水中钻孔灌注桩施工技术要点
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摘要：本文就广梧高速公路河口至平台段水中钻孔灌注桩的施工方法及施工要点进行了探讨实施,并在实际的施工过程中取得了良好的效果,对工程技术人员有一定的参考价值。
关键词：钻孔桩；钢筋笼；混凝土浇注
Abstract: this paper cross wide highway estuary section water to platform the construction method of bored piles construction points are discussed implementation, and in the actual construction process achieved good effect of engineering and technical personnel have the certain reference value.
Keywords: drilling pile; Reinforcing cage; Concrete pouring
中图分类号：U443.15+4文献标识码：A文章编号：
广梧高速公路河口至平台段是国家重点公路网的组成部分，路线全长98.49km，经国家交通部批准的初步设计确定，项目总投资79.67亿元。全线桥梁122座，长约29208m，跨河跨江，大桥特大桥多，墩高最高达50m以上，地质复杂，施工难度大。本文就钻孔灌注桩的施工工艺进行论述。
1工程及地质概况
某跨越水道的大型桥梁水中桩，主墩基础为钻孔灌注桩基础，由φ1.80m直径桩组成。墩位于某水道近岸水域内，此处平均水深为3.5m，填筑土、淤泥质亚粘土、细砂、亚粘土，表面覆盖层厚度约20m，粘土层下为8.0~13.0m的砂砾层，砂砾层下为强风化砾岩与弱风化砾岩交替分布的岩层，中间夹微风化砾岩层，厚度为41.6m，岩层主要为白垩系砾岩，强风化砾岩：岩芯呈半岩半土状及碎块状，砾石呈亚圆形，少数呈棱角，手可折断，遇水软化，裂隙发育，大部分矿物质已风化，厚岩构造清晰，局部夹弱风化层，平均厚度7.5m，弱风化砾岩紫红间灰色，柱状，锤击声脆，岩质坚硬，裂隙转发育，为铁泥质胶结，有小部分矿物被风化，平均厚度为4.5m，桩基最底层为微风化砾岩：紫红间灰色，砾质结构，层理构造层，层理清晰，岩芯呈长柱状及短柱裂隙较发育，为泥质或铁质充填，厚度为1.0~3.9m。
2水上施工平台搭设
2.1钻孔灌注桩采用钻孔平台进行施工，施工钻孔平台采用钢护筒、贝雷梁和型钢等进行搭设。平台钢护筒利用打桩船进行打设，搭设水上钻孔平台的贝雷梁和型钢等在岸上或施工船上拼接成施工需要的长度，再利用水上浮吊吊装到位。采用打桩船打设平台钢护筒，其打设时间一般选择在平潮时进行，打桩船先在大致位置抛好锚，并起吊钢护筒，通过测量定位后移动打桩船就位下放钢护筒并用汽锤冲击，使其贯入下沉。平台钢护筒护筒打设完毕，连成一体，测量抄平顶面，灌砂封顶，其上焊以工字钢，然后用浮吊吊装贝雷梁，贝雷梁上再铺I36工字钢及钻机轨道，工作平台、搭设起重龙门吊，完成平台搭设。工作平台见图（1）。
图（1） 施工工作平台
2.2起重龙门吊搭设
图（2） 龙门吊构造
由于桩基施工任务繁重，整个平台采用50T龙门吊，具体龙门吊的构造见图（2）。
3桩基护筒制作及下放
1.80m直径桩基护筒用厚度为10mm钢板卷制，考虑到柱长和倾斜度影响，桩基护筒内径加工成φ=2.00m，为了保证钢护筒的整体刚度和接口质量，在每节护筒的焊接处加焊厚度为10mm宽15cm的加强钢带，护筒底端加焊厚度为10mm宽50cm的加强钢带作刃脚。钢护筒每节加工长度为1.5m，每条护筒按9m设计，加工完成后焊加内撑，以防止堆放及转运过程中产生变形，内撑在下放过程中再进行割除，钢护筒加工精度必须控制在2cm以内。钢护筒的顶标高高出施工期最高潮水位不小于0.5m，钢护筒连接处采用加强钢板加强，并保证其耐压、耐拉，不漏水。桩基护筒下放时，先安放护筒导向架，导向架长6m，其内径比桩护筒外径大10cm，为防止护筒起吊过程中变形，在每节护筒顶端外面焊4个起吊用吊环，整条桩基护筒为3节，把第一节护筒起吊放入导向架内并用型钢牛腿把它支承在平台I36工字钢上，接着起吊第二节与第一节拼装下放，为了保证桩基护筒的下放垂直度，利用河水平潮时机，把整条护筒吊起使其底端离开河床面，定位测量好护筒，再通过导向架下放，护筒底端靠自重进入覆盖层到护筒不再下沉时，再把它临时限位固定，解开吊绳，并立即用振动锤振动护筒下沉，到一定位置后接第三节护筒，然后振动下沉，振动下沉到不再下沉为止，到了亚粘土层顶面，能满足钻孔施工需要，多余护筒割除。
钻孔工艺及泥浆控制
图（3） 泥浆循环系统
4.1泥浆循环系统的设置如图（3）所示。采用KP350型回旋钻机循环方法成孔，钻机最大扭矩200KN·m，最大钻深120m，最大转数12r/min，每台钻机配备一台30m3的空压机，在成孔过程中，带有钻渣的泥浆由钻杆中心被吸出，通过泥浆罐分离泥浆与钻渣，将钻渣排到泥浆船上运走，分离出来的优质泥浆循环回桩孔内，重复使用。
4.2钻机的安装根据钻机类型和施工要求进行。安装时钻机底座应平稳，保证在钻孔过程中不发生位移和沉陷。钻机钻架中心与钻盘中心的连线与钻盘垂直，并与钻孔中心的偏差不大于2cm。钻孔就位后，布置泥浆循环系统，加固钻头，检查钻头牙轮，安装配重块后放入护筒内，精确定位钻机，调平转盘面，接长钻杆下放至河床。按上图布置安装好泥浆循系统的每一环节。在钻孔前，对泥浆进行反循环，先往孔底供泥浆，换出原孔内清水及杂质，孔壁的保护依靠优质的泥浆，自始至终保证泥浆性能稳定，沉淀极少，达到护壁效果好，成孔质量高的要求。
泥浆循环和净化系统应根据钻孔泥浆的需用量、泥浆净化方式和钻孔设备的能力等确定，钻孔泥浆采用泥浆净化器净化和多级沉淀相结合的方式进行净化。在钻孔过程中，检测泥浆的性能指标，每两小时检测1次，当土层变化时应增加其检测次数，钻孔施工中泥浆的排放和处理应符合环保的要求。
4.3造浆完毕后低速开钻，等整个钻头进入土层后正常速度钻进，在护筒脚部位必须慢速钻进，特别是进入岩层后由于岩层发育成断裂带，弱风化夹带强风化，在钻孔进程中容易受力不均匀而造成斜孔，此时必须特别注意钻孔速度控制。钻机钻孔施工时针对各种不同的地层采用不同的钻孔方法:对于淤泥质土层，采用低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免发生先扩孔后缩孔现象，对于亚粘土层，采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进的方法钻进；对于砂层，采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或局部坍孔，并充分浮渣、排渣，以防埋钻现象；对砂砾层，采用轻压、低档慢速、优质浓泥浆钻进，确保护壁厚度以及充分浮渣。
4.4 在终孔后停止进尺，立即进行清孔。清孔方法根据土质情况、孔底沉淀厚度要求和施工条件可选用换浆清孔、抽浆清孔或喷射清孔等方法进行施工。在孔深达到设计标高后，采用抽浆换浆法清孔，钻头提起离孔底层30cm，采用稍高的转速转动钻头，一边继续气举反循环，把孔底泥浆和钻渣混合物排出孔外，一边向孔内补充净化后的泥浆。