【摘要】本文通过某山区旅游公路建设，对厚层卵石夹漂石地区桥梁灌注桩施工技术方面展开论述，结合当地实际地质情况，合理选择冲击钻进正循环工艺和人工挖孔两种技术综合应用所取得的效果，对今后类似条件的灌注桩施工技术具有指导意义。
【关键词】钻孔灌注桩；人工挖孔桩；施工技术
1 概况
某地区山前新建旅游大道，道路全长8.6km，设计时速60km/h。大桥1座，中桥4座，涵洞4处、深路堑1处。道路依山傍村（民俗村）而建，该公路的建设为当地旅游业发展起到很大的经济拉动作用。公路廊带为山谷和丘陵地貌，地势变化较大，河谷为洪积成因，卵砾石覆盖较厚，含块石，厚度在10~15m左右，表层1~2m多以含碎石砂为主，底部为花岗岩基岩。该地区地下水位埋藏在20~30m中风化基岩中，为基岩裂隙水。该旅游大道桥梁设计为桩基础，桩径1.2和1.4m。
2 工程特点
旅游大道路线长度不大，但所处廊带地形地貌较复杂，交通水电较不便利，另小李庄中桥紧邻小李庄村边。地形复杂、交通、水电不便，部分桩基施工大型设备难以入场就位。部分河道卵石中含大漂石，且含量很高。
桥梁工程对桩基要求质量较高：孔径、垂直度、沉渣厚度等要求严格，桩基Ⅰ类桩要求达到100%。桩基数量129根，相对工作量大，本项目工期十分紧张。灌注桩的设计大部分桩长在20~25m，覆盖层薄的地方，要求桩端进入中风化花岗岩3~5m。
3 灌注桩施工技术
道路建设控制性工程主要为桥梁构造物，控制性工程的进度决定着整个项目的工期进度，而桥梁的施工进度主要取决于下部基础的施工进度。项目部根据现场踏勘，结合地质资料，设计要求，合同要求，决定桥梁基础施工采用钻孔灌注桩和人工挖孔桩两类分别施工。对于地质资料中显示漂石含量高、地形复杂、临近居民生活区的桥梁基础施工采用人工挖孔，其他桥梁采用机械钻孔。
3.1 机械钻孔施工
对于厚层卵石含漂石地层施工，国内还没有一种非常成熟的施工工艺。借鉴其他类似项目的施工方法，经过成孔方法和工艺对比（表1），采用了冲击钻进正循环成孔工艺 [1]。
3.1.1 泥浆指标控制
成孔过程中泥浆的主要作用是护壁、冷却钻头、携渣、平衡地层压力。泥浆比重、流速影响钻进效率，地层条件影响着泥浆各项指标。根据现场第一批钻孔桩成孔泥浆调试结果，最终确定：表层1~2m砂层，由于松散、较纯净，开孔时使用几乎没有流动性的稠泥浆；中部卵石含漂石地层，由于只是砂子充填，且局部存在窝状砂体，泥浆粘度在25~28s、密度1.2~1.5kg/L，、胶体率＞90%、PH值8~10，经检查泥皮平均厚度1.2mm。局部出现塌孔段落，适当增加泥浆比重。
3.1.2 冲程确定
覆盖层较薄且为无粘性的砂土，所以在冲击过程中抛粘土、低频率，当穿过护筒底部3~5m后，可以适当增强冲击频率。首批冲击成孔对施工数据进行记录分析，在该区域卵石夹漂石地层的成孔施工中，冲程（H）、台班进尺（L）和钻头修复周期（Tz）的关系图（图1）。根据图中统计显示：最佳冲程控制在1.5~2.0m之间，能够获得最大的钻进效率，当进入风化基岩中，冲程可以适当加大。
3.1.3 清孔
清孔是影响灌注桩桩身质量好坏关键。关键控制泥浆比重变化，保持钻头在孔底小冲程（0.2~0.4m）活动，起到搅动孔底稠泥浆，防止沉渣。清孔标准执行相关施工规范，在比重、含砂率、沉渣厚度方面进行量化控制。
3.2 人工挖孔施工
人工挖孔灌注桩施工主要环节包括：人工开挖、扩壁、土石方吊运和护壁，也是区别于其他类型灌注桩的关键之处。
3.2.1 人工挖孔、扩壁
人工挖孔前的关键是按照施工图图纸，根据桩位坐标，精准确定桩位中心及桩周控制四点，用来确定该桩精确位置。由于卵石地层属于不稳定地层，当人工开挖后孔壁可能会发生松动或者坍塌，尤其是处于孔壁轮廓线上突出的卵石或者漂石。若粒径过大大，谨慎直接挖出，最好采取先加固其周边孔壁，然后沿孔壁轮廓线切割或破碎处理。开挖过程由上至下，分段落进行。对于河道表层的松散砂（厚度1~2m），可边开挖边支护，开挖和支护范围可以扩大。待进入稳定卵石层0.5m后，要求以桩心为中心每一层开挖区域呈正放圆锥体形，段落选择为1m。要求上口和下口的直径分别超出设计桩径20cm和40cm。
3.2.2 土石方吊运
土石方吊运过程中关键处理好易滚卵石和吊斗不稳撞击井壁。易滚卵石在斗内空隙填充砂，严格执行每斗吊运质量不超过50kg，改善吊斗材料为柔性材料，适应花岗岩质硬质卵石形状差异。吊运上来的土石方应立即远运，不得对方在孔口周边，防止孔上部外来荷载的增大而导致孔壁上部整体滑塌。
3.2.3 护壁
护壁工作在人工挖孔桩施工过程中最为关键的一步。为防止塌孔，危及工作人员生命安全，应在每一段开挖后，立即进行护壁防护。
根据实际情况计算护壁厚度为8.7cm[2]，最终采用护壁厚度为10cm。护壁钢筋笼形状要求同为正立圆台形，除地表1~2m松散层外，下部每一层支护钢筋笼统一设计：顶部、底部钢筋环向直径分别大于设计桩径10cm、30cm。经计算，钢筋直径采用φ8，环向6道，纵向8道。从第三段开始，钢筋笼制作在井下完成。护壁模板呈圆台体，上口直径等于桩径，下口直径大于设计桩径20cm。护壁混凝土按照C25设计并浇筑。见挖孔桩施工示意图。如覆盖层较薄，则护壁深度进入强风化花岗岩不小于1.5m。
4 下放钢筋笼、灌注混凝土
钢筋笼下放过程关键环节是：搭接焊接和调整钢筋笼中心位置与钻孔中心重合，放入设计标高，过程中保证无坍塌、顺直、缓慢下放。混凝土灌注要求连续一次性浇筑完毕，浇筑过程中保证导管埋深1~3m，利用导管的上提和下插来增加混凝土的密实度。为防止钢筋笼上浮，在开始浇筑是采用低速浇筑，当拌合物上升到钢筋笼底部4m左右，开始第一次提升导管，之后恢复正常浇筑速度。人工挖孔桩浇筑时，由井下工人采用插入式振捣器振捣，遵循“快插满拔”原则，提高混凝土密实度。
5 质检结果
对所有129根桩采用低应变动测法检测，检测结果：Ⅰ类桩125根，Ⅱ类桩4根，Ⅰ类桩占96.8%。
6 结论
厚层卵石夹漂石地层中采用冲击钻进正循环工艺和人工挖孔配合施工技术在本公路建设项目中取得了良好的社会效益和经济效益，对该地区今后桥梁桩基施工具有指导意义。由于现代公路桥梁发展逐步趋于山区化，类似该地区地层桩基成孔还需进一步完善施工工艺，为保证桩基质量，在卡钻和孔壁坍塌方面还应进一步加强研究。
参考资料：
[1]杨振武•小峪口特大桥钻孔灌注桩施工技术[J]•西北建筑与建材，2003.6（96）：19~22；
[2]江正荣•建筑施工计算手册[M]•北京：中国建筑工业出版社，2001:218~236.