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摘要：桩基是一项隐蔽工程，本文阐述桥梁桩基施工应用的一般程序和注意事项，说明桩基虽是一种新工艺，但只要规范施工，质量是可以保证的，并会给社会带来巨大效益。
关键词：桩基础；灌注桩；施工方法；水下混凝土；桥梁
钻孔灌注桩是一项隐蔽工程，现在的桥梁基础，有很大部分采用钻孔灌注桩，因为它具有施工工艺简单，施工方便，承载力稳定可靠等优点，因而被广泛应用于公路和铁路桥梁等结构工程中。本文结合贵州省某高速公路No4合同段盘江中桥施工经验概述钻孔灌注桩的施工程序和几点体会。该高速公路No4合同段盘江中桥为预应力梁斜桥，跨径为3-13m，桥总长49m。0#和3#台为明挖扩大基础，处于王格河两岸：1#和2#墩全部采用桩基础，共8条桩柱，桩径1.5m，桩基落于河水较浅的盘江河床中。该桥地质情况较为复杂，表层为1~6m厚的粉砂质淤泥和粘土，表层下为风化程度不同的石灰岩、泥炭岩和砂岩，而且岩面沟槽纵横，起伏不平，局部还有溶槽，钻孔施工有一定难度。
1、施工准备
1.1 施工場地
施工前应将桥位测量放样和场地平整好，以便安装钻架进行钻孔。当场地位于无水岸滩时，钻架位置应整平夯实，清除杂物，挖除软土，当场地有浅水时，宜采用土或草袋围堰筑岛；当场地为陡坡、深水或淤泥层较厚时，可搭设工作平台，平台必须牢固稳定，能支承钻机在其上面工作。采用方法可根据实地情况选择，如在水上打桩用型钢焊接平台，在锚碇稳固船上架设钻机等。
1.2 施工机具配备
主要是钻机。钻机应根据钻孔直径、深度和场地地质等因素选用，宜柳路No4合同段王格河中桥桩基施工采用正循环回旋钻机。所谓正循环，即在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻竿中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排出至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆进入泥浆池循环使用。在安装钻机时，钻架必须保持平稳，不得发生位移、倾斜和沉陷。
2、灌注桩施工工艺
2.1 施工流程
桩基施工流程为：护筒埋设——配置泥浆——钻进成孔——清孔，下钢筋笼——二次清孔——浇注混凝土。桩基施工的顺序采用跳打法，并结合现场的实际情况进行施工。
2.2 护筒埋设
护筒的作用是固定桩位，保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位以维护孔壁及钻孔导向等，根据施工场地可选择采用钢护筒或混凝土护筒，制作护筒时要考虑其内径要比钻头直径稍大。埋设护筒时应注意：护筒平面位置应埋设准确，偏差不宜大于50mm，护筒顶标高应高出地下水位和施工水位1.5~2m。在无水地层钻孔时因护壁顶部设有溢浆口，因此筒顶也应高出地面0.2~0.3m。
2.3 泥浆配置(泥浆循环系统)
合理的泥浆配置是成孔质量的重要因素。泥浆在钻孔的作用是：在孔内产生较大的悬浮液压力，可防止坍孔；泥浆向孔外土渗透，在钻进的过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有一定的护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。施工中泥浆配置一般采用人造泥浆和砂砾石层投放优质粘土相结合的办法配置泥浆。泥浆的性能指标要根据不同的钻孔方法和不同的地层情况来确定。
2.4 钻进成孔
先启动泥浆泵，钻机空转，待泥浆进入钻孔一定数量后再开始钻进，钻进速度随地质情况而变，在粘性土中用中等转速，大泵量稀泥钻进。在砂性土中用低档、轻压慢速，大泵量、稠泥浆钻进。在较硬土中用低慢速优质泥浆，慢进尺钻进。在钻孔过程中钻进时要严格将泥浆比重控制在1.1~1.3之间，在较好的粘土层中钻孔，可灌入清水，使钻孔时孔内自造泥浆，达到固壁的效果。如果稠度不够应及时投入粘土。用此方法可以避免出现塌孔现象，钻孔应一次完成，不得中途停顿，如遇有事故，应立即处理：要保持孔内水头比外侧河面水头高1m左右，以防塌孔。钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作，终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、倾斜度及孔底土质等情况进行检验，合格后立即清孔。
2.5 钢筋笼的制作和安装
钢筋笼采用固定平台制作，通过十字交叉筋对吊装主筋进行加固。转运时，双吊车起吊或单吊车主钩副钩同时起吊，以避免钢筋笼因吊装而变形。
2.6 清孔
清孔的目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注的钢筋混凝土质量，保证桩基有足够的承载力。在终孔检查后，应立即进行孔底清理，避免隔时过长，泥浆，钻渣沉淀，造成清孔困难或坍孔。清孔一般采用换浆清孔法，是指在钻孔完成后，利用正循环钻机，让钻孔机继续空转1~2个小时进行第一次换浆清孔，然后把钻头拉起来拿开，并马上把钢筋笼放进孔内安装好，检查孔内泥浆浓度、含砂率等泥浆性能指标和孔底沉淀厚度。超过规定，再进行第二次清孔，继续循环换浆，清渣，直到清孔质量达到规范要求为止。在清孔排渣时必须注意保持孔内水头，以防坍孔。
2.7 水下混凝土的灌注
灌注混凝土前，应再控测孔底泥浆浓度、含沙率，如大于规定值，须再次清乱，直至复验合格时才可以灌注。清孔干净及钢筋笼就位合格后，就要立即安装好砼料车。水下混凝土采用直升导管法进行灌注，混凝土通过漏斗进入导管，进入到初期灌注的混凝土下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批灌注的混凝土仍具塑性的时间完成。在灌注首批混凝土时，导管上口接漏斗，在接口处设隔水栓(隔水栓要求能在导管内滑动自如不致卡管)，以隔绝混凝土与导管内水的接触。在漏斗中放足够数量的混凝土后，放开隔水栓使漏斗中存备的混凝土连同隔水栓向孔底猛落，将导管内的水挤出，混凝土从导管下落至孔底堆积，并使导管埋在混凝土内，此后向导管连续灌注混凝土。随着混凝土不断由漏斗、导管灌入钻孔，钻孔内初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆不断被顶托升高，相应地不断提升导管和拆除导管，直至钻孔灌注混凝土完毕。导管下口至孔底的距离一般在20~40cm为宜，而且导管埋入混凝土中的深度以1~1.5m为好，要控制混凝土的坍落度在18~20cm之间，以防坍落度过小混凝土堵塞导管，混凝土的含砂率宜为40%~50%，以使混凝土有良好的和易性和流动性。
(1)首批灌注混凝土数量
满足导管埋没深度和填充导管底部间隙的需要，必须保证首批灌注混凝土的数量，其所需的混凝土数量按下式计算： V=d2h/4+πD2H/4
式中：V——首批混凝土所需数量(m)
h——孔内混凝土高度H时，导管内混凝土与导管外水压平衡所需高度(m)，h=aXb÷c
a——孔内水面到混凝土面的水柱高
bc——分别为孔内水(或泥浆)和混凝土的容重
H——灌注首批混凝土时所需井孔内砼面至孔底的高度(m)
D——井孔直径(m)
d——导管内径(m)
(2)水下混凝土配制
①采用普通硅酸盐水泥，水泥的初凝时间不宜早于2.5h，水泥标号不低于425号，砂采用中砂，细度模数2.4，碎石不大于40m。含砂率和水灰比有试验依据时可根据实际情况酌情适当增减。
②凝结时间。首批灌注的混凝土初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌注完成的时间，当混凝土数量较大时，灌注需要较长时间时，可通过试验在首批混凝土中掺入适量的缓凝剂，以延缓其凝结时间。
3、故障处理
(1)坍孔。一般在施工中容易出现的情况就是坍孔，引起坍孔的原因有几种。可根据不同的故障原因进行不同的处理。如当护筒埋设过浅时，周围封填不密而漏水时，在坍孔部位不深情况下，可采用深埋护筒，将护筒围回填土，夯实后重新钻孔；泥浆稠度过小，起不到护壁作用时，遇轻度坍孔情况，可加大泥浆密度处理，严重坍孔情况，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进。
(2)另外，在施工中出现故障的情况还有钻孔倾斜，卡钻、掉钻、扩孔及缩孔等常见现象，要根据不同类型故障针对进行处理。
4、桩基检测
由于钻孔灌注桩是一项隐蔽工程，以往，桩基检测技术办法不多，但现在随着科学技术的发展，无损检测技术的不断进步，隐蔽工程和透明度也越来越高，多种桩基检测技术相继出台，如高应变检测法，低应变检测法、超声波法，抽芯试验法等等，给人们对桩基成品进行检测带来极大的便利。根据桩基现场实际情况选择不同的检测方法。
5、体会及建议
虽然桩基施工具有一定的难度，但只要作好各项施工前准备和预控工作，科学施工、精确检测，桩基的质量是有保障的，带来的经济效益和社会效益也是十分突出的。
①若需泥浆护壁时，泥浆的比重应控制在能确实起到护孔壁为止，而不应刻意追求泥浆比重的降低，因为虽在水下灌注砼時翻浆较易，但更易造成坍孔。
②对于地质表层下岩面起伏不平，沟槽纵横的钻孔施工，应注意预防管涌情况的发生。
③砼灌注前，入料机应充分准备好，并制订出防范出现故障的应急措施，宜采用管道泵送，使砼更均匀、连续。水下灌注砼时所用导管必须保持有足够的埋置深度。
④混凝土拌和必须均匀，尽可能缩短运输距离和减小颠簸，以防止混凝土离析而发生卡管等事故。
⑤灌注混凝土必须连续作业，一气呵成，避免任何原因的中断灌注，因此混凝土搅拌和运输设备应满足连续作业要求。孔内混凝土上升到接近钢筋笼底处时应注意防止钢筋笼架被 混凝土顶起而移位。
⑥灌注过程中，要随时测量和记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，要防止导管提升过猛，管底提离混凝土面或埋入过浅，而使导管内进水造成断桩夹泥：另外也要防止导管埋入过深而造成管内混凝土压不出或导管为混凝土埋住凝结，不能提升，导致中止浇灌而成断桩。
⑦灌注的桩顶标高应比设计值预加一定的高度(预加高度一般为0.5~0.8m)，此范围的浮浆和混凝土应凿除，以确保桩顶混凝土的质量。
⑧成桩后，宜及时采用无损检测等方法对桩基施工质量进行确认，分析存在问题的原因，及时纠正不正确的施工方法，不断总结经验，不断提高。
关键词：桩基础；灌注桩；施工方法；水下混凝土；桥梁
钻孔灌注桩是一项隐蔽工程，现在的桥梁基础，有很大部分采用钻孔灌注桩，因为它具有施工工艺简单，施工方便，承载力稳定可靠等优点，因而被广泛应用于公路和铁路桥梁等结构工程中。本文结合贵州省某高速公路No4合同段盘江中桥施工经验概述钻孔灌注桩的施工程序和几点体会。该高速公路No4合同段盘江中桥为预应力梁斜桥，跨径为3-13m，桥总长49m。0#和3#台为明挖扩大基础，处于王格河两岸：1#和2#墩全部采用桩基础，共8条桩柱，桩径1.5m，桩基落于河水较浅的盘江河床中。该桥地质情况较为复杂，表层为1~6m厚的粉砂质淤泥和粘土，表层下为风化程度不同的石灰岩、泥炭岩和砂岩，而且岩面沟槽纵横，起伏不平，局部还有溶槽，钻孔施工有一定难度。
1、施工准备
1.1 施工場地
施工前应将桥位测量放样和场地平整好，以便安装钻架进行钻孔。当场地位于无水岸滩时，钻架位置应整平夯实，清除杂物，挖除软土，当场地有浅水时，宜采用土或草袋围堰筑岛；当场地为陡坡、深水或淤泥层较厚时，可搭设工作平台，平台必须牢固稳定，能支承钻机在其上面工作。采用方法可根据实地情况选择，如在水上打桩用型钢焊接平台，在锚碇稳固船上架设钻机等。
1.2 施工机具配备
主要是钻机。钻机应根据钻孔直径、深度和场地地质等因素选用，宜柳路No4合同段王格河中桥桩基施工采用正循环回旋钻机。所谓正循环，即在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻竿中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排出至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆进入泥浆池循环使用。在安装钻机时，钻架必须保持平稳，不得发生位移、倾斜和沉陷。
2、灌注桩施工工艺
2.1 施工流程
桩基施工流程为：护筒埋设——配置泥浆——钻进成孔——清孔，下钢筋笼——二次清孔——浇注混凝土。桩基施工的顺序采用跳打法，并结合现场的实际情况进行施工。
2.2 护筒埋设
护筒的作用是固定桩位，保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位以维护孔壁及钻孔导向等，根据施工场地可选择采用钢护筒或混凝土护筒，制作护筒时要考虑其内径要比钻头直径稍大。埋设护筒时应注意：护筒平面位置应埋设准确，偏差不宜大于50mm，护筒顶标高应高出地下水位和施工水位1.5~2m。在无水地层钻孔时因护壁顶部设有溢浆口，因此筒顶也应高出地面0.2~0.3m。
2.3 泥浆配置(泥浆循环系统)
合理的泥浆配置是成孔质量的重要因素。泥浆在钻孔的作用是：在孔内产生较大的悬浮液压力，可防止坍孔；泥浆向孔外土渗透，在钻进的过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有一定的护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。施工中泥浆配置一般采用人造泥浆和砂砾石层投放优质粘土相结合的办法配置泥浆。泥浆的性能指标要根据不同的钻孔方法和不同的地层情况来确定。
2.4 钻进成孔
先启动泥浆泵，钻机空转，待泥浆进入钻孔一定数量后再开始钻进，钻进速度随地质情况而变，在粘性土中用中等转速，大泵量稀泥钻进。在砂性土中用低档、轻压慢速，大泵量、稠泥浆钻进。在较硬土中用低慢速优质泥浆，慢进尺钻进。在钻孔过程中钻进时要严格将泥浆比重控制在1.1~1.3之间，在较好的粘土层中钻孔，可灌入清水，使钻孔时孔内自造泥浆，达到固壁的效果。如果稠度不够应及时投入粘土。用此方法可以避免出现塌孔现象，钻孔应一次完成，不得中途停顿，如遇有事故，应立即处理：要保持孔内水头比外侧河面水头高1m左右，以防塌孔。钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作，终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、倾斜度及孔底土质等情况进行检验，合格后立即清孔。
2.5 钢筋笼的制作和安装
钢筋笼采用固定平台制作，通过十字交叉筋对吊装主筋进行加固。转运时，双吊车起吊或单吊车主钩副钩同时起吊，以避免钢筋笼因吊装而变形。
2.6 清孔
清孔的目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注的钢筋混凝土质量，保证桩基有足够的承载力。在终孔检查后，应立即进行孔底清理，避免隔时过长，泥浆，钻渣沉淀，造成清孔困难或坍孔。清孔一般采用换浆清孔法，是指在钻孔完成后，利用正循环钻机，让钻孔机继续空转1~2个小时进行第一次换浆清孔，然后把钻头拉起来拿开，并马上把钢筋笼放进孔内安装好，检查孔内泥浆浓度、含砂率等泥浆性能指标和孔底沉淀厚度。超过规定，再进行第二次清孔，继续循环换浆，清渣，直到清孔质量达到规范要求为止。在清孔排渣时必须注意保持孔内水头，以防坍孔。
2.7 水下混凝土的灌注
灌注混凝土前，应再控测孔底泥浆浓度、含沙率，如大于规定值，须再次清乱，直至复验合格时才可以灌注。清孔干净及钢筋笼就位合格后，就要立即安装好砼料车。水下混凝土采用直升导管法进行灌注，混凝土通过漏斗进入导管，进入到初期灌注的混凝土下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批灌注的混凝土仍具塑性的时间完成。在灌注首批混凝土时，导管上口接漏斗，在接口处设隔水栓(隔水栓要求能在导管内滑动自如不致卡管)，以隔绝混凝土与导管内水的接触。在漏斗中放足够数量的混凝土后，放开隔水栓使漏斗中存备的混凝土连同隔水栓向孔底猛落，将导管内的水挤出，混凝土从导管下落至孔底堆积，并使导管埋在混凝土内，此后向导管连续灌注混凝土。随着混凝土不断由漏斗、导管灌入钻孔，钻孔内初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆不断被顶托升高，相应地不断提升导管和拆除导管，直至钻孔灌注混凝土完毕。导管下口至孔底的距离一般在20~40cm为宜，而且导管埋入混凝土中的深度以1~1.5m为好，要控制混凝土的坍落度在18~20cm之间，以防坍落度过小混凝土堵塞导管，混凝土的含砂率宜为40%~50%，以使混凝土有良好的和易性和流动性。
(1)首批灌注混凝土数量
满足导管埋没深度和填充导管底部间隙的需要，必须保证首批灌注混凝土的数量，其所需的混凝土数量按下式计算： V=d2h/4+πD2H/4
式中：V——首批混凝土所需数量(m)
h——孔内混凝土高度H时，导管内混凝土与导管外水压平衡所需高度(m)，h=aXb÷c
a——孔内水面到混凝土面的水柱高
bc——分别为孔内水(或泥浆)和混凝土的容重
H——灌注首批混凝土时所需井孔内砼面至孔底的高度(m)
D——井孔直径(m)
d——导管内径(m)
(2)水下混凝土配制
①采用普通硅酸盐水泥，水泥的初凝时间不宜早于2.5h，水泥标号不低于425号，砂采用中砂，细度模数2.4，碎石不大于40m。含砂率和水灰比有试验依据时可根据实际情况酌情适当增减。
②凝结时间。首批灌注的混凝土初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌注完成的时间，当混凝土数量较大时，灌注需要较长时间时，可通过试验在首批混凝土中掺入适量的缓凝剂，以延缓其凝结时间。
3、故障处理
(1)坍孔。一般在施工中容易出现的情况就是坍孔，引起坍孔的原因有几种。可根据不同的故障原因进行不同的处理。如当护筒埋设过浅时，周围封填不密而漏水时，在坍孔部位不深情况下，可采用深埋护筒，将护筒围回填土，夯实后重新钻孔；泥浆稠度过小，起不到护壁作用时，遇轻度坍孔情况，可加大泥浆密度处理，严重坍孔情况，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进。
(2)另外，在施工中出现故障的情况还有钻孔倾斜，卡钻、掉钻、扩孔及缩孔等常见现象，要根据不同类型故障针对进行处理。
4、桩基检测
由于钻孔灌注桩是一项隐蔽工程，以往，桩基检测技术办法不多，但现在随着科学技术的发展，无损检测技术的不断进步，隐蔽工程和透明度也越来越高，多种桩基检测技术相继出台，如高应变检测法，低应变检测法、超声波法，抽芯试验法等等，给人们对桩基成品进行检测带来极大的便利。根据桩基现场实际情况选择不同的检测方法。
5、体会及建议
虽然桩基施工具有一定的难度，但只要作好各项施工前准备和预控工作，科学施工、精确检测，桩基的质量是有保障的，带来的经济效益和社会效益也是十分突出的。
①若需泥浆护壁时，泥浆的比重应控制在能确实起到护孔壁为止，而不应刻意追求泥浆比重的降低，因为虽在水下灌注砼時翻浆较易，但更易造成坍孔。
②对于地质表层下岩面起伏不平，沟槽纵横的钻孔施工，应注意预防管涌情况的发生。
③砼灌注前，入料机应充分准备好，并制订出防范出现故障的应急措施，宜采用管道泵送，使砼更均匀、连续。水下灌注砼时所用导管必须保持有足够的埋置深度。
④混凝土拌和必须均匀，尽可能缩短运输距离和减小颠簸，以防止混凝土离析而发生卡管等事故。
⑤灌注混凝土必须连续作业，一气呵成，避免任何原因的中断灌注，因此混凝土搅拌和运输设备应满足连续作业要求。孔内混凝土上升到接近钢筋笼底处时应注意防止钢筋笼架被 混凝土顶起而移位。
⑥灌注过程中，要随时测量和记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，要防止导管提升过猛，管底提离混凝土面或埋入过浅，而使导管内进水造成断桩夹泥：另外也要防止导管埋入过深而造成管内混凝土压不出或导管为混凝土埋住凝结，不能提升，导致中止浇灌而成断桩。
⑦灌注的桩顶标高应比设计值预加一定的高度(预加高度一般为0.5~0.8m)，此范围的浮浆和混凝土应凿除，以确保桩顶混凝土的质量。
⑧成桩后，宜及时采用无损检测等方法对桩基施工质量进行确认，分析存在问题的原因，及时纠正不正确的施工方法，不断总结经验，不断提高。