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摘要：科学有效的钻孔灌注桩施工技术是保障赞比亚芒古到卡拉博公路工程项目中整个桥梁部分施工进度控制的关键，文章重点介绍了采用水上钻孔桩平台施工的施工流程以及在砂质地层钻孔灌注桩成桩质量控制的关键技术。
关键词：钻孔桩 水上施工平台 砂质地层 质量控制
Abstract: Effective construction technology for Bored Piles can ensure construction progress for the whole Bridge Section of Mongu—Kalabo Road Project in Zambia, the paper emphasized introduces a method of on top of water construction platform and pore cueating quality control under the sand bed geologic condition for Bored Piles.
Key word: Bored Piles, on top of water construction platform, sand bed, quality control
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
赞比亚芒古至卡拉博公路工程，全长33.986公里，主要穿越巴若斯特斯洪泛平原并跨越赞比西河。项目受雨季洪水泛滥影响，每年11月至次年4月为雨季，12月赞比西河水开始漫至平原，次年6月洪水退尽，每年的有限施工季节为7月-11月。全线有大小25座桥，钻孔桩设计孔径为φ1.2m、φ1.5m及1.8m三种，平均桩长设计为30m，其中赞比西特大桥11～15#墩利用栈桥搭设水上施工平台施工，0#台～10#墩、16#墩～25#台及其他中小桥在枯水期采用旋挖钻机按陆上施工方法进行施工，钻机选用GPS-1.8旋挖钻机。
项目所在地地层结构自上而下为：表层为松散粉土、粉砂、细砂；中部为中密状细砂、中砂；下部为密实状粉砂、细砂。
1 钻孔桩施工
1.1水上钻孔平台搭设
首先测量放样,以保证搭建平台的支撑桩在不影响设计桩位的施工范围内，然后用吊机将导向架定位后，在施工临时栈桥上，吊机吊φ600mm钢管桩一起插入导向架内，调整管桩垂直度，接桩帽并安装打桩锤，启动打桩锤插打钢管桩至设计标高，插打过程中需要跟踪测量，以免支撑钢管桩偏位过大。
在钢管桩上焊接柱头结构，利用吊机拼装钻孔平台其他构件，将已插打的钢管桩联接成整体，形成钻孔平台（见图1钻孔平台结构示意图）。
图1钻孔平台结构示意图
1.2 护筒插打/埋设
护筒插打（水上）：钻孔平台施工完成后，在平台上拼装导向架，护筒利用导向架，用打桩锤进行插打，插打至设计标高后进行钻孔，护筒直径比钻孔桩设计直径大0.2米，钢护筒中心位置偏差小于5cm，垂直度小于1%。
护筒埋设（陆地）：陆地采用短护筒，埋设前先在护筒埋设位置开挖基坑，然后埋设护筒，埋设好后回填护筒周围土并夯实，确保护筒不在埋设过程中发生较大偏位。
1.3钻进就位
要求钻机履带停放平稳。调节钻机桅桿操作板触摸按钮,从监控板上观察桅杆垂直度到零设位置,前后移动履带,左右旋转机器上位,反复操作,直到钻头垂直轴线与桩位重合。
1.4钻进
1.4.1干孔可直接更换不同功能的钻头直到钻进到应钻深度即可。
1.4.2 水桩必须注意护壁,除了保持水头外,还要注意配备泥浆浓度。水位以不溢出护筒顶为原则。泥浆可直接在孔内加粘土、膨润土、烧碱、木屑等造浆材料,用钻头搅拌至应有浓度。在这个过程中一定要保持水头,防止失水。失水时,迅速回填到不失水,再用筒钻反转抵压护壁。如此反复,精测孔深到应钻深度。
1.4.3 钻进过程中，随时取碴观测地层的变化情况，并与设计图对照比较，如出入较大，与设计单位联系处理，根据地质情况调整钻进参数，并作好施工记录；
1.4.4 钻进过程中，采用有效措施保证钻机牢固稳定，位置准确，防止钻机因振动移位，确保不偏孔。
1.5终孔及清孔、二次清孔
1.5.1 当钻孔达到设计终孔标高后，对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，然后填写终孔检查证，并及时通知监理工程师到现场检查验收；
1.5.2 成孔工序验收合格后，进行清孔施工。
1.5.3 钢筋笼吊放就位后，提出沉碴筒，检查沉碴厚度。若超过5cm即进行二次清孔（采取在导管内插风管的办法）。
1.6 钢筋笼的制作与安装
钢筋笼的制作满足规范要求，吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。钢筋笼到位后，牢固定位，防止灌注混凝土时钢筋笼移位和上浮。
1.7 灌注桩身混凝土
水下混凝土采用垂直导管法灌注，即用混凝土输送泵输送混凝土至混凝土料斗内，经导管灌入孔内。灌注导管采用φ250mm的快速卡口垂直提升导管并作水密试验。
混凝土初凝时间大于灌注时间，含砂率、水泥用量符合要求并具有良好的和易性。
首批灌注混凝土的数量满足导管底首次埋置深度1.0m以上。导管提升保持缓慢，确保导管埋置在混凝土中的深度在2～6m。灌注的桩顶标高比设计高出0.5～1.0m左右。
1.8 桩基检测
桩基达到一定强度后，清凿桩头，对桩身混凝土超声波无损检测。
见图2 钻孔桩施工工艺流程图
图2 钻孔桩施工工艺流程图
2 砂层地址情况下成桩质量控制要点
由于本工程桩基施工位置大部分位于砂层地质，施工过程中特别易出现漏浆、坍孔和断桩等质量问题，在钻孔施工过程中，需要重点预防与监控。
漏浆、坍孔是属于孔壁出现问题造成的，旋挖钻机泥浆护壁较薄。一般在1．5～3 mm左右，如果泥浆护壁(泥皮)出现裂隙。在终孔后会发现并内水位逐渐下降，此时便会发生向孔外漏浆或孔外泥砂涌人，直至护壁塌坍，而造成无法成孔成桩。
2.1 泥浆的配置
施工时，现场设置泥浆搅拌筒,采用膨润土、火碱等材料人工造浆，并设置泥浆循环槽及储浆池，保证泥浆循环利用。通过前期试桩，如果保证泥浆胶体溶液膨胀土与水按1：（8~10）的比例进行均匀搅拌，性能指标主要控制其胶体密度为1.3~ 1.4g/cm3,粘度为20~ 30s、含砂率≤6%，钻孔过程中不会出现漏浆、坍孔现象。
2.2 成孔转速控制
一般采取低速转进，严格控制高速钻进，根据前期试桩结果显示，当成孔速度控制在2m/h以内时可行。
2.3 各工序时间的控制
成孔后至成桩之间的时间应尽量缩短，各工序衔接时间应紧凑。
2.4 断桩的预防与控制
断桩情况可能由多种原因使桩孔灌注混凝土失败：混凝土堵管、导管拔不出来、导管折断、灌注混凝土过程中坍孔等。
为预防断桩情况的发生，在施工过程中，井孔要垂直，不漏浆，保证下钢筋笼不碰井壁，使泥皮不受损失；需要保证清孔干净、泥浆达到规范标准；混凝土面深度测量要准确并与计算值相符，保证导管埋探控制在2～6 m 范国内，不致于拔出混凝土面或埋探大而拔不出导管造成断桩事故。
其次两个主要因素是混凝土搅拌均匀和用吊车提管一定要控制使导管在孔中心，不可左右摆动，
若左右摆动很容易使导管靠在钢筋笼上而被卡住，这两方面因素主要是人为造成的，加强值班人员的监督管理和操作人员责任心便会使事故隐患得到最大限度的根除。
3 结语
钻孔桩灌注桩施工是工程施工中一项常用的技术，本文重点通过水上钻孔桩的施工流程的分析以及对砂质地层成孔质量控制的阐述，相信对今后类似工程有一定的借鉴作用。
参考文献：
1、 叶建良等，桩基工程【M】.武汉，中国地质大学出版社，2000.
2、 JCJ94-2008 建筑桩基技术规范【S】.北京，中国建筑工业出版社，2008.
3、冯本强，易军，砂层、卵砺层地层中钻孔灌注桩施工控制要点。上海，同济大学出版社，2008.
4、赵建松，浅谈钻孔灌注桩常见工程事故及预防措施，南京，江苏人民交通出版社，2009.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：钻孔桩 水上施工平台 砂质地层 质量控制
Abstract: Effective construction technology for Bored Piles can ensure construction progress for the whole Bridge Section of Mongu—Kalabo Road Project in Zambia, the paper emphasized introduces a method of on top of water construction platform and pore cueating quality control under the sand bed geologic condition for Bored Piles.
Key word: Bored Piles, on top of water construction platform, sand bed, quality control
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
赞比亚芒古至卡拉博公路工程，全长33.986公里，主要穿越巴若斯特斯洪泛平原并跨越赞比西河。项目受雨季洪水泛滥影响，每年11月至次年4月为雨季，12月赞比西河水开始漫至平原，次年6月洪水退尽，每年的有限施工季节为7月-11月。全线有大小25座桥，钻孔桩设计孔径为φ1.2m、φ1.5m及1.8m三种，平均桩长设计为30m，其中赞比西特大桥11～15#墩利用栈桥搭设水上施工平台施工，0#台～10#墩、16#墩～25#台及其他中小桥在枯水期采用旋挖钻机按陆上施工方法进行施工，钻机选用GPS-1.8旋挖钻机。
项目所在地地层结构自上而下为：表层为松散粉土、粉砂、细砂；中部为中密状细砂、中砂；下部为密实状粉砂、细砂。
1 钻孔桩施工
1.1水上钻孔平台搭设
首先测量放样,以保证搭建平台的支撑桩在不影响设计桩位的施工范围内，然后用吊机将导向架定位后，在施工临时栈桥上，吊机吊φ600mm钢管桩一起插入导向架内，调整管桩垂直度，接桩帽并安装打桩锤，启动打桩锤插打钢管桩至设计标高，插打过程中需要跟踪测量，以免支撑钢管桩偏位过大。
在钢管桩上焊接柱头结构，利用吊机拼装钻孔平台其他构件，将已插打的钢管桩联接成整体，形成钻孔平台（见图1钻孔平台结构示意图）。
图1钻孔平台结构示意图
1.2 护筒插打/埋设
护筒插打（水上）：钻孔平台施工完成后，在平台上拼装导向架，护筒利用导向架，用打桩锤进行插打，插打至设计标高后进行钻孔，护筒直径比钻孔桩设计直径大0.2米，钢护筒中心位置偏差小于5cm，垂直度小于1%。
护筒埋设（陆地）：陆地采用短护筒，埋设前先在护筒埋设位置开挖基坑，然后埋设护筒，埋设好后回填护筒周围土并夯实，确保护筒不在埋设过程中发生较大偏位。
1.3钻进就位
要求钻机履带停放平稳。调节钻机桅桿操作板触摸按钮,从监控板上观察桅杆垂直度到零设位置,前后移动履带,左右旋转机器上位,反复操作,直到钻头垂直轴线与桩位重合。
1.4钻进
1.4.1干孔可直接更换不同功能的钻头直到钻进到应钻深度即可。
1.4.2 水桩必须注意护壁,除了保持水头外,还要注意配备泥浆浓度。水位以不溢出护筒顶为原则。泥浆可直接在孔内加粘土、膨润土、烧碱、木屑等造浆材料,用钻头搅拌至应有浓度。在这个过程中一定要保持水头,防止失水。失水时,迅速回填到不失水,再用筒钻反转抵压护壁。如此反复,精测孔深到应钻深度。
1.4.3 钻进过程中，随时取碴观测地层的变化情况，并与设计图对照比较，如出入较大，与设计单位联系处理，根据地质情况调整钻进参数，并作好施工记录；
1.4.4 钻进过程中，采用有效措施保证钻机牢固稳定，位置准确，防止钻机因振动移位，确保不偏孔。
1.5终孔及清孔、二次清孔
1.5.1 当钻孔达到设计终孔标高后，对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，然后填写终孔检查证，并及时通知监理工程师到现场检查验收；
1.5.2 成孔工序验收合格后，进行清孔施工。
1.5.3 钢筋笼吊放就位后，提出沉碴筒，检查沉碴厚度。若超过5cm即进行二次清孔（采取在导管内插风管的办法）。
1.6 钢筋笼的制作与安装
钢筋笼的制作满足规范要求，吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。钢筋笼到位后，牢固定位，防止灌注混凝土时钢筋笼移位和上浮。
1.7 灌注桩身混凝土
水下混凝土采用垂直导管法灌注，即用混凝土输送泵输送混凝土至混凝土料斗内，经导管灌入孔内。灌注导管采用φ250mm的快速卡口垂直提升导管并作水密试验。
混凝土初凝时间大于灌注时间，含砂率、水泥用量符合要求并具有良好的和易性。
首批灌注混凝土的数量满足导管底首次埋置深度1.0m以上。导管提升保持缓慢，确保导管埋置在混凝土中的深度在2～6m。灌注的桩顶标高比设计高出0.5～1.0m左右。
1.8 桩基检测
桩基达到一定强度后，清凿桩头，对桩身混凝土超声波无损检测。
见图2 钻孔桩施工工艺流程图
图2 钻孔桩施工工艺流程图
2 砂层地址情况下成桩质量控制要点
由于本工程桩基施工位置大部分位于砂层地质，施工过程中特别易出现漏浆、坍孔和断桩等质量问题，在钻孔施工过程中，需要重点预防与监控。
漏浆、坍孔是属于孔壁出现问题造成的，旋挖钻机泥浆护壁较薄。一般在1．5～3 mm左右，如果泥浆护壁(泥皮)出现裂隙。在终孔后会发现并内水位逐渐下降，此时便会发生向孔外漏浆或孔外泥砂涌人，直至护壁塌坍，而造成无法成孔成桩。
2.1 泥浆的配置
施工时，现场设置泥浆搅拌筒,采用膨润土、火碱等材料人工造浆，并设置泥浆循环槽及储浆池，保证泥浆循环利用。通过前期试桩，如果保证泥浆胶体溶液膨胀土与水按1：（8~10）的比例进行均匀搅拌，性能指标主要控制其胶体密度为1.3~ 1.4g/cm3,粘度为20~ 30s、含砂率≤6%，钻孔过程中不会出现漏浆、坍孔现象。
2.2 成孔转速控制
一般采取低速转进，严格控制高速钻进，根据前期试桩结果显示，当成孔速度控制在2m/h以内时可行。
2.3 各工序时间的控制
成孔后至成桩之间的时间应尽量缩短，各工序衔接时间应紧凑。
2.4 断桩的预防与控制
断桩情况可能由多种原因使桩孔灌注混凝土失败：混凝土堵管、导管拔不出来、导管折断、灌注混凝土过程中坍孔等。
为预防断桩情况的发生，在施工过程中，井孔要垂直，不漏浆，保证下钢筋笼不碰井壁，使泥皮不受损失；需要保证清孔干净、泥浆达到规范标准；混凝土面深度测量要准确并与计算值相符，保证导管埋探控制在2～6 m 范国内，不致于拔出混凝土面或埋探大而拔不出导管造成断桩事故。
其次两个主要因素是混凝土搅拌均匀和用吊车提管一定要控制使导管在孔中心，不可左右摆动，
若左右摆动很容易使导管靠在钢筋笼上而被卡住，这两方面因素主要是人为造成的，加强值班人员的监督管理和操作人员责任心便会使事故隐患得到最大限度的根除。
3 结语
钻孔桩灌注桩施工是工程施工中一项常用的技术，本文重点通过水上钻孔桩的施工流程的分析以及对砂质地层成孔质量控制的阐述，相信对今后类似工程有一定的借鉴作用。
参考文献：
1、 叶建良等，桩基工程【M】.武汉，中国地质大学出版社，2000.
2、 JCJ94-2008 建筑桩基技术规范【S】.北京，中国建筑工业出版社，2008.
3、冯本强，易军，砂层、卵砺层地层中钻孔灌注桩施工控制要点。上海，同济大学出版社，2008.
4、赵建松，浅谈钻孔灌注桩常见工程事故及预防措施，南京，江苏人民交通出版社，2009.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。