摘要：目前在桥梁工程中，钻孔灌注桩作为深基础的一种，以其广泛的适用条件和较高的承载力得到大规模应用，桩基础能够有效的提高土基的承载能力，控制地基基础的不均匀沉降，特别是在大跨度深水桥梁基础中较多采用大直径钻孔灌注桩。本文总结自身施工经历，以黄冈长江大桥3#墩钻孔桩为例，介绍深水大直径钻孔灌注桩施工技术。
关键词：大直径；灌注桩；施工技术
1、工程概况
黄冈长江大桥位于长江黄州河段上端三江口附近、唐家渡综合码头上游240m位置，主桥全长1215m，桥跨布置为（81+243+567+243+81）m斜拉桥。3#墩为大桥主塔墩，下部结构基础为φ3.0米钻孔灌注桩，桩基础布置为行列式，横桥向布置7列纵桥向布置5排，合计31根桩。主墩处覆盖层为10m的粉细砂，基岩为较硬的砂岩、砾岩为主；河床标高-1.930m，岩面标高-12.130m，承台底标高+2.500m。长江水位涨落呈季节性变化，12月份至来年4月份为枯水期，水位较低，标高在+13.72～+18.86m之间，5月份至11月份为洪水期，水位标高在+19.49～+23.31m之间，年施工水位最大变化幅度约9.59m，水面宽约1000米，最大水深约25米。桩基平面布置见下图：
2、深水大直径钻孔灌注桩施工技术
2.1钻孔平台布置
利用钢吊箱围堰顶面平台作为钻孔施工平台，以围堰内支架为承重结构。桩位中心用“十”字线形式用油漆标注在内支架固定上导环顶面，平台顶面标高+24.000m，满足施工最高水位要求。钢围堰固定在钢护筒上，钢护筒采用2cm厚的钢板制造，直径3.4m。
2.2钻机就位
钻机按钻孔施工顺序进行布置，利用靠在围堰旁的大吨位浮吊钻机组拼、钻机整体移位、安放钢筋笼及灌注砼等工作。钻机就位后，检查钻机对中、调平以保证桩位及垂直度，并将钻机与平台固定以确保钻机底盘水平、稳固，钻进过程不产生位移。
2.3钻孔
用全液压动力头钻机、气举反循环清水钻进成孔。先施工四个角上的8根定位桩，再施工其余桩基。孔径的大小直接关系到了所选用钻头的直径，特别是在大直径钻孔灌注桩施工过程中要选用同心度较好的钻头，首先用刮刀钻头在覆盖层和强风化砂岩中钻进，再换用盘齿型滚刀钻头钻进余下岩层。钻进之初要遵循轻压慢转的原则，避免发生桩孔倾斜，根据土质的变化清理适时调整钻进的速度。开钻时以低档慢速钻进，钻至护筒底口部位时（底口上下各2m左右）宜使用气举反循环，小气量、轻压、慢转钻进成孔，防止钻头碰挂护筒底口。如钻进过程中发现钻头磨擦护筒时，不得强行钻进，可根据护筒倾斜情况适当调整钻机位置。待钻头整体钻出护筒2m左右后，才允许正常钻进，钻进过程中坚持减压钻进，保持重锤导向作用，保证成孔垂直度。在钻孔过程中，应保持孔内水头高出水位2m以上，及时捞取钻渣取样，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质资料进行核对，根据核对判定的土层及时调整钻机的钻速及进尺。
2.4清孔及钢筋笼吊放
钻孔完成后用超声波进行检孔，检查孔径、垂直度、孔深等主要参数是否满足设计要求，然后进行清孔，采用泥浆泵吸反循环的方法将钻孔中的杂物彻底清理干净，然后下放钢筋。钢筋笼制作应严格按照设计图纸及技术方案等进行操作，尤其是主筋机械连接、焊接质量、耐弯度及调直度和除锈效果等应特别重视。钢筋笼分节制造安装，根据钢筋笼的全长及起吊设备的能力，3#墩钢筋笼可分为3段吊装入孔对接，每节钢筋笼在长线台座上制造。严禁吊装运输时损坏和变形，必要时加焊临时加强钢筋和十字内支撑，在吊装入孔下放时及时解除。每根桩设置4根声测管，声测管同钢筋笼一起吊装，接头间采用套管接头，注意保证声测管的密封性，防止漏浆。
2.5水下混凝土灌注
灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要程序，必须高度重视。灌注混凝土前应进行二次清孔，确保孔底沉渣复核要求，混凝土各项指标满足要求方可使用。首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内的混凝土面高度，计算出导管埋设深度，如符合要求即可进行正常灌注。灌注开始后，应紧凑、连续进行，严禁中途停工，注意观察导管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，使导管的埋置深度控制在2~6m以内。拆除导管动作要快，时间不超过15分钟，拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。混凝土灌注时稍有不慎就有可能导致钢筋笼上升，影响水下灌注施工质量，为了有效避免该现象发生，可先将钢筋笼上部位置固定；当混凝土表面即将接近笼底时灌注速度降低。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度的混凝土。一般不宜小于0.5米～1.0米。混凝土灌注接近设计标高时，及时计算出还需要的混凝土数量，通知搅拌站按需要数量拌制，以免造成浪费。
3质量控制措施
深水大直径钻孔桩，施工工艺复杂，成孔慢，造价高，若出现问题处理困难、影响工期且经济损失很大，因此，必须严格保证成桩质量，确保桩基100%为一类桩。
3.1钻孔施工质量控制
开始钻进前，再次测量检查钻机就位情况，钻杆是否居中，确保钻头中心与桩基中心重合；检查钻机是否调平，保证钻进垂直度；检查钻机与钻孔平台是否固定，防止钻进过程中钻机移位。选择合理的钻机形式和钻头，钻进过程中根据不同地层控制钻进速度，注意保持孔内为水头差，防止塌孔、扩孔或缩孔。孔钻完成后必须用进行检孔，检查孔深、孔径、垂直度，确认钻孔各项参数符合设计要求后方可进行下道工序。
3.2钢筋笼安装质量控制
钢筋笼的制作安装要满足设计和施工验收规范的要求和规定，钢筋笼制作完成，在现场吊装入孔视长度和场地条件确定吊装方案，防止钢筋笼在运输、吊装、安装过程中变形，在钢筋笼上布置三角内支撑，φ28，间距2m。钢筋笼上设置保护层混凝土环，间距5m~10m，混凝土环穿在加强箍筋上。两节钢筋笼对接时上下中心线保持顺直一致，所有直螺纹套筒必须安装到位，保证接头位于套筒中心位置，钢筋笼安装应保持垂直状态缓缓入孔，避免碰撞孔壁，下放过程中遇阻碍不得强行下放，应查明原因予以处理后再继续下放。
3.3混凝土施工质量控制
终孔前应对进行严格清孔，确保泥浆指标能够达到设计要求。同时，还要确保各项工序施工操作的连续性，对混凝土流量以及下放速度进行严格控制，流量以及流速都应当保持均匀。一方面要确保灌注施工操作的连续性，另一方面还有尽可能缩短混凝土泵送间歇。施工过程中若存在其他问题，在短时间内混凝土无法供应到位，应在储料斗中备满混凝土，隔10min的时间泵送两个行程，以此来减小混凝土的泌水率，使放料速度变小。同时，还要及时对储料斗中的干硬混凝土残渣清理干净。混凝土导管不能高于埋深，导管拆除应及时迅速，导管拆除后应对密封圈进行全面检查，必要时对密封圈进行更换，确保导管埋管深度安全可靠。
结语
随着大型桥梁工程的不断增多，钻孔灌装桩得到了广泛的应用，为了更好的适应承载能力的要求，桩径也在不断增大，通过深水大直径钻孔灌装桩的施工技术的研究，明确了其施工过程中的关键工序、施工要点及质量控制措施，为深水大直径钻孔灌桩的施工提供积极参考。
参考文献：
[1]张鸿，刘先鹏．特大型桥梁深水高桩承台基础施工技术［M］．北京：中国建筑工业出版社，2016.112-114.
[2]《桥梁》杂志编辑部，山东高速集团有限公司．青岛海湾大桥国际桥梁论坛论文集［D］．北京：人民交通出版社.2015.58-60.
论文作者:武胜亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/11
标签：钻孔论文; 钻机论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 导管论文; 标高论文; 钻头论文; 《基层建设》2017年第11期论文;