摘要：在钻孔桩施工中，在地质条件复杂多变的情况下，塌孔、扩孔现象导致钻孔桩混凝土超量难以控制，根据雷山互通桩基地质情况及施工过程中多次试验与相关规范，对钻孔灌注桩施工过程中因塌孔、扩孔引起的超灌混凝土数量控制施工技术进行了探讨。
关键词：钻孔灌注桩；超灌混凝土数量控制；施工技术
1 引言
雷山互通匝道桥梁桩基，最大孔深35m，桩径为1.8~2m，该匝道桥梁位于陡坡沟壑间，部分桩基位于河床上，地下水非常丰富及水位线低，桩基岩层为表层耕土、砂卵层、变余砂岩夹板岩层，结构松散，施工中桩基采取冲击钻钻孔过程中容易出现局部塌孔、扩孔、偏孔等现象，如何避免以上现象的发生是控制混凝土超灌的主要因素。
2 工程概况
雷山互通位于贵州省雷山县凯雷高速终点陶尧村，中心桩号为项目起点前77米凯雷高速内，采用单喇叭B型互通立交，交叉式为主线上跨匝道；连接线接入城镇道路蚩尤大道，主要服务于雷山县城北部园区与雷公山自然保护区。该互通共有三座匝道桥梁B、C、E匝道。3 工程地质
雷山互通桥梁桩基地层主要为覆盖层和下伏基岩。覆盖层主要分为冲洪积层卵石土、残坡积层含碎石粉质粘土、人工填筑土。下伏基岩为上板溪群番招组第一段薄至中厚层状变余砂岩夹板岩、上板溪群清水江组第二段薄至中厚层状变余凝灰岩。根据岩体的节理、裂隙发育特征、岩体完整程度、新鲜程度、软硬程度，将桥区基岩划分为强、中风化层。
3 工程水文地质
桥区属于长江流域沅江水系。枢纽互通中部发育一条常年性河流陶尧河，河流流量测时约600L/s，地下水类型为基岩裂隙水。松散孔隙水位于第四系松散土层内，以上层滞水形式赋存。基岩裂隙水赋存于风化层基岩节理裂隙中，裂隙不发育的板岩为相对隔水层。根据初勘取样的水质分析报告，场区水质为碳酸盐钙质水，对混凝土结构具有镁盐和侵蚀性CO2的微腐蚀性。
4 钻孔灌注桩主要工序及操作要点
4.1 钻孔灌注桩主要工序
钻孔灌注桩是一项工序复杂、技术要求高、质量要求高、不可控因素多并且要求在短时间内连续施工完成的水下隐蔽工程。要想高质量的完成钻孔灌注桩的打设，必须要在施工前做好准备工作。
4.2施工操作要点
4.2.1施工准备
1）场地清淤换填，采用山皮石夯实整平，做好相应的排水系统。
2）现场四周设置排水沟、集水井和沉淀池，孔口四周挖排泥浆沟，做好排水系统。
4.2.2护筒埋设
严格控制护筒中心位置偏差不大于5cm、垂直度偏差不大于1%，防止施工中护筒下沉。
4.2.3钻机安装
钻机进场要经过验收合格后方可安装，钻机安装位置应远离泥浆池。
4.2.4泥浆制备
泥浆比重一般控制在：1.20～1.40；粘度：22～30s；含砂率：≤4%；胶体率：≤95%；PH值：≤6；失水率≤20mL，泥皮率：≤3mm。特殊地质情况下应根据不同的地质对泥浆比重及时调整。泥浆池位置布局要合理，以利于泥浆回流畅顺。
4.2.5验孔
清孔后应用测绳检测孔深与孔底沉渣厚度，孔内泥浆比重宜为1.1~1.13之间。
4.2.6钢筋笼安放
钢筋笼吊点位置应选用适当，一般是在内箍筋处，为防止钢筋笼吊装时发生变形，在吊装过程中合理安放吊钩且避免多次倒运。在安放是将中心与桩中心对其，确保钢筋笼安放高度与保护层厚度。
4.2.7二次清孔
二次清孔后的泥浆比重应控制在1.13以下、含砂率不大于2%，实际孔深必须大于或等于设计孔深，孔底沉渣厚度对端承型桩，不应大于 50mm；对摩擦型桩，不应大于 100mm；清孔完成后应及时灌注混凝土，若时间过长者需要重新检测孔底沉渣厚度。
5 常见的超方问题及处理方法
常见导致混凝土超方的有：塌孔、扩孔、超灌标高控制等。
5.1塌孔
在施工中造成孔位坍塌现象一般可分为：泥浆性能、地质因素等条件。
5.1.1泥浆性能
在钻孔过程中发现泥浆性能、胶体指标不合格、孔内泥浆液位低于孔外水位是导致孔位坍塌的重要。因此制备适宜的泥浆，控制好泥浆比重应为1.3~1.4，时刻保证孔内水面高于孔外水面，是防止发生塌孔的关键，也是控制混凝土超方的关键。
5.1.2地质因素
以雷山互通为例在原地面一下约3m~11m处为回填砂卵层，十分松散，且紧邻公路扰度大，塌孔现象严重。在施工过程中为减少塌孔现象，从而制定相应措施：
1）连续作业，缩短成孔时间；
2）经现场反复试验，调控泥浆比重，在砂卵层处泥浆比重应控制在1.36~1.4左右。
3）控制冲击冲程高度，在砂卵层处冲程高度控制在1m~1.2m。
4）控制冲击频率，在砂卵层处冲击频率应控制在30~35次/min。
5）尽量避免在重车出入高峰期反浆。
5.2扩孔
在施工过程中造成扩孔的因素有：冲锤直径过大、偏孔、梅花桩等。
5.2.1冲锤直径要求
在施工过程中不同桩径所使用的冲锤直径大小不等。在施工过程中可根据地质与其他因素来适当的调整冲锤直径大小，但孔径必须满足设计图纸规范要求；见表6.2-1。
5.2.2偏孔
在施工过程中造成桩位偏孔的因素主要有：钻机下沉、斜岩与孤石等；
1）在施工过程中随时检查钻机是否下沉，若出现下沉现象应立即调整，待调整完后在行施工。
2）在施工过程中若出现斜岩与孤石时，应及时控制其冲程高度为1m~1.2m、冲击频率应控制在30~36次/min。
3）当偏孔深度较大时，为调整桩基垂直度从而减少混凝土的超灌时，应向孔内填入强度大的片石进行孔位校正，校正时应控制其冲程高度为1m~1.2m、冲击频率应控制在30~36次/min。填入高度应高于发生偏孔处2m左右；图6.2.2-1所示。
6.2.3“梅花桩”
在施工过程中很少出现“梅花桩”。“梅花桩”是因为冲程值太小等因素，冲锤在施工中无法旋转。在施工过程中时刻注意并调整其冲程高度，冲程高度应控制在1.5m左右。
5.3超灌标高控制
在水下灌注桩施工中，为保证桩顶混凝土质量，在灌注混凝土时都会超灌，而超灌的量主要取决于混凝土性能、泥浆稠度、沉渣厚度、施工经验等因素；当初罐混凝土性能较好、泥浆稠度低、灌注前孔底沉渣厚度少时可根据施工经验调整其超灌高度，一般情况超灌高度控制在50cm左右。
在施工过程受施工场地和其他因素影响，桩基的虚桩深浅不同，在测量超灌标高时需反复测量；当虚桩较短时，可以采用木棍、竹竿等工具直接测量砼面高度。当虚桩较深时，施工现场根据施工经验一般采用测绳反复测量控制砼面高度。
7 结束语
7.1 实施效果评价
（1）雷山互通采用冲击钻施工桩基，结合实际地质通过多次试验对泥浆比重、冲锤直径、冲程高度、冲程频率的调整降低施工中塌孔、扩孔、偏孔等现象的发生，此施工方法安风险小，不返工，一次成孔，进度快，可操作性强。混凝土超灌现象得到了一定的控制。
（2）通过对不同段不同地质施工段落的划分，做到对泥浆比重、冲锤直径、冲程高度、冲程频率的调整，降低了施工成本，具有一定的社会经济效应。
7.2 自我总结
通过对自我施工经验的总结，在冲击钻施工过程中严格控制：泥浆比重、钢丝绳的波动、钻机是否下沉、冲锤大小、冲程高度、反浆时间等是有效快速成孔的关键技术。
参考文献：
[1]张凡.公路桥梁深水桩基础施工技术[J].技术与市场.2012（07）
[2]刘礼明.公路桥梁桩基施工技术简析[J].科技信息.2012（21）
论文作者:刘振奇,朱万林,廖孟鹏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
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