浅谈钻孔桩泥浆护壁施工管理
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摘要介绍以旋转钻机造孔、利用孔内原土自然造浆护壁的方法进行钻孔桩施工。
1前言
珲乌高速公路大安至白城段G07标段桥梁工程为先张法预应力混凝土空心板天桥7座，通道桥2座，钻孔灌注桩3485m，20m空心板172片，10m空心板58片。钢筋混凝土箱涵1道，钢筋混凝土圆管涵4道。设计全为钻孔桩基础，共有钻孔桩119根，桩长多在38~42m。桩身穿过的主要地层为风识新黄土、黄土质粘砂土，局部为冲积砂砾土、漂石层。
珲乌高速公路大安至白城段G07标段孔桩于2009年5月开工，2009年9月全部完工，采用旋转钻机造孔、利用孔内原土自然造浆护壁的方法施工，对其施工工艺有较为成熟的掌握，今以孔径1.5m钻孔桩略作总结。
2 工艺特点
1)、该工艺适用范围广，我国北方黄土高原连区、东南部冲积平原地区等以粘性土、粘土砂土夹层为主的地层均可用此工艺施工，
2)、一般为磨擦柱基础，桩径大、桩身长，桩底为非基岩情况，
3)、采用正反循环旋转钻概一次成孔，有利于控制成本和提高工效。
3施工方法
3.1护筒制作及埋设
护筒制作:采用钢护筒，周转倒用，与木质护筒及钢筋混凝土护筒相比，有利于降低成本及提高施工速度。根据桩径及地表土质情况，选用5mm厚钢板制成，以确保在施工过程中护筒不变形；护筒高度选为2m，直径根据钻机类型及设计桩径决定，使用旋转钻机时应大于桩径20cm，使用冲击钻机时应大于40cm。沋河特大桥均为旋转钻机施工，故选定护筒直径为1.7m。护筒制作时焊接应严密，不得漏水。
护筒的埋设:顶面应高出原地面0.2-0.3m，护筒底及四周应包填粘性土，并分层夯实;护筒以加压或锤击的方式埋设，使护筒下沉至与底面夯填粘土接确严密，以免施钻过程中护筒底渗水引起孔口坍塌。
3.2泥浆池挖设
每墩设置一组泥浆池，泥浆池由泥浆储备池和泥浆沉淀池组成，两池串通，造孔过程中机组循环泥浆由孔口流出经沉淀池分离钻碴后流向储浆池，孔内所需泥浆从储浆池经泵送入。泥浆池的大小根据所管桩基根数决定，一般每墩设置一个容积15m3 的沉浆池，几墩共用一个容积较大的储浆池。
3.3造浆
开孔泥浆由优质粘土制成，入孔前应经试验测定泥浆性能，其指标应满足表1的要求；下列状态的粘土均可用来造浆:自然风干后用手不易捞开捏碎、干土破碎时断面有尖锐棱角、用刀切时断面光滑、用水浸湿后有滑感并易搓成直径小于1mm 的细长泥条。
3.4钻进
根据设计孔径1.5m及施钻过程中的离心现象，采用外径1.48m 的钻头成孔。开孔前须检查设备安装的稳固性及主动钻杆的垂直度。开钻时先轻压慢转，待钻入地层2m 以上、钻具回转稳定后方可适当增加钻压、提高转速。正常钻进过程中钻压的控制，以循环泥浆畅通及钻碴清除彻底为前提，灵活掌握。黄土地层一般控制在10~15KN。钻进过程中泥浆性能会随着孔深的增加而不断发生变化，为确保成孔无缺陷，应定期测量泥浆性能指标，随时进行调节；一般每班应对相对密度、漏斗粘度、含砂率三项指标测量一次，其余各项指标每天应测量一次，控制在表1所列范围之内。
3.5一次清孔
当钻孔达到设计深度后，即停止钻进，稍提钻杆，使钻头在距孔底10~20cm 处空转，并保持泥浆正循环，将相对密度为1.05-1.l的不含杂质的新浆压入钻杆，把孔内悬浮较多钻碴的泥浆置换出孔外。一次清孔后泥浆性能指标应接近水下混凝土灌注前的要求。
3.6终孔检测
一次清孔完成后，提出钻头，进行终孔检测。根据《桥涵施工规范》及《公路工程质量检验评定标准》要求，终孔检测的主要项目有孔径、孔深、孔形、孔位中心四项。施工中采用自制测孔器放大孔内，沿孔口至孔底进行检测。测孔器的直径为设计桩径1.5m，根据规定测孔器的长度为4一6倍的桩径。
检测方法，将钢尺头捆绑于测孔器顶部，利用钻机龙门吊作为起吊设备，下放测孔器：如能顺利下至孔底，说明孔径、孔形已达到设计要求;再根据钢尺至护筒顶的读数，可测得实钻孔深；孔位的检测用经纬仪精确定出设计孔位中心、然后与实际中心相对照，群桩基础孔位中心允许偏差值为l0cm。如检测到某项目末达到设计要求，应重新下钻头进行处理，直至合格为止。
3.7 钢筋笼吊装
1)起吊方法：采用吊车起吊的方式进行安放，起吊时应选准起吊点，缓缓起吊并注意保持垂直。
2)偏差控制：下钢筋笼时为保证钢筋笼保持于孔位中心不发生偏斜，一方面要保持起吊入孔时的垂直;另一方面钢筋笼制作时必须安装扶正块，安装部位每隔2m 设置一组，最上部一组位于护筒底部以下0.5m 处。
3)固定钢筋笼：为使水下砼灌注时钢筋笼不致上浮或下沉，应在钢筋笼准确就位时将其固定，其方法是：在钢筋笼顶部选择两个对称位置焊上两根吊筋(应准确计算其长度)，钢筋笼下放时用由Φ100 钢管穿过两吊筋上部的环柄，将钢筋笼挑起置于孔口枕木上，这样能很有效地控制钢筋笼不下沉。另外，用由Φ80 钢管制作一个方形架，方形架净高为钢筋笼顶面大箍筋至灌注设备底面之高差，将方形架置于钢筋笼顶面大箍筋上与钢筋笼同时下放(注意方形架的四脚应抵住大箍筋)，利用灌注设备的重量压住钢筋笼，使其在混凝土灌注时不致上浮。
3.8 灌注导管安置
选用壁厚5mm、直径为Φ250mm 丝扣连接式导管，根据孔深配备1m. 0. 5m 调节管，其余为整长2.5m；导管在用前须试压检查其是否漏水。下放前按统一编号，下放时按顺序依次连接人孔，导管悬挂于孔口的型钢浇注架上。
3.9 二次清孔
第一次清孔完成后，由于安放钢筋笼和灌注导管时间较长，孔底又会产生新的沉碴，须进行二次清孔。用泵通过灌注导管将经沉淀的泥浆(可加适量清水)压入孔底，使孔底沉碴充分翻动、钻碴从孔口流出。二次清孔的控制以孔底沉碴厚度及孔内泥浆性能指标达到灌注要求为前提。当泥浆相对密度不大于1.15、含砂率不大于4%、磨擦桩孔底沉碴厚度不大于30cm、柱桩不大于10cm 时，可停止清孔立即进行水下混凝土灌注。
3.10 水下混凝土灌注
1)检测泥浆性能及孔底沉碴厚度达标后，将灌注导管提离孔底50~70cm，安装漏斗。
2)初灌量控制：根据孔径及导管底距孔底的实际距离，计算初灌后导管埋深在l~3m 的混凝土初存方量，同时据此检验灌注设备(如储料斗大小)是否满足初灌要求。
3)在灌注过程中随时测量上升后的混凝土顶面标高及导管埋深，并注意观察返水情况：导管埋深控制在1. 5~5m范围内、超过该范围时应提升导管;混凝土应灌至超过设计桩顶标高0.5~lm 的位置，以便清除浮浆，保证桩身混凝土质量。