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摘 要：本文结合沈丹客运专线顾家特的施工实践，就客运专线特大桥钻孔灌注桩施工的关键工序的技术控制进行了简要阐述。
关键词：特大桥；钻孔灌注桩；技术控制
由中铁十九集团第二工程有限公司承担的沈丹客运专线TJ-3标段顾家特大桥，中心里程为DK166+006.8，孔跨布置为86孔32米双线简支箱梁、7孔24米双线简支箱梁和1联（32m+48m+32m）预应力混凝土连续箱梁，全长3.11公里。在DK164+878.53处采用1联（32m+48m+32m）预应力混凝土连续箱梁跨越既有草大公路，主墩基础为钻孔桩基础，桩径1.0m，桥墩为圆端型实体墩。基础除95#墩为挖井基础外，其余均采用钻孔桩基础，桩径采用φ1.0m和φ1.25m两种，除3～18、21～62、64～71、80～94#墩及丹东台采用钻孔灌注柱桩，其余均为摩擦桩。
一、施工技术方案及工艺操作要点
1、测量定位。采用全站仪，根据桩位坐标放出钻孔桩的中心位置，并设立护桩，对护桩采取水泥砂浆加固，设立明显标志，可随时利用交汇法交出桩中心位置，在施工过程中注意保护护桩。
2、施工导流。先将河道内一侧渠道清理挖深，修筑草袋围堰内衬土工膜形成导流水渠，另一侧筑岛作为钻孔平台。
3、护筒的埋设。因桩位地质层多为亚粘土及亚砂土，为防塌孔，施工时孔口使用2-3m高的钢护筒，直径大于桩径30cm，壁厚4mm，护筒底部及四周应以粘土填筑，并分层夯实处理，护筒顶要高出地面0.3m左右，并在顶部焊加强筋及吊环，开出水口，钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并要及时处理。
4、泥浆制备
（1）钻孔泥浆选择优质膨润土造浆，如使用粘土应符合下列技术要求：
A、自然风干后，用手不容易掰开捏碎。
B、用刀切开时，切面光滑，颜色较深。
C、水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm细长泥条。用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后有大量膨胀。
钻孔泥浆在泥浆池内制备，泥浆池容量为20m3并设容量为15m3的沉淀池串联并用，制浆前，先将粘土块尽量打碎，加水放入制浆池内浸透，然后以人工搅拌。地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限；地质状况较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限。
（2）造浆施工工艺要求
A、优先选用膨润土选浆，其具有相对密度低，粘度好、含砂量少，失水量少，泥浆薄，稳定性强，固壁能力高，钻具回转阻力小，钻进率高等优点。
B、膨润土作为泥浆原料的一般用量为水的8%，即8kg膨润土可掺100L的水，对于粘土地层，可降低至3%～5%。
5、钻机就位。钻机就位前应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修。立好钻架并调整安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放入护筒内，将钻盘吊起，垫枕木于转盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔，钻机转盘中心与钢护筒中心位置偏差不得大于2cm，钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷。
6、钻孔工艺。为防止堵塞钻头的吸渣口，应将钻头提高距孔底约20～30cm，开动吸泥泵形成反循环后，开始钻进，进尺要适当控制，对护筒底部应低档慢速钻进，钻至护筒以下1m后，再以正常速度钻进。在硬粘土中钻进时，以一档转速，自由进尺，在高液限黏土，含砂低液限粘土中钻进时，可用二、三档转速，自由进尺，在砂类土中钻进时宜用一、二档转速，并控制进尺，以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上。遇地下水丰富宜塌孔的粉质土，宜以低挡慢速钻进，减少钻锥对粉质土的搅动，同时应加大泥浆相对密度和提高水头，以加强护壁，防止塌孔。
当一节钻杆钻完时，先停止转盘转动，并使反循环系统延续工作至孔底沉渣基本排净（约需要1-3min），然后关闭吸泥泵接长钻杆，在接头法兰盘之间垫3-5mm厚的橡皮圈，并拧紧螺栓以防漏气、漏水，一切正常后继续钻进。
7、 成孔检测。制作钢筋笼检孔器，长为4～6倍桩径，直径等于桩基钢筋笼直径+100mm且不大于钻头直径，用于检测孔径。用测绳检测孔深。
二、水下砼灌注工艺
1、灌注前准备工作及检测项目
（1）根据护筒顶标高，设计孔底标高，设计桩顶标高，设计钢筋笼顶标高，预留破桩头的高度等数据。迅速算出钢筋笼顶标高及砼灌注顶标高（设计桩顶加0.5-1.0m），并确定这两个标高的控制面，一般是从护筒顶面向下反算、反测，当孔内有水头或淤泥时，用钢筋或其他硬质杆件探测。
①以护筒顶标高作为基准面，则护筒顶距砼顶标高即H1-H3=H1-H2-（0.5-1m），进而根据设计钢筋笼顶标高推算实际钢筋笼顶面是否符合设计。
②以护筒顶标高作为基准面，则成孔后桩底距护筒顶为H1-H6，清孔后桩底距护筒顶为H1-H7，应满足：H5≥H7（孔深不小于设计规定）（H1-H6）-（H1-H7）≤0.2d，沉渣厚度不大于0.2倍桩径且不大于30cm。
（2）检查砂、石、水泥用量及质量是否满足要求，并根据现场原材料含水量调整施工配合比，现场挂牌施工。
（3）检查泥浆比重是否符合清孔中所提的指标，并检查孔底沉淀层厚度，对不能满足要求的要重新清孔，直到满足要求为止，开灌前，应从孔底吊出一桶泥浆，检测其含泥率及泥浆比重，含砂率过大时，应使泥浆比重接近上限，以防砂子沉淀过快，反之，应接近下限。
（4）核定砼拌和站及运输设备的性能及数量，要求必须备用设备及发电机，并组织足够的劳动力，保证灌注的连续性。
（5）配合比设计中外加剂的掺量应提前分袋秤好每次拌合砼所需的外加剂重量，以保证施工时掺量的准确、及时。导管应事先编好顺序，每次使用时，应对法兰盘、橡胶密封圈、连接螺栓认真检查，导管上口的浮球（可用砂袋制作），应能顺利沉入孔底，拌合站的上料斗及导管上口应配备5～6cm的控制筛，防止少量超粒径骨料进入导管发生堵管现象。 2、水下砼的配制
（1）水泥的初凝时间不宜早于2.5h，水泥的强度等级不宜低于42.5。
（2）集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。
（3）砼的流动性保持时间在1h以上，在运输和灌注过程中无显著离析、泌水现象，灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜为180-220mm。
3、导管安装。优先选用卡口式导管，直径300mm，壁厚10mm，分节长度1～2m，最下端一节长5m，采用吊车逐节吊装，人工连接，在吊入孔内时，位置应居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。灌注首批砼时，导管下口至孔底的距离控制在25-40cm，此时连接导管进应准确计算实际导管长度，根据清孔后孔底标高，按照导管分节长度推算导管组合数量，保证导管下口至孔底距离符合要求，既不可悬空过多形成封底失败，也不允许插入沉淀层中，导致堵管。
4、水下砼灌注
（1）水下砼的坍落度控制在20±2cm，通过配合比试验，确定掺入缓凝剂，初凝时间不小于4h，采用3-4台砼搅拌运输车运至现场，首批灌注砼所需的数量应满足导管首次埋深大于1m及填充导管底部的需要，首先临时封闭漏斗底口，砼运输车向漏斗内连续放料，待漏斗将满时（漏斗容积满足连续浇筑的要求），剪断浮球拉线，同时砼运输车连续灌注，完成封底。
（2）首批砼下落后，应连续进行，在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2-4m为宜，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，并防止工具掉入孔中，拆下的管节应立即冲洗干净，堆放整齐。
（3）在灌注过程中，应经常用测绳探测孔内砼面位置及时调整导管埋深。
5、水下砼灌注问题
（1）堵管。预防措施：商品砼必须由具有资质，质量保证有信誉的厂家供应，砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求，现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。
（2）桩顶部位疏松
预防措施：首先保证一定高度的桩顶留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响，极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测，只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时，才能确认终灌标高已经达到。
（3）桩身砼夹泥或断桩
预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一次清孔必须彻底清除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩砼灌注时，严禁中途断料。拔导管时，必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深，严禁凭经验拔管。
三、结束语
经过对以上重点工序进行严格技术控制，中铁十九集团第二工程有限公司承担的沈丹客运专线TJ-3标段顾家特大桥，钻孔灌注桩施工合格率达到100%，优良率98%，完全满足设计要求。
关键词：特大桥；钻孔灌注桩；技术控制
由中铁十九集团第二工程有限公司承担的沈丹客运专线TJ-3标段顾家特大桥，中心里程为DK166+006.8，孔跨布置为86孔32米双线简支箱梁、7孔24米双线简支箱梁和1联（32m+48m+32m）预应力混凝土连续箱梁，全长3.11公里。在DK164+878.53处采用1联（32m+48m+32m）预应力混凝土连续箱梁跨越既有草大公路，主墩基础为钻孔桩基础，桩径1.0m，桥墩为圆端型实体墩。基础除95#墩为挖井基础外，其余均采用钻孔桩基础，桩径采用φ1.0m和φ1.25m两种，除3～18、21～62、64～71、80～94#墩及丹东台采用钻孔灌注柱桩，其余均为摩擦桩。
一、施工技术方案及工艺操作要点
1、测量定位。采用全站仪，根据桩位坐标放出钻孔桩的中心位置，并设立护桩，对护桩采取水泥砂浆加固，设立明显标志，可随时利用交汇法交出桩中心位置，在施工过程中注意保护护桩。
2、施工导流。先将河道内一侧渠道清理挖深，修筑草袋围堰内衬土工膜形成导流水渠，另一侧筑岛作为钻孔平台。
3、护筒的埋设。因桩位地质层多为亚粘土及亚砂土，为防塌孔，施工时孔口使用2-3m高的钢护筒，直径大于桩径30cm，壁厚4mm，护筒底部及四周应以粘土填筑，并分层夯实处理，护筒顶要高出地面0.3m左右，并在顶部焊加强筋及吊环，开出水口，钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并要及时处理。
4、泥浆制备
（1）钻孔泥浆选择优质膨润土造浆，如使用粘土应符合下列技术要求：
A、自然风干后，用手不容易掰开捏碎。
B、用刀切开时，切面光滑，颜色较深。
C、水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm细长泥条。用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后有大量膨胀。
钻孔泥浆在泥浆池内制备，泥浆池容量为20m3并设容量为15m3的沉淀池串联并用，制浆前，先将粘土块尽量打碎，加水放入制浆池内浸透，然后以人工搅拌。地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限；地质状况较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限。
（2）造浆施工工艺要求
A、优先选用膨润土选浆，其具有相对密度低，粘度好、含砂量少，失水量少，泥浆薄，稳定性强，固壁能力高，钻具回转阻力小，钻进率高等优点。
B、膨润土作为泥浆原料的一般用量为水的8%，即8kg膨润土可掺100L的水，对于粘土地层，可降低至3%～5%。
5、钻机就位。钻机就位前应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修。立好钻架并调整安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放入护筒内，将钻盘吊起，垫枕木于转盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔，钻机转盘中心与钢护筒中心位置偏差不得大于2cm，钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷。
6、钻孔工艺。为防止堵塞钻头的吸渣口，应将钻头提高距孔底约20～30cm，开动吸泥泵形成反循环后，开始钻进，进尺要适当控制，对护筒底部应低档慢速钻进，钻至护筒以下1m后，再以正常速度钻进。在硬粘土中钻进时，以一档转速，自由进尺，在高液限黏土，含砂低液限粘土中钻进时，可用二、三档转速，自由进尺，在砂类土中钻进时宜用一、二档转速，并控制进尺，以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上。遇地下水丰富宜塌孔的粉质土，宜以低挡慢速钻进，减少钻锥对粉质土的搅动，同时应加大泥浆相对密度和提高水头，以加强护壁，防止塌孔。
当一节钻杆钻完时，先停止转盘转动，并使反循环系统延续工作至孔底沉渣基本排净（约需要1-3min），然后关闭吸泥泵接长钻杆，在接头法兰盘之间垫3-5mm厚的橡皮圈，并拧紧螺栓以防漏气、漏水，一切正常后继续钻进。
7、 成孔检测。制作钢筋笼检孔器，长为4～6倍桩径，直径等于桩基钢筋笼直径+100mm且不大于钻头直径，用于检测孔径。用测绳检测孔深。
二、水下砼灌注工艺
1、灌注前准备工作及检测项目
（1）根据护筒顶标高，设计孔底标高，设计桩顶标高，设计钢筋笼顶标高，预留破桩头的高度等数据。迅速算出钢筋笼顶标高及砼灌注顶标高（设计桩顶加0.5-1.0m），并确定这两个标高的控制面，一般是从护筒顶面向下反算、反测，当孔内有水头或淤泥时，用钢筋或其他硬质杆件探测。
①以护筒顶标高作为基准面，则护筒顶距砼顶标高即H1-H3=H1-H2-（0.5-1m），进而根据设计钢筋笼顶标高推算实际钢筋笼顶面是否符合设计。
②以护筒顶标高作为基准面，则成孔后桩底距护筒顶为H1-H6，清孔后桩底距护筒顶为H1-H7，应满足：H5≥H7（孔深不小于设计规定）（H1-H6）-（H1-H7）≤0.2d，沉渣厚度不大于0.2倍桩径且不大于30cm。
（2）检查砂、石、水泥用量及质量是否满足要求，并根据现场原材料含水量调整施工配合比，现场挂牌施工。
（3）检查泥浆比重是否符合清孔中所提的指标，并检查孔底沉淀层厚度，对不能满足要求的要重新清孔，直到满足要求为止，开灌前，应从孔底吊出一桶泥浆，检测其含泥率及泥浆比重，含砂率过大时，应使泥浆比重接近上限，以防砂子沉淀过快，反之，应接近下限。
（4）核定砼拌和站及运输设备的性能及数量，要求必须备用设备及发电机，并组织足够的劳动力，保证灌注的连续性。
（5）配合比设计中外加剂的掺量应提前分袋秤好每次拌合砼所需的外加剂重量，以保证施工时掺量的准确、及时。导管应事先编好顺序，每次使用时，应对法兰盘、橡胶密封圈、连接螺栓认真检查，导管上口的浮球（可用砂袋制作），应能顺利沉入孔底，拌合站的上料斗及导管上口应配备5～6cm的控制筛，防止少量超粒径骨料进入导管发生堵管现象。 2、水下砼的配制
（1）水泥的初凝时间不宜早于2.5h，水泥的强度等级不宜低于42.5。
（2）集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。
（3）砼的流动性保持时间在1h以上，在运输和灌注过程中无显著离析、泌水现象，灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜为180-220mm。
3、导管安装。优先选用卡口式导管，直径300mm，壁厚10mm，分节长度1～2m，最下端一节长5m，采用吊车逐节吊装，人工连接，在吊入孔内时，位置应居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。灌注首批砼时，导管下口至孔底的距离控制在25-40cm，此时连接导管进应准确计算实际导管长度，根据清孔后孔底标高，按照导管分节长度推算导管组合数量，保证导管下口至孔底距离符合要求，既不可悬空过多形成封底失败，也不允许插入沉淀层中，导致堵管。
4、水下砼灌注
（1）水下砼的坍落度控制在20±2cm，通过配合比试验，确定掺入缓凝剂，初凝时间不小于4h，采用3-4台砼搅拌运输车运至现场，首批灌注砼所需的数量应满足导管首次埋深大于1m及填充导管底部的需要，首先临时封闭漏斗底口，砼运输车向漏斗内连续放料，待漏斗将满时（漏斗容积满足连续浇筑的要求），剪断浮球拉线，同时砼运输车连续灌注，完成封底。
（2）首批砼下落后，应连续进行，在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2-4m为宜，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，并防止工具掉入孔中，拆下的管节应立即冲洗干净，堆放整齐。
（3）在灌注过程中，应经常用测绳探测孔内砼面位置及时调整导管埋深。
5、水下砼灌注问题
（1）堵管。预防措施：商品砼必须由具有资质，质量保证有信誉的厂家供应，砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求，现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。
（2）桩顶部位疏松
预防措施：首先保证一定高度的桩顶留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响，极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测，只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时，才能确认终灌标高已经达到。
（3）桩身砼夹泥或断桩
预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一次清孔必须彻底清除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩砼灌注时，严禁中途断料。拔导管时，必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深，严禁凭经验拔管。
三、结束语
经过对以上重点工序进行严格技术控制，中铁十九集团第二工程有限公司承担的沈丹客运专线TJ-3标段顾家特大桥，钻孔灌注桩施工合格率达到100%，优良率98%，完全满足设计要求。