中交路桥华东工程有限公司 上海 200120
摘要：水中大直径超深钻孔灌注桩施工技术的特点是单桩具有超强的承载和抗震能力，没有振动性等。本文通过分析某桥梁工程的施工案例，对该技术的施工方式和技术要点进行分析，以供参考。
关键词：大直径超深钻孔灌注桩；施工技术；应用分析
1工程概况及施工重点
1.1工程简介
宁波舟山港主通道（鱼山石化疏港公路）公路工程主桥为三塔整幅钢箱梁斜拉桥，跨径布置为（78+187+550+550+187+78）m＝1630m，边中跨比0.482，边跨设辅助墩。钢箱梁顶板设2%横坡。斜拉索采用双索面空间索布置，梁端标准索间距为16.0m，边跨靠近尾索区间距为12m。约束结构体系采用半漂浮体系，中塔处塔梁之间设置纵向限位装置：约束中塔与主梁间纵桥向位移，根据抗震需要设置纵向叠层橡胶支座；边塔处塔梁之间设置纵向粘滞阻尼器；边塔、中塔及过渡墩位置设置横向抗风支座，同时应用钻孔灌注桩基，桩径直径设计范围在2.8到3.5米直径，桩基长度为128-132米。
1.2施工重点
首先大直径钻孔桩的特点是直径为3.5米，其桩长最大值为132米，此时的地层条件是比较复杂的，所以为钻孔增加了难度，必须选取合适的钻孔设备和施工技术。其次在水下进行混凝土灌注作业时，灌注量增大，需要对灌注时间进行合理设计以及控制好混凝土的灌注量。
2该技术施工要点分析
2.1合理选择设备种类
通过分析工程的地层条件、水文特点、钻孔深度和施工场地的环境因素等特点，同时依据施工现场环境、施工单位情况和施工技术的选择不同，将GPS250回转型钻机作为主要的施工设备，此外选用了冲击钻机作为备用施工设备，主要用作对孤石等处理中。
2.2泥浆制备流程
依据分析的地层条件和钻机设备的类型，选取应用膨润土、水解聚丙烯酰胺泥浆，可确保在不同的地层进行钻孔作业时防止扩孔、塌孔现象发生。具体的制作布骤是：（1）把膨润土、纯碱混合入水中进行搅拌作为原浆。（2）将未水解的聚丙烯酰胺（也称作PAM）先溶解于水在常温气候条件下进行水解，配比比例为水：Naoh：PAM=70:1.15:10，比例调配好后用搅拌桶进行搅拌至PAM充分溶解，水解后将其放置3天时间再进行使用。（3）制备PAM泥浆，该泥浆的特点是水分流失量小，泥皮的致密度高可起到良好的的护壁作用。制作时在原浆中加入相应比例的水解聚丙烯酰胺，将二者充分搅拌。其使用量应依据时间测量的泥浆的标准值进行确定，通常配比标准为每立方米的原浆可混合（25±5）千克的水解PAM，同时使用气举反循环法排除渣滓，并测量泥浆的性能值，确保最终的钻孔内泥浆的质量满足施工要求。若泥浆不符合设计要求时，可使用一些化学处理剂，提高其粘稠度和性能。
2.3钻机安装方式
安装钻机时要使用汽车将钻机运到指定的钻孔施工地点，并将其吊制安装就位。对钻机的安装要求有严格的操作流程，钻机的转盘中心位置必须和钻孔灌注桩基的中心线垂直对应，确保钻孔误差小于2厘米。安装过程中应使用水准仪对其是否处于水平位置进行检测，要求钻机的水平误差小于5豪米，如果出现水平误差大于5毫米时，可使用不同厚度的钢板进行调整，确保钻机安装的精准性。
2.4钻孔的施工工艺
先选择使用何种钻头，并依据钻头的施工细节和技术方法进行施工作业。一是进行开孔钻进作业，施工时要启动泥浆循环设备，确定钻头是否在正向循环下施工作业，接着开钻机，缓慢的把钻头放入钻孔底部，此时钻头的转速应设定为慢速，当整个钻头钻入地层后，将钻压逐渐加强，确保转速达到正常运转要求，在钻孔转至泥面标高深度时，使用气举反循环法继续进行施工作业。
施工作业中还要重点关注出水口的情况，观察出水是否顺畅，如果钻机运转速度过快会出现钻渣不能及时排出而堵塞现象。若出水情况不理想，应安装泥浆分离器，将堵塞物进行分类，确保出水畅通。其次是钻进施工作业，在遇到淤泥或黏土层时，钻孔施工作业要控好钻孔进口出的大小值，每完成一次钻孔必须进行清扫，使钻孔直径始终满足作业要求标准。此外还要依据钻渣变化对地层进行分析和判定，如果地层条件变化需要对泥浆的性能值进行有效调整，才能确保成孔作业在满足质量的前提下顺利完成。
2.5第一次清孔作业
本次桥体工程钻孔灌注桩基存在孔径和孔深均比较大的特点，所以钻孔中对泥浆的各项指标调整需要的时间比较长，为减少钻孔灌注成桩时间，可在保证护壁稳定性基础上，当钻孔深度与设计深度接近时，在泥浆循环管路安装泥浆分离器，通过循环方式实现净化泥浆的目的，之后再将其灌注钻孔中。
2.6钢筋笼制作和安装技术
钢筋笼也存在直径和长度值比较大，质量较重等特点，可将主筋设计为直径为25的圆形钢，并应用滚压直螺纹套筒进行连接。首先制作钢筋笼时，要在施工场地设置和钢筋笼长度相应的钢筋加工操作台，确保其在下沉时完成精准对接，在安装钢筋笼之前，应先在钢筋加工操作台面上对其进行预连接，从而保证钢筋笼相邻各节段之间连接的准确度，在安装时一边进行分解另一边进行吊装。其次在安装时用浮吊或汽车吊法。具体方法是在其下沉到相应深度时，用吊环将其挂起，并固定在钻孔平台上，要使用对称式吊环，确保其安装位置的准确性。
2.7灌注水下混凝土前进行二次清孔作业
借助灌注水下混凝土导管进行二次清孔，要在导管上安装接头或弯管，在其内部设计安装钢管，将其深入导管内，通过该钢管输送高压风，钢管设计长度应超出16米，且同时达到水头到出浆口长度值的1.5倍左右。
2.8水下混凝土灌注施工工艺
首先要做好施工前的准备工作，如改进混凝土浆液配比等；确认使用的原材料数量储备充足，如水泥、砂子等；对施工设备进行仔细检查，确保施工时的正常运转；对导管进行详细检查。其次钻孔清理完毕后使用带游轮螺母导管进行混凝土灌注施工作业，施工前检验水密承压情况，一般水压应为1.5MPa。然后进行第一次灌注，并实时测量灌注顶面混凝土高度，当管深6米时暂停灌注，应及时拆除导管，在依据上述步骤进行重复步骤的施工操作。
3钻孔施工过程的质量控制和检验
一是在钻孔时要时常对转盘水平度和垂直度进行检测，确保成孔在水平和垂直方向的精准度。二是在深孔钻进过程中，时常关注排渣口的浆液流出情况，如果排渣不顺利，要检查送风口的风力，同时启用中间风包，增强风力。三是在钻孔时进行泥浆调配，不能将碱或膨润土直接倾倒进钻孔中，而是将其稀释后慢慢倒入泥浆循环池。四是滚刀钻头在使用前后应对安装位置和方向进行仔细检查，在工具拆卸后应交由专人进行保管，对于损坏的部件应及时进行修补或替换。五是对成桩进行检查。在桩基完成混凝土灌注一个月后，要依据设计要求和相关检验方法对其进行检测。具体操作步骤是挖开桩顶上方的土壤，漏出桩基，清除桩基上方的杂质，接着对裸露的桩基混凝土进行检侧，查验其质量是否合格。
结束语
通过对实际工程的分析可知，该技术在使用中对水文、地质等条件的要求不是很高，所以能够确保钻孔灌注桩精密度符合施工设计要求，极大的提高了施工作业中的安全操作水平。通过此案例研究该技术的使用效果，施工质量和技术要求的规范性均达到了设计目标的要求，因此该技术的应用对于施工的精密度和质量发挥了重要的意义和作用。
参考文献
[1]魏华兵,张泽毅,李瑶,吴昊天,程珂.复杂岩层水域大直径超深钻孔灌注桩施工技术研究[J].市政技术,2020,38(03):261-264.
[2]杨联锋,彭志平,孙智杰.汾河特大桥大直径超深旋挖钻孔灌注桩施工技术[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2019,46(07):89-93.
[3]郭丽娟.大直径超深钻孔灌注桩的施工技术[J].门窗,2018(08):111-112.