孔壁变形产生的塑性土，防止缩径；同时应提高泥浆粘度，增强护壁能力，并不断上、下窜动钻头，检测孔径形状。层位复杂的土层，钻头钻进时要防止软硬不均，导致孔斜或形成台阶。
5.2.5 一次清孔
一次清孔在钻孔终孔后用钻杆进行，清孔时间断性上下活动钻具，用一速回转孔底钻头，破碎泥块，排出泥屑。一次清孔结束的标志是孔口返出的泥浆中无泥团块；正常清孔下，清孔时间约需1.5～2h。
为了提高清孔的效率，结合工程实际情况，本工法特提出了一种新型的清孔工艺。此工艺是一种利用钢丝绳附着钻杆清孔的工艺，主要构件包括：钻杆、钢筋、钢丝绳。它主要结构是：在GPS-15钻机的钻杆上，焊接一根2米长的φ18钢筋，在中间均匀预留20个孔隙，然后用一根直径φ16的钢丝绳依次穿过这些孔，并形成外挂状。清孔时，可把最下面2节钻杆做如下改造，2节改进过的钻杆和GPS-15钻机自带的钻头大约可形成一个7米的旋转长度。
传统清孔工艺的缺点：
1）若有较大泥团掉入孔底很难清除；
2）相对密度小的泥浆是从孔底流入孔中，轻重泥浆在孔内会产生对流运动，要花费很长时间才能降低孔内泥浆相对密度，清孔所花时间太长。
改进后的工艺优点：
1）根据实际工程经验所得，沿海滩涂地质中，一般离孔底5米左右存在大量的泥团，采用这种工艺可以让桩上附着的钢丝绳随钻杆一起旋转，起到打碎大泥团的作用；
2）采用这种工艺，清孔的效率更高，清孔效果更好，能增加一定的经济效益。
3）本工艺可以向其他型号的桩机推广。
5.2.6 钢筋笼的制作和安装
1）各种规格的钢筋均需要有出厂质量保证书，并经原材料抽检及焊接检验合格。
2）钢筋笼制作场地应平整，高差<1%，钢筋笼在制作台架上按设计图纸加工成型，并设置扶正块。
3）钢筋笼吊放采用吊车与钻机塔架进行。钢筋笼吊放采用两点吊放，吊点在箍筋处，在起吊、运输过程中防止变形、弯曲。
4）安放钢筋笼时，每隔4m沿钢筋圆周均布一组计4块砂浆穿入保护块。保护层允许偏差为±10mm。
5）超长桩钢筋笼较长，钢筋笼节数较多，两节钢筋笼连接处为受力薄弱处需着重做好螺旋箍筋对核心混凝土的约束作用。
6）钢筋笼入孔时应呈垂直状态入孔，对准孔位徐徐轻放。严禁野蛮作业，强行下笼。
7）按设计笼顶安装标高和钻机基台底面标高计算吊筋长度。吊筋吊环固定在钻机基台两侧中心的吊钩上，保证钢筋笼居中和安装标高准确。
5.2.7 安装导管
安装导管前，导管内外要清洗干净，严格检查导管壁有无裂缝、导管丝扣是否完好，进行气密性试验，耐压需达到700KPa。对于有裂缝的导管、丝扣损坏的导管应立即更换。
导管采用吊机辅助钻机安装。安装导管时，导管丝口和安放皮垫处要清除干净，以防止丝扣和密封皮垫不严密而漏气、漏水。导管连接紧密，密封要好，导管内径应一致，使内壁光滑圆顺。
导管安装完毕后，进行几次试提试放，确保导管不与钢筋笼挂擦。
5.2.8 二次清孔
二次清孔是在灌注砼之前，用导管进行的。清孔时，导管底端应下到孔底锥形部位，并经常上下提动导管，以促进清孔效果。二次清孔后，要求孔底沉渣厚度≤100mm，泥浆达到比重1.15～1.20，粘度18～22s，含砂率<4%。
5.2.9 水下砼灌注
5.2.9.1 砼供应
商品砼选择离项目较近且供应能力强的砼搅拌站，能有效保证桩身砼的灌注质量，砼坍落度控制在18-22cm。
5.2.9.3 砼灌注过程中的控制
1）混凝土灌注在二次清孔结束后30分钟内立即进行。
2）为保证桩身连续、完整、无断桩、夹层、缩径等缺陷，灌注混凝土必须连续进行，中断时间不得超过混凝土初凝时间。
3）坍落度检测，每根桩至少做1次以上。
4）导管底部埋于砼中深度宜为2～6m之间。
5）一次拆卸导管不得超过4m，每次拆卸导管前均要测量砼面高度，计算出导管埋深，然后拆卸。不要盲目提升、拆卸导管，导管最小埋深2.0m。
关键词：沿海滩涂；钻孔灌注桩；可靠度
1. 前言
近年来，国内各类大型工程中采用的桩基础形式主要有静压预应力管桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩和振动沉管灌注桩等，相比之下，钻孔灌注桩地层适应广，单桩承载力高，桩径、桩长选择余地大，在基础施工领域中最为常见。在结合以往施工经验的基础上，针对沿海滩涂地质、淤泥土质等特殊地质条件，特编制本施工工法。
2. 施工方法特点
1成桩直径大，最大可达1000mm。
2入土深，最深可达100m。
3单桩承载力高，抗压桩承载力可达10000kN，抗拔桩承载力可达4200kN。
4针对性强，主要针对沿海滩涂地质、淤泥质软土等极差土质下摩擦型桩。
5施工操作简单、方便，成孔效率高，断桩率低，桩身质量有保障。
3. 适用范围
经过工程实践证明，本工法对于桩径较大，桩身超长的钻孔灌注桩施工是行之有效的，尤其对于沿海滩涂等土质极差的工程具有切实可行的推广价值。
4. 工艺原理
主要原理是采用正循环利用泥浆将钻渣带出，并保护孔壁不致坍塌，采用新的清孔工艺，保证成孔质量，再使用水下混凝土浇筑的方法将泥浆置换出来，从而完成海涂地质区域超长钻孔灌注桩的施工。
5. 施工工艺流程及操作要点
5.1 沿海滩涂超长钻孔灌注桩施工工艺流程
5.2 施工操作要领
沿海滩涂地区，地下水主要为淤泥中的孔隙潜水，由于淤泥质土渗透性弱，采用反循环不利于维护孔壁的稳定性，本工法采用正循环泥浆护壁工艺，具体的操作过程及工艺要领如下：
5.2.1 平整场地，测量放线定桩位
施工场地平整，设备进场前做到“三通一平”。对设计单位提交的测量资料进行检查，复核测量基线和基点，标定钻孔桩位和高程，测量桩孔的中心位置偏差不得大于3mm，并用Φ12钢筋头打入地下20cm且顶部涂以红油漆，以利检查核对。成孔前，测量部门进行复核测量基线、水准基点及桩位，确保准确无误。
5.2.2 护筒埋设
以桩位为中心，以大于桩径20cm为直径作边界开挖护筒坑，护筒坑深度应低于原状土20cm，并用十字交叉法定位、校正护筒中心、保持护筒垂直。护筒埋深不小于1m，护筒口应高于地标15-20cm，护筒周围用素土填实，护筒中心与桩位中心偏差不大于20mm。
5.2.3 钻机就位
钻机基台两端用平整的基台木垫平垫稳，调整天车中心、转盘中心与桩位中心同为一垂线。安装完毕要用水平尺和测锤校验。转盘中心与桩孔中心偏差不大于15mm。
5.2.4 成孔施工
为避免超长桩可能引起土的松弛效应对砼刚刚灌注完毕的邻桩产生不利影响，以及桩群效应对基桩承载力的不利影响，在桩的中心距<4d的安全距离时，应采取跳孔施工措施或最少待停36h后再成孔施工。
在钻进过程中，需根据试成孔施工情况及井径曲线分析，制定不同的钻进技术参数。淤泥质、流塑性土层，用3PNL泵回水以减少泵量钻进，防止泥浆冲刷孔壁而造成塌孔扩径。粘土、粉质粘土层，状态为可塑性的，钻进时必须减慢进尺，使钻头有足够的回旋时间，消除孔壁变形产生的塑性土，防止缩径；同时应提高泥浆粘度，增强护壁能力，并不断上、下窜动钻头，检测孔径形状。层位复杂的土层，钻头钻进时要防止软硬不均，导致孔斜或形成台阶。
5.2.5 一次清孔
一次清孔在钻孔终孔后用钻杆进行，清孔时间断性上下活动钻具，用一速回转孔底钻头，破碎泥块，排出泥屑。一次清孔结束的标志是孔口返出的泥浆中无泥团块；正常清孔下，清孔时间约需1.5～2h。
为了提高清孔的效率，结合工程实际情况，本工法特提出了一种新型的清孔工艺。此工艺是一种利用钢丝绳附着钻杆清孔的工艺，主要构件包括：钻杆、钢筋、钢丝绳。它主要结构是：在GPS-15钻机的钻杆上，焊接一根2米长的φ18钢筋，在中间均匀预留20个孔隙，然后用一根直径φ16的钢丝绳依次穿过这些孔，并形成外挂状。清孔时，可把最下面2节钻杆做如下改造，2节改进过的钻杆和GPS-15钻机自带的钻头大约可形成一个7米的旋转长度。
传统清孔工艺的缺点：
1）若有较大泥团掉入孔底很难清除；
2）相对密度小的泥浆是从孔底流入孔中，轻重泥浆在孔内会产生对流运动，要花费很长时间才能降低孔内泥浆相对密度，清孔所花时间太长。
改进后的工艺优点：
1）根据实际工程经验所得，沿海滩涂地质中，一般离孔底5米左右存在大量的泥团，采用这种工艺可以让桩上附着的钢丝绳随钻杆一起旋转，起到打碎大泥团的作用；
2）采用这种工艺，清孔的效率更高，清孔效果更好，能增加一定的经济效益。
3）本工艺可以向其他型号的桩机推广。
5.2.6 钢筋笼的制作和安装
1）各种规格的钢筋均需要有出厂质量保证书，并经原材料抽检及焊接检验合格。
2）钢筋笼制作场地应平整，高差<1%，钢筋笼在制作台架上按设计图纸加工成型，并设置扶正块。
3）钢筋笼吊放采用吊车与钻机塔架进行。钢筋笼吊放采用两点吊放，吊点在箍筋处，在起吊、运输过程中防止变形、弯曲。
4）安放钢筋笼时，每隔4m沿钢筋圆周均布一组计4块砂浆穿入保护块。保护层允许偏差为±10mm。
5）超长桩钢筋笼较长，钢筋笼节数较多，两节钢筋笼连接处为受力薄弱处需着重做好螺旋箍筋对核心混凝土的约束作用。
6）钢筋笼入孔时应呈垂直状态入孔，对准孔位徐徐轻放。严禁野蛮作业，强行下笼。
7）按设计笼顶安装标高和钻机基台底面标高计算吊筋长度。吊筋吊环固定在钻机基台两侧中心的吊钩上，保证钢筋笼居中和安装标高准确。
5.2.7 安装导管
安装导管前，导管内外要清洗干净，严格检查导管壁有无裂缝、导管丝扣是否完好，进行气密性试验，耐压需达到700KPa。对于有裂缝的导管、丝扣损坏的导管应立即更换。
导管采用吊机辅助钻机安装。安装导管时，导管丝口和安放皮垫处要清除干净，以防止丝扣和密封皮垫不严密而漏气、漏水。导管连接紧密，密封要好，导管内径应一致，使内壁光滑圆顺。
导管安装完毕后，进行几次试提试放，确保导管不与钢筋笼挂擦。
5.2.8 二次清孔
二次清孔是在灌注砼之前，用导管进行的。清孔时，导管底端应下到孔底锥形部位，并经常上下提动导管，以促进清孔效果。二次清孔后，要求孔底沉渣厚度≤100mm，泥浆达到比重1.15～1.20，粘度18～22s，含砂率<4%。
5.2.9 水下砼灌注
5.2.9.1 砼供应
商品砼选择离项目较近且供应能力强的砼搅拌站，能有效保证桩身砼的灌注质量，砼坍落度控制在18-22cm。
5.2.9.3 砼灌注过程中的控制
1）混凝土灌注在二次清孔结束后30分钟内立即进行。
2）为保证桩身连续、完整、无断桩、夹层、缩径等缺陷，灌注混凝土必须连续进行，中断时间不得超过混凝土初凝时间。
3）坍落度检测，每根桩至少做1次以上。
4）导管底部埋于砼中深度宜为2～6m之间。
5）一次拆卸导管不得超过4m，每次拆卸导管前均要测量砼面高度，计算出导管埋深，然后拆卸。不要盲目提升、拆卸导管，导管最小埋深2.0m。