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摘要：本文首先阐述了市政桥梁钻孔桩施工方案，接着对市政桥梁钻孔桩主要施工工艺进行了探讨。
关键词：市政桥梁；钻孔桩；施工质量
引言
当地下水位较浅时，钻孔即成为桩基础施工常见的一种施工工艺。其主要原理是通过钻头切割土层使其形状呈渣，而后利用泥浆循环将土渣带出孔洞外部。该过程可以根据泥浆的循环方向分为正、两种方式。在土层为填土、黏土、淤泥、粉土、砂土等情况时，钻孔可以适用，在自重湿陷性黄土层、无水地层、粒径较大的地层时则不适用。成孔方式并不能独自使用，需基于正循环而使用。
1施工方案
1.1 钻机选择
根据工程特性及场地条件等因素，本工程钻孔桩基础采用的主要设备为GFD-2000型钻机。该种设备性能强大，能够适用于多种地层，移动灵活。
1.2 场地布置
桩基施工过程中每2个承台共用一个施工作业平台，每2个承台共用一个泥浆池、沉淀池。泥浆池长6.5m，宽4m、深2m，距离桩基施工承台3m。在泥浆池四周安装钢护栏，其高度为1.2m，泥浆池与存渣区之间保持3m以上的操作空间。存渣区深度为1.0m，在其四周挖除土方筑坝，土坝的高度和宽度分别为1.5m、1m。
2 主要施工工艺
2.1 试桩施工
为保证桩基工程施工质量，须进行试桩。各区间采用直径1～1.5m桩各试桩一根。试桩兼作工程桩，采用自平衡法对桩基承载力进行检测。试桩有效长度为设计有效桩长加上桩顶至自然地面的距离。
2.2 钻孔桩施工
2.2.1 测量放样与埋设护桩
采用RTK（GPS）对桩中心进行测量放样，确定桩中心位置，采用人工挖孔法埋设钢护筒。护筒采用4～8mm厚钢板制作，护筒的内径等于钻头直径加20cm，护筒上部开设1至2个溢浆孔，溢浆孔通过钢管与钢制泥浆箱相连。每根桩设置2个钢制泥浆箱，钢制泥浆箱容量不小于桩径放量的1.2倍。钢护筒定位对中校核后，进行护筒外围填土，分层对称夯实。护筒顶距离地面的高度为20～30cm。
护筒埋置深度应符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m，水中筑岛上的护筒埋入河床面以下1m。当表层土松软时，须将护筒埋置到较坚硬密实土层中至少0.5m，护筒中心与设计桩中心偏差不超过5cm，护筒倾斜度不大于1%。
2.2.2 复核桩位
护筒埋好后，使用RTK复测护筒中心位置（按照2%的比例使用全站仪抽查复测），并使用水准仪测量护筒顶标高。然后根据测量结果及设计参数计算实际钻孔深度。
2.2.3 钻机就位
钻机就位后将钻机底座调整平整，并检查各项准备工作是否作好。
2.2.4 泥浆制备
现场采用优质膨润土、黏土制备泥浆，泥浆制备量约为桩基体积1.5倍。泥浆循环采用导管传送。泥浆性能与要求需满足钻孔的要求，其需求总量应包括孔内泥浆量、循环系统泥浆量、地面损失量、泥浆补充量以及泥浆储备量，每日制浆的能力需同时满足造孔用浆和清孔用浆的要求。其中孔内泥浆量等于钻孔体积再乘以1.5以上的备用系数；泥浆箱容量为桩基泥浆的体积的2倍。泥浆基础配合比可根据最易坍塌土层为主，初步确定配合比，再通过试桩成孔进行修正。采用重力沉淀处理废弃泥浆，而后通过挖掘机将钻渣挖捞并存放于存渣区，晒干后运输至指定废渣区进行覆盖。
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泥浆要求如下：相对密度在1.05～1.15g/cm3；采用漏斗黏度计测量泥浆黏度，一般底层控制在16～22s，松散易塌孔地层控制在19～28s；采用200号筛孔测定泥浆的含砂率，新制泥浆、循环泥浆的含砂率分别需要控制在4%、8%以内；泥浆的pH值控制在7～9；正循环、反循环的泥浆胶体率均需控制在95%以上。
2.2.5 钻孔
泥浆制备充足后，可进行钻孔注浆。施工过程中需注意以下事项：开始钻孔时保持低挡位慢速钻进，每0.5h检测一次泥浆指标并进行相应调整；当钻头距离护筒底部较近时，调慢钻进速度，并重新调整泥浆比重，以避免底部薄弱位置出现塌孔。钻进中禁止随意对钻具进行提动，孔壁不稳定地层提升作业时可采取回灌措施，保持水头高度。钻进过程中需保持钻机水平。钻进过程中，应将钻渣放置于承台钻位以外。保持孔内水位高于地下水位1～1.5m，及时排渣、排浆。若短时间暂停钻孔，应按开孔时处理，若长时间暂停，应提出钻头。钻孔钻头直接磨耗超过15mm时应及时更换修补。接换钻杆或提升钻头时需保持平衡稳定，以避免设备冲击护筒、护壁，进出孔时禁止人员在孔口周边。因故停钻时，孔口应加盖保护，并严禁将钻堆在孔内以防埋钻。
2.2.6 第一次清孔
为防止沉淀过多，造成清孔困难，在完成钻孔检查后应立即进行清孔（第一次）。通过二次换浆法进行清孔。
2.3 钢筋笼制作与安装
钢筋主笼采用钢筋笼滚焊机制作。钢筋主、辅笼分节长度结合桩长、原材长度进行确定。
2.4 混凝土浇筑
2.4.1 导管安装
将钢筋笼安装完毕后，可进行导管安装。根据工作平台高度及桩孔底标高计算导管安装长度。导管顶部应设置漏斗，其上可根据实际施工需要设溜槽、储料斗和工作平台。
2.4.2 二次清孔
水下混凝土灌注前，对孔内泥浆参数及孔底沉渣厚度进行检测。沉渣厚度大于15cm时，利用导管进行清孔（第二次）。为防止塌孔，在清孔时须保持孔内原有水头高度不变。在对沉渣厚度检查前，须将泥浆泵关闭，待较大颗粒沉渣沉积后（5～10min），再检测沉渣厚度。混凝土浇筑须在二次清孔结束0.5h内。若超过0.5h，应重新检测沉渣厚度。若沉渣厚度不满足要求则须进行重新清孔。
2.4.3 混凝土灌注
先拆除导管上部管头，再将导管沉入孔内水位下，并上下活动，进行降压处理，使导管内外压力基本一致后安装大漏斗。混凝土漏斗容量依据首批灌注混凝土方量，水下混凝土应连续灌注，在浇筑的同时应对导管进行旋转、提升，拆除导管所占用的时间应尽量减少。
水下混凝土灌注常见问题的处理方法如下：当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止灌筑，并准确计算导管埋深和已浇混凝土高程，提升导管后再缓慢灌筑混凝土。当发生堵管时，可用长钢筋冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管。在保证混凝土埋深的前提下，尽量提升导管，然后在顶部增加导管从高处灌注混凝土，将堵塞混凝土压出。发生埋管时，可用链滑车、千斤顶试拔，必要时增加振动辅助措施拔出导管。
灌注水下混凝土时，需经常性探测混凝土面至孔口的距离，以控制导管埋深。每次灌桩施工时必须准备3根以上经过检验的专用测绳，每次至少测2个点，并以混凝土灌注数量校对。快接近桩顶面时，若因泥浆变稠和混凝土浮浆堆积等原因测绳容易测量不准，可用取样盒等容器直接取样。
钻孔施工中产生大量废弃钻渣不能堆积在孔口处，必须及时运走堆放在指定的弃渣地点，否则会引起塌孔。钻孔产生的泥浆需排入泥浆池，待泥浆自然沉淀后上层稀浆可循环使用，沉淀的稠浆则应运往指定的废弃泥浆堆放场地。
结语
钻进成孔工艺所需要的泥浆比重较小，有利于减少泥浆制备的时间，提高施工效率。根据实际工程操作，采用钻进成孔具有较强的孔壁稳定性，能够提高混凝土浇筑质量，且能够减少废浆运输量，降低成本。反循环钻孔对工艺技术要求较高，在施工前建议对施工操作人员进行相应的培训。
参考文献
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论文作者:滕玲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/7/31
标签：泥浆论文; 钻孔论文; 导管论文; 混凝土论文; 沉渣论文; 桩基论文; 钻机论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;