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[摘 要]本文结合连云港市海堤达标项目开泰闸交通设施工程的工程地质特征，结合冲击钻钻机的施工，浅析冲击钻灌注桩在爆破挤淤填石围堰中的施工工艺，并针对灌注桩工程施工过程中防止出现漏浆、扩孔、卡钻、偏斜孔、砼串孔等问题提出管理的办法和措施。
[关键词]抛石围堰 冲击钻施工 工艺
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0043-01
一、引言
钻孔灌注桩基础具有抗震性好、承载力大，可以解决特殊承载力问题，同时具备设备投入不大、施工简单等诸多优点，近年来在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位。但灌注桩地下施工不可知因素多，无法直观对质量进行控制，施工过程中人、材料、机械、方法任何一个或多个环节控制稍有不慎，不仅会影响工程的整体质量和进度，还会让施工方和投资方蒙受经济损失，造成不良的社会反映。因此，制定切实可行的施工方案，加强施工过程的施工管理，防患于未然，是确保钻孔灌注桩施工质量的重中之重。
二、工程概况
开泰闸工程位于连云港市连云新城新围海堤堤线上。开泰闸交通设施位于开泰闸下游消力池部位，桥面设16.5m的快车道和7.5面宽的慢车道，原闸上交通桥作为南幅慢车道。扩建交通桥共4孔，均为25m，总长为100m。桥墩下部采用φ150cm灌注桩基础，φ130cm 接柱，桥中墩为单排五柱结构；桥台下部采用φ120cm灌注桩基础，为双排五柱结构。桥梁上部采用简支后张法预应力钢筋砼空心板梁。桥台灌注桩共20根，桩径均为φ120cm。桩底高程为-31.0m，桩顶高程+3.047m。桥台灌注桩位于爆破挤淤围堰处，-11.0m以上为块石地基，-11.0m以下为土层。桥台灌注桩拟采用冲击钻机进行施工。
三、冲击钻钻孔灌注桩施工工艺流程及方法
1、冲击钻钻孔灌注桩施工工艺流程如下：平整场地→桩位放样→埋设钢护筒→钻机就位→泥浆制作→冲击成孔→清孔→安放钢筋笼→浇灌砼→成桩。
2、冲击钻钻孔灌注桩施工方法及主要技术要求
（1）护筒制作、埋设
a） 钻孔用护筒采用4～8mm钢板制作，高度为150～200cm，内径大于钻头直径，其中冲击钻钻孔时护筒直径比钻头大约20～40cm；
b） 根据测量所标出的桩位中心，埋设四根护桩拉十字线，中点对准测量所标出的桩位中心，将护桩用混凝土固定，并记下各护桩系十字线的位置，作为开钻后校正机器的依据和验收是否发生偏孔的依据；
c） 护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，护筒周围和护筒底接触紧密，保证其水平。埋设高程做到护筒上口高出地面30cm，四周及底部都用粘士回填，并捣实后采用十字线法恢复桩位中心点；
d） 护筒中心线应与桩中心线重合，顶面允许误差为5cm，护筒倾斜度为1%。
（2）钻孔、清孔
a） 开钻后，先在孔内投入粘土和水，用冲击锤以小冲程反复冲击造浆，开钻时采用低锤轻打，高频率小冲程原则。在护筒底口位置回填粘土和片石反复冲砸，以促使护筒底口形成硬壳，避免护筒底口漏浆。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常的冲击。在上层块石体钻进时，要勤排渣清孔，确保成孔质量。进入土层后，钻进将变得容易，但要控制钻进速度，防止孔体缩径。
b） 终孔后，用测绳、测深锤检查孔深。成孔检测合格后，采用循环泥浆的方法进行清孔，让孔内钻渣随着泥浆的循环排出孔外。直至孔内出浆浓度为1.2左右时、沉渣满足设计要求时，即满足清孔标准。在安放钢筋笼和浇筑导管后，复测孔内沉渣，如不符合要求应二次清孔，满足要求后浇筑砼。
（3）钢筋笼骨架制作
根据施工情况和钻机架龙门高度分段制作钢筋笼。钢筋下料在加工场进行，平板车运到现场绑扎。钢筋骨架每隔2.0米设加强箍筋一道，制作时在加强箍筋上穿入钢筋保护层预制砼空心滚珠，每道加强箍上设置4只。采用吊车分段吊装，现场焊接。钢筋笼入孔时对准孔中心缓慢下放，避免碰撞孔壁，上下节钢筋笼焊接时二节应在同一中心线上，采用单面电弧焊接成整体，搭焊长度10cm。
（4）混凝土灌注
孔内安设钢筋笼完成后，进行浇筑导管的拼接，导管直径25厘米，导管之间用装有垫圈的法兰盘连接，最下节导管长4米，中间节长2.5米，导管上口配一储料斗，储料斗容积3立方米以初始浇灌能一次使导管下口埋入砼1米以上为标准。导管下好后，保持导管底部至孔底间距25～40厘米。复测孔底沉渣厚度符合设计及规范要求后，随即进行砼灌注施工。砼灌注采用泵送至料斗，砼的坍落度控制在16～22厘米，并经常量测孔内砼面高程，保证砼浇筑的连续性。
四、施工过程中常见问题的分析和处理
1、漏浆
受潮汐影响，围堰中水位一直处于变化状态。涨潮时，围堰内水位升高，护壁泥浆经水流冲刷、稀释进而破坏孔壁，孔内泥浆因水位压力差流入堰体中，造成漏浆现象。这时应立即停止施工，找出原因并仔细分析和研究，及时有效的采取科学的方法进行处理。确因涨落潮海水作用造成的事故，應再投入泥土重新造浆。含沙率低，胶体率高的泥浆对孔壁的稳定性起很大的作用。
2、扩孔
冲击钻孔时，钻头对块石体的冲击力，会在孔壁附近一定范围内产生震动，可能会使孔壁不稳定，造成孔壁周圍石块脱落、孔壁坍塌，形成扩孔现象。确因钻头对堰体的冲击力过大造成的扩孔，必须对围堰体进行科学的评估和分析，降低钻头冲程和冲击频率，对周围的影响降到最低，保证围堰的稳定性，避免扩孔现象的发生。
3、卡钻
由于围堰中块石大小不均，强度差异，钻孔过程中可能会出现卡钻现象。此时，针对不同的原因采取相应的对策和措施进行处理。 （1）当堰体内突遇大块石，造成强度上的突变，钻头经过时冲击力受此突变最易发生卡钻。如果卡钻受此原因，可以慢慢提放冲击锤，使石块从堰体脱落。
（2）因机械故障或断电等不可预知的原因，钻头未能提升并在孔内滞留时间过长，致使阻力过大无法完成提升。这时，可采用高压水泵，用水对泥浆进行置换和稀释，从而处理卡钻现象。
4、偏斜孔
当桩孔块石大小差异过大，或钻机固定不到位，桩孔过程中极易发生钻头偏位或钻机移位现象。
（1）确因围堰地质原因导致的偏斜孔，需选择大小均一的块石材料，按照设计要求进行回填处理后，再次施工。
（2）因钻机固定不到位，而造成钻机产生移位。應暂停施工，使用专业仪器对孔壁进行全面检查。若孔壁稳定，且暂未发生偏斜孔现象，则按规范要求重新安装钻机，并做好加固处理，待钻机检查到位后方可继续施工；若孔壁稳定性不满足要求，或已产生偏斜孔现象，必须回填钻孔并夯实，择时重新钻孔。
5、砼串孔
围堰不是一个密实体，钻孔孔壁周围布满联通的石头缝隙。灌注混凝土时，砼对孔壁的压力增大，当压力超过孔壁的承载力时，砼穿过孔壁沿着块石缝隙进入围堰体，亦形成砼串孔现象。这种现象发生时，需冷静应对，勤测砼面高程，控制好导管埋深，保证混凝土灌注的连续性，直到砼面高程达到設计要求。浇筑完成后，为防止孔内混凝土再次穿孔，造成砼面下沉，应待孔内混凝土稳定后拆除剩余导管。为杜绝此现象发生，可事先采取有效的方法，如在钢筋笼制作时，在钢筋笼外围固定上与桩径相同钢护筒，安设钢筋笼时钢护筒刚好穿过块石地基，与土层衔接，从而避免砼串孔现象的发生。
五、结语
总之，冲击钻钻孔灌注桩有很多优点，但由于施工环节多，工艺复杂，各个环节都可能会出现重大质量事故。为了保证成桩质量和桩基工程的安全，在桩基工程开工前应做好各项准备工作，认真审查地质勘查资料和设计文件，实行会审和技术交底制度，做好试桩工作。施工过程抓好泥浆和砼质量，详细做好各项施工记录，牢牢把好钻孔、清空和砼灌注等关键工序质量关，发现问题及时采取措施予以补救。
参考文献：
[1]JTJ 041-2000，《公路桥涵施工技术规范》 [S].北京：人民交通出版社，2000
[2] 邱桥泉.现场钻孔灌注桩的施工组织[J].桥梁机械与施工技术.2006（8）：39-40
[3]贾栋，王东.浅谈钻孔灌注桩质量检测方法及原理[J].城市道桥与防洪，2010，（8）：176-178
[关键词]抛石围堰 冲击钻施工 工艺
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0043-01
一、引言
钻孔灌注桩基础具有抗震性好、承载力大，可以解决特殊承载力问题，同时具备设备投入不大、施工简单等诸多优点，近年来在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位。但灌注桩地下施工不可知因素多，无法直观对质量进行控制，施工过程中人、材料、机械、方法任何一个或多个环节控制稍有不慎，不仅会影响工程的整体质量和进度，还会让施工方和投资方蒙受经济损失，造成不良的社会反映。因此，制定切实可行的施工方案，加强施工过程的施工管理，防患于未然，是确保钻孔灌注桩施工质量的重中之重。
二、工程概况
开泰闸工程位于连云港市连云新城新围海堤堤线上。开泰闸交通设施位于开泰闸下游消力池部位，桥面设16.5m的快车道和7.5面宽的慢车道，原闸上交通桥作为南幅慢车道。扩建交通桥共4孔，均为25m，总长为100m。桥墩下部采用φ150cm灌注桩基础，φ130cm 接柱，桥中墩为单排五柱结构；桥台下部采用φ120cm灌注桩基础，为双排五柱结构。桥梁上部采用简支后张法预应力钢筋砼空心板梁。桥台灌注桩共20根，桩径均为φ120cm。桩底高程为-31.0m，桩顶高程+3.047m。桥台灌注桩位于爆破挤淤围堰处，-11.0m以上为块石地基，-11.0m以下为土层。桥台灌注桩拟采用冲击钻机进行施工。
三、冲击钻钻孔灌注桩施工工艺流程及方法
1、冲击钻钻孔灌注桩施工工艺流程如下：平整场地→桩位放样→埋设钢护筒→钻机就位→泥浆制作→冲击成孔→清孔→安放钢筋笼→浇灌砼→成桩。
2、冲击钻钻孔灌注桩施工方法及主要技术要求
（1）护筒制作、埋设
a） 钻孔用护筒采用4～8mm钢板制作，高度为150～200cm，内径大于钻头直径，其中冲击钻钻孔时护筒直径比钻头大约20～40cm；
b） 根据测量所标出的桩位中心，埋设四根护桩拉十字线，中点对准测量所标出的桩位中心，将护桩用混凝土固定，并记下各护桩系十字线的位置，作为开钻后校正机器的依据和验收是否发生偏孔的依据；
c） 护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，护筒周围和护筒底接触紧密，保证其水平。埋设高程做到护筒上口高出地面30cm，四周及底部都用粘士回填，并捣实后采用十字线法恢复桩位中心点；
d） 护筒中心线应与桩中心线重合，顶面允许误差为5cm，护筒倾斜度为1%。
（2）钻孔、清孔
a） 开钻后，先在孔内投入粘土和水，用冲击锤以小冲程反复冲击造浆，开钻时采用低锤轻打，高频率小冲程原则。在护筒底口位置回填粘土和片石反复冲砸，以促使护筒底口形成硬壳，避免护筒底口漏浆。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常的冲击。在上层块石体钻进时，要勤排渣清孔，确保成孔质量。进入土层后，钻进将变得容易，但要控制钻进速度，防止孔体缩径。
b） 终孔后，用测绳、测深锤检查孔深。成孔检测合格后，采用循环泥浆的方法进行清孔，让孔内钻渣随着泥浆的循环排出孔外。直至孔内出浆浓度为1.2左右时、沉渣满足设计要求时，即满足清孔标准。在安放钢筋笼和浇筑导管后，复测孔内沉渣，如不符合要求应二次清孔，满足要求后浇筑砼。
（3）钢筋笼骨架制作
根据施工情况和钻机架龙门高度分段制作钢筋笼。钢筋下料在加工场进行，平板车运到现场绑扎。钢筋骨架每隔2.0米设加强箍筋一道，制作时在加强箍筋上穿入钢筋保护层预制砼空心滚珠，每道加强箍上设置4只。采用吊车分段吊装，现场焊接。钢筋笼入孔时对准孔中心缓慢下放，避免碰撞孔壁，上下节钢筋笼焊接时二节应在同一中心线上，采用单面电弧焊接成整体，搭焊长度10cm。
（4）混凝土灌注
孔内安设钢筋笼完成后，进行浇筑导管的拼接，导管直径25厘米，导管之间用装有垫圈的法兰盘连接，最下节导管长4米，中间节长2.5米，导管上口配一储料斗，储料斗容积3立方米以初始浇灌能一次使导管下口埋入砼1米以上为标准。导管下好后，保持导管底部至孔底间距25～40厘米。复测孔底沉渣厚度符合设计及规范要求后，随即进行砼灌注施工。砼灌注采用泵送至料斗，砼的坍落度控制在16～22厘米，并经常量测孔内砼面高程，保证砼浇筑的连续性。
四、施工过程中常见问题的分析和处理
1、漏浆
受潮汐影响，围堰中水位一直处于变化状态。涨潮时，围堰内水位升高，护壁泥浆经水流冲刷、稀释进而破坏孔壁，孔内泥浆因水位压力差流入堰体中，造成漏浆现象。这时应立即停止施工，找出原因并仔细分析和研究，及时有效的采取科学的方法进行处理。确因涨落潮海水作用造成的事故，應再投入泥土重新造浆。含沙率低，胶体率高的泥浆对孔壁的稳定性起很大的作用。
2、扩孔
冲击钻孔时，钻头对块石体的冲击力，会在孔壁附近一定范围内产生震动，可能会使孔壁不稳定，造成孔壁周圍石块脱落、孔壁坍塌，形成扩孔现象。确因钻头对堰体的冲击力过大造成的扩孔，必须对围堰体进行科学的评估和分析，降低钻头冲程和冲击频率，对周围的影响降到最低，保证围堰的稳定性，避免扩孔现象的发生。
3、卡钻
由于围堰中块石大小不均，强度差异，钻孔过程中可能会出现卡钻现象。此时，针对不同的原因采取相应的对策和措施进行处理。 （1）当堰体内突遇大块石，造成强度上的突变，钻头经过时冲击力受此突变最易发生卡钻。如果卡钻受此原因，可以慢慢提放冲击锤，使石块从堰体脱落。
（2）因机械故障或断电等不可预知的原因，钻头未能提升并在孔内滞留时间过长，致使阻力过大无法完成提升。这时，可采用高压水泵，用水对泥浆进行置换和稀释，从而处理卡钻现象。
4、偏斜孔
当桩孔块石大小差异过大，或钻机固定不到位，桩孔过程中极易发生钻头偏位或钻机移位现象。
（1）确因围堰地质原因导致的偏斜孔，需选择大小均一的块石材料，按照设计要求进行回填处理后，再次施工。
（2）因钻机固定不到位，而造成钻机产生移位。應暂停施工，使用专业仪器对孔壁进行全面检查。若孔壁稳定，且暂未发生偏斜孔现象，则按规范要求重新安装钻机，并做好加固处理，待钻机检查到位后方可继续施工；若孔壁稳定性不满足要求，或已产生偏斜孔现象，必须回填钻孔并夯实，择时重新钻孔。
5、砼串孔
围堰不是一个密实体，钻孔孔壁周围布满联通的石头缝隙。灌注混凝土时，砼对孔壁的压力增大，当压力超过孔壁的承载力时，砼穿过孔壁沿着块石缝隙进入围堰体，亦形成砼串孔现象。这种现象发生时，需冷静应对，勤测砼面高程，控制好导管埋深，保证混凝土灌注的连续性，直到砼面高程达到設计要求。浇筑完成后，为防止孔内混凝土再次穿孔，造成砼面下沉，应待孔内混凝土稳定后拆除剩余导管。为杜绝此现象发生，可事先采取有效的方法，如在钢筋笼制作时，在钢筋笼外围固定上与桩径相同钢护筒，安设钢筋笼时钢护筒刚好穿过块石地基，与土层衔接，从而避免砼串孔现象的发生。
五、结语
总之，冲击钻钻孔灌注桩有很多优点，但由于施工环节多，工艺复杂，各个环节都可能会出现重大质量事故。为了保证成桩质量和桩基工程的安全，在桩基工程开工前应做好各项准备工作，认真审查地质勘查资料和设计文件，实行会审和技术交底制度，做好试桩工作。施工过程抓好泥浆和砼质量，详细做好各项施工记录，牢牢把好钻孔、清空和砼灌注等关键工序质量关，发现问题及时采取措施予以补救。
参考文献：
[1]JTJ 041-2000，《公路桥涵施工技术规范》 [S].北京：人民交通出版社，2000
[2] 邱桥泉.现场钻孔灌注桩的施工组织[J].桥梁机械与施工技术.2006（8）：39-40
[3]贾栋，王东.浅谈钻孔灌注桩质量检测方法及原理[J].城市道桥与防洪，2010，（8）：176-178