1概况
南水北调东线穿渠埋涵工程新建位山桥位于穿黄隧洞出口，横穿位山灌区东、西干渠，因修建穿渠埋涵工程，原位山桥需要拆除。新建位山桥桥墩为钻孔灌注桩，桩径37m高程以下1.4m、37-41.3m高程1.0m，为双排灌注桩，行间距为3.1×8m，桥面采用8m钢筋砼预制铺装板。位山灌区始建于1958年，1981年改建、1983年竣工，经过50多年的运用，渠道软弱土层较厚，桥面荷载较大，采用钻孔灌注桩可减少工程造价。
钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土、对周围环境及邻近建筑物影响小、能穿越各种复杂地层、形成较大单桩承载力、适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点，可简化施工、缩短工期、降低成本，是一种应用较为广泛的重要桩型。随着科技进步，灌注桩的桩长、桩径不断加大，单桩承载力也越来越高。长桩、大桩施工难度大，易发生质量事故；单柱单桩质量要求高，发生质量事故后，加固处理难度大、费用高。因此，加强灌注桩施工工艺研究，掌握灌注桩施工技术，搞好工序质量控制，及时采取预防措施，是防止质量事故发生的有效措施。
2施工准备
2.1钻孔前的准备
位山桥灌注桩在东、西干渠渠道内施工，为搭建施工平台，施工前先进行填土，逐坯碾压，预留施工便道，设置供电、供水系统，制作和埋设护筒，进行钻架设计、泥浆制备，准备钻孔机具等。对地质勘探资料和设计文件认真审查，掌握地质情况、桩位、桩型、地面标高等情况。场内存在较厚的回填土和软土层，应校核桩基是否存在负摩擦现象。对不均匀地基和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形做好处理准备。设置质量控制点、关键工序，完善质量管理体系，加强现场管理，精心施工，将质量隐患消除成桩之前。
2.2钻机就位
根据设计提供的地质资料，渠道土层基本为粘性土、砂类土等，护筒埋好后进行钻机就位，选用正、反循环旋转钻机。将钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位，对中误差≤5mm。
2.3泥浆制备
泥浆一般由水、粘土（或膨润土）等按适当配合比配制而成，作用是护壁和悬渣，比重过小不利于护壁排渣，比重过大不利于泥浆池沉渣和清孔，泥浆质量对成孔质量、桩承载力的发挥相当重要。制浆前，先把粘土打碎，使其搅拌容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，将打碎的粘土直接投入护筒内，待粘土冲搅成泥浆时进行钻孔。多余的泥浆导入钻孔外泥浆池储存，随时补充孔内泥浆。粘土层选用较小比重的泥浆，靠钻进自行造浆；松散粉砂土或流砂选用较大比重的泥浆，并放慢钻进速度，一般情况下，软粘土钻进速度掌握在0.2m/min，细粉砂层0.015m/min。钻进速度与泥浆排量相适应。根据土层地质情况，适当调整泥浆比重，避免缩孔、降低桩的侧摩阻力。
3成孔质量控制
3.1成孔工序
钻孔灌注桩成孔工序为定桩位—护筒埋设—钻机就位—钻孔—终孔—第一次清孔—下放钢筋笼—接入导管—第二次清孔，各工序环环相扣，相互影响。
3.2成孔顺序
成孔是钻孔灌注桩施工的重要部分，其质量控制直接影响塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，造成桩身质量和桩承载力下降。采用正循环成孔，反循环清孔。灌注桩在孔内成桩，周围土体对桩产生动压力，成桩前期，桩身砼强度较低，成孔依靠泥浆平衡，采取隔孔施工是防止塌孔、缩径较好的施工技术措施。
3.3成孔垂直度
成孔垂直度是保证设计承载能力和维护结构稳定性、建筑尺寸准确性的重要一环，决定钢筋笼和导管的沉放，是灌注桩顺利施工的重要条件。采取扩大桩机支撑面积、定期校核钻架及钻杆的垂直度、使用导正装置、成孔后进行井径井斜超声波测试等措施，保证成孔垂直度满足设计要求。同时，注意检查钻杆是否弯曲，钻头直径磨损超过10mm及时调换，根据不同土层随时调整钻进速度，描绘钻进成孔的时间曲线。
3.4成孔深度
钻孔深度往往影响灌注桩的承载力，准确掌握成孔深度，使之满足设计要求，对保证成孔质量意义重大。施工过程中，搭建的施工平台标高会发生一些变化，为准确控制钻孔深度，桩架就位后及时复核底梁的水平标高和桩具总长度，成桩后根据钻杆在钻机上留出的长度校验成孔深度。钻杆到达的深度可以反映成孔深度，但在第一次清孔时如泥浆比重控制不当、提钻碰撞孔壁，可能造成塌孔、沉渣过厚等，因此，提出钻具后用测绳复核成孔深度非常必要。如测绳测探的深度比钻杆小，应重新复钻、清孔，同时考虑测绳遇水后缩水问题。为提高测量精度，使用测绳前要预湿，核实测绳，测绳最大收缩率1.2%，每次使用后进行复核。注意由于地层复杂、钻进尺度过快、护壁泥浆性能差、成孔与灌注砼间隔时间长等引起的塌孔、缩径，准确判断桩端持力层，防止因清孔泥浆质量差、清孔达不到设计要求或测量方法不当造成孔底沉渣过厚，重视砼灌注前的清孔。
3.5取样
钻孔过程中，随时留取渣样，每米≥1组，离设计标高1-1.5m时，每0.3m留1组，每根桩渣样≥3组。
4钢筋笼质量控制
4.1制作质量
钢筋笼制作前，检查钢材的合格证或产品质量检验报告、取样试验资料，合格后进行钢筋笼制作，并按设计及施工规范验收钢筋直径、长度、规格、数量和制作质量。钢筋笼暂时固定在钻架底梁上，吊环长度随底梁标高的变化而改变，验收时注意吊环长度是否能使钢筋笼准确吊放在设计标高上，根据底梁标高逐根复核吊环长度，确保钢筋笼的埋入标高符合设计要求。
4.2吊放
吊放过程中，逐节验收钢筋笼连接焊缝的质量，对不符合规范要求的焊缝、焊口进行补焊。吊装时双点起吊，保持钢筋笼轴线重合。吊放钢筋笼时对准孔位中心，保证垂直度，采取正、反旋转缓慢下沉的方式。吊放时，注意钢筋笼能否顺利下放，不能碰撞孔壁；吊放受阻时，停止吊放并寻找原因，不能强行加压下放，避免造成塌孔、钢筋笼变形等。钢筋笼分节制作，接头错开，声测管固定在钢筋笼的内部，均匀分布在圆周上。钢筋笼接长时，要加快焊接速度，保证焊接长度和质量，缩短沉放时间。
5成桩质量控制
5.1质量检查
为保证成桩质量，要严把原材料进场关，复查进场原材料的质保书，做好各种材料试验。发现原材料与进场合格证、试验报告不符，立即取样复查，不合格的原材料清除出场。对桩孔质量、回淤沉渣厚度、泥浆指标、桩底标高进行全面检查，防止发生意外。
5.2控制砼配合比
水下砼主要采用导管灌注，良好的配合比可减少砼离析程度。施工时，严格按照配合比拌制砼，根据水泥品种、砂、石料规格及含水率变化适当调整；砼拌制前复核配合比，校验计量的准确性，严格计量和测试管理，砼塌落度掌握在18-22cm、扩散度34-38cm。当灌注距顶点标高8-10m时，及时调整砼塌落度，降至12-16cm，以提高砼强度。每灌注一次砼，用测锤测量砼面的上升高度，填写原始记录，确定每段桩体的充盈系数。
5.3采用冲击灌注法
水下砼灌注是质量控制的关键工序，灌注桩砼不能逐层振捣，灌注砼时需克服较大的灌入阻力，以确保桩身质量，最好采用大体积砼冲击灌注法。每斗积蓄砼2-3m3，出料口直接插入导管，打开活门一次连续冲击下去，保证砼向上的顶升力和侧向挤压力，克服桩的摩阻力，加大桩身砼的密实性；首斗砼量满足导管首次埋置深度和填充导管底部需要，可适当增加少量砂浆。导管埋深控制在2-6m，每次下料后，准确计算导管埋深，确定导管拆卸的节数。因砼灌注冲击力大，沉渣、沉淤被溅开，桩端与持力层能较好地结合；灌注时间短，桩身骨料分布均匀，能够保证桩身强度。采用冲击灌注法需注意排气，用网筛过滤砼，保持砼良好的和易性，准确掌握导管的埋置深度，避免由于导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、二次清孔后灌注砼准备时间长、隔水栓不规范、砼配制质量差、灌注导管埋深过大等引发堵管现象的发生。砼灌注应连续、紧凑，一次完成，间歇时间控制在15min内。
5.4变截面桩灌注
对变截面桩，从最小截面的桩孔底部开始灌注，灌注至扩大截面处时，导管提至扩大截面下2m，稍加大砼灌注速度和砼的塌落度；当砼面高于扩大截面3m后，将导管提升至扩大截面上1m，继续灌注至桩顶。
6灌注桩质量检测
灌注桩质量检测的方法主要有钻芯检测、振动检测、超声脉冲检测、射线法和动力检测法。目前，钻孔灌注桩质量检测一般采用对桩身无破损的动力检测法，但动测结果不能作为桩基工程竣工验收的依据；比较准确判断桩身质量的是静载与钻芯，但静载与钻芯为损伤性检测，且费用高、时间长。检测只是一种手段，施工过程中，完善各种操作技术，掌握灌注工艺，注重工序质量控制，加强现场人员和机械管理，增强施工人员的责任心，以防为主，保证钻孔灌注桩的成桩质量。
作者单位：聊城黄河河务局
