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摘要：沿海地区经过长期采砂的区域，以砂土和黏性土胶结而成的圆砾层已遭到破坏，转变为含砂量极少的松散圆砾层，桩基钻孔过程中易导致孔壁塌孔、漏水跑浆等问题。文章以海游港特大桥为工程实例，从工程情况、地质情况、施工方案三个方面进行了概述，进而对桩基成孔技术展开详细分析，旨在提供一些沿海区域复杂地质情况下桥梁桩基施工的技术参考，确保桩基施工质量。
关键词：桥梁桩基，采砂，沿海地区，施工技术
1前言
随着我国经济实力的快速发展以及桥梁技术的日益成熟，沿海地区大跨度、超长桩桥梁的建设已成为常态。沿海地区桩基施工条件特殊，而采砂区域地质环境更为复杂，从而给桩基施工带来很大的不确定因素。基于此，文章围绕沿海地区采砂区域桩基成孔技术为中心，展开了详细的分析探讨，以期对类似工程的施工有一定的参考价值。
2工程概况
海游港特大桥位于浙江省台州市，连接三门县园里村与滨海新城区，横跨海游港，该海域平均水深8.5m，最大潮水落差7.23m。主桥采用（76+135+76）m预应力混凝土变截面连续梁，其中16#、17#主墩桩基础位于海游港内，桩径φ2.2m，设计桩顶标高-2m，设计桩底标高-92m，设计嵌岩深度5.5m，采用搭设钻孔平台的方案施工，平台顶标高为+6.5m，护筒采用16mm厚钢护筒，直径φ2.4m，设计长度29.5m，护筒底标高-22.7m，埋设于圆砾层。施工工艺原采用气举反循环钻机施工，因难以成孔（查明主墩桩位所处区域三年前经过长期采砂施工，原地层已被破坏，破坏深度在-36.0m左右），后更改施工工艺为冲击钻，成孔过程中于-42.0m、-23.5m和-16.0m处多次出现穿孔、塌孔现象。
3工程地质条件及施工难点
3.1工程地质条件
工程所处位置原地质情况见表1。
3.2施工技术难点分析
海游港特大桥主墩桩基施工过程中，主要涉及了四个方面的技术难点：
（1）工程所在区域地下水丰富，潮水落差大，淤泥、淤泥质粉质黏土层厚，呈流塑状态，钻孔过程中孔壁易产生穿孔跑浆及缩孔现象；
（2）主墩桩位区域经过采砂施工，原地质情况遭到严重破坏，圆砾层含砂量极少，胶结程度差，钻孔施工极易引发孔壁坍塌；
（3）桩基钢护筒设计采用壁厚16mm的钢板加工成型，施工前已全部打设完毕。出现塌孔、穿孔现象时，由于护筒壁厚较薄，采用护筒跟进法接长护筒时，接长至-35.5m时已出现底口钢板变形的情况，造成刮锤、卡锤现象，并且由于护筒加长，采用EP120振动锤已无法拔出重新打设壁厚更大的钢护筒。
（4）桩位区域采砂施工对地层的破坏深度大约在-36.0m，与海上钻孔平台钢管桩打设深度（-30.0m）基本相同，若钻孔过程中发生塌孔，则极有可能危及海上施工平台的稳定性。
4 技术处理措施
（1）施工工艺选择。循环钻机的成孔原理是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削、破碎岩土成孔，该工艺对岩层扰动较大，不适用于胶结程度较差的圆砾层以及流塑性状态较厚的淤泥层。综合考虑了地质情况与嵌岩深度等因素，本项目选择了冲击钻孔、泥浆正循环钻进的施工工艺。冲击钻施工具有以下几个方面的优点：①对于本项目地质情况，采用冲击钻成孔可将含沙量较少的松散圆砾层挤密加固；②冲击钻相对于循环钻更适用于致密坚硬的完整岩层及嵌岩深度较大的桩基；③冲击钻头以钢丝绳与钻机柔性连接，偶遇塌孔等紧急情况时，可将钻头快速提升至地面，避免情况恶化。
（2）开孔桩位采用跳跃式开孔顺序，确保桩基施工时各桩位之间的扰动最小。以16#主墩桩基为例，钻孔平台上共安置2台钻机，开孔顺序如图1，钻孔施工至易坍塌地质时，采用小冲程1.0-1.8m，降低对周围地层的扰动破坏。
（3）对于松散圆砾层，需使用高粘度、高静切力的优质泥浆，基于现场实际施工情况，经过反复实验，分析得出泥浆调制的配比及性能，见表2。
泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素制成，其各组成成分性能和用量如下：
膨润土：主要成分为蒙脱石，分钙土和钠土，使用时加入纯碱改造成钠土用于配浆。具有相对密度低、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、冲击阻力小、造浆能力大等优点。
烧碱（Na2CO3）：调整泥浆的ph值，使其保证在8～11的偏碱性范围内，以保证水化膜的厚度，提高泥浆的胶体率（稳定率）和稳定性，降低失水量，同时避免了因ph值过小而引起钻头锈蚀和粘土颗粒难于分解而降低粘度情况，也避免了ph值过大而引起粘土颗粒凝聚力减弱而造成裂解使孔壁坍塌。
纤维素（cmc）：增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜防止孔壁剥落，并有降低失水量的作用。
在施工过程中考虑到钻进至-42.0m处时，孔壁多次跑浆漏浆，本项目将此处泥浆比重调高至1.40，以增强泥浆护壁的稳定性。
（4）钻进过程中若采用钢护筒跟进法，应确保护筒底口穿过易坍塌地质层，此方法可在护筒跟进至正常地层后，采用常规施工工艺成孔即可。本项目由于钢护筒壁厚16mm，壁厚较薄，钢护筒跟进至-35.5m处时，已发生底口钢板变形、破裂，无法继续跟进。
（5）根据潮水涨落情况，钻进过程中及时调整泥浆水头高度，严格控制在1.5～2m，增加孔内静水压力，避免孔壁在静水压力下向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。
（6）由于施工区域经过长期采砂，本项目在对施工区域地质情况进行补勘后，曾考虑用钻孔注浆、高压旋喷等方法对桩基周围地层进行加固，后几经比较，最后确定用粘土和片石混合料回填法来处理，若单纯回填粘土，没有片石作骨架材料，人工孔壁很难稳定；若仅回填片石，则孔壁周围地层难以胶结，且二次钻进时冲孔吃力，进尺慢，钻头磨损大。采用该方法具有以下两个优点：①是相较与钻孔注浆、高压旋喷等方法，这种方法无需另外打孔，省时省工省料；②是本项目所处沿海滩涂，粘土、片石可就地取材，極大地降低了施工成本。处理时，将粘土和片石搅拌均匀，一次性回填至塌孔位置标高以上4m左右，采用冲锤反复冲击向四周推挤，逐渐将回填物挤压密实，冲击挤密至塌孔位置标高以上1m时，再下放导管灌入适量的M25水泥砂浆，静置8～10小时后，再恢复钻进。这种方法主要是利用水泥中的钙离子，造成“钙侵”泥浆，使泥浆处于流塑状，堵漏效果较好。本工程中粘土和片石混合料的比例为2：1，选择以粉粒胶体成分为主的粘土（粒径≤0.005mm），因为这种粘土具有低孔隙比，高胶体性，土粒间粘结力强，与片石结合造出的人工孔壁才能经得起清孔、灌注作业中的冲洗和压力的反复考验。
5结论
海游港特大桥16#主墩桩基已全部施工完成，经检测12根桩基均为Ⅰ类桩，达到预期效果。文章以工程实例为背景，对沿海地区采砂区域桩基成孔技术措施进行了详细的分析和探讨，相信在类似的地质情况和施工条件下，可以为桩基成孔起到借鉴和启迪作用。
参考文献：
[1]何剑.浅议复杂地质条件下桥梁桩基施工的技术难点处理[J].科技创新与应用，2016（17）.
关键词：桥梁桩基，采砂，沿海地区，施工技术
1前言
随着我国经济实力的快速发展以及桥梁技术的日益成熟，沿海地区大跨度、超长桩桥梁的建设已成为常态。沿海地区桩基施工条件特殊，而采砂区域地质环境更为复杂，从而给桩基施工带来很大的不确定因素。基于此，文章围绕沿海地区采砂区域桩基成孔技术为中心，展开了详细的分析探讨，以期对类似工程的施工有一定的参考价值。
2工程概况
海游港特大桥位于浙江省台州市，连接三门县园里村与滨海新城区，横跨海游港，该海域平均水深8.5m，最大潮水落差7.23m。主桥采用（76+135+76）m预应力混凝土变截面连续梁，其中16#、17#主墩桩基础位于海游港内，桩径φ2.2m，设计桩顶标高-2m，设计桩底标高-92m，设计嵌岩深度5.5m，采用搭设钻孔平台的方案施工，平台顶标高为+6.5m，护筒采用16mm厚钢护筒，直径φ2.4m，设计长度29.5m，护筒底标高-22.7m，埋设于圆砾层。施工工艺原采用气举反循环钻机施工，因难以成孔（查明主墩桩位所处区域三年前经过长期采砂施工，原地层已被破坏，破坏深度在-36.0m左右），后更改施工工艺为冲击钻，成孔过程中于-42.0m、-23.5m和-16.0m处多次出现穿孔、塌孔现象。
3工程地质条件及施工难点
3.1工程地质条件
工程所处位置原地质情况见表1。
3.2施工技术难点分析
海游港特大桥主墩桩基施工过程中，主要涉及了四个方面的技术难点：
（1）工程所在区域地下水丰富，潮水落差大，淤泥、淤泥质粉质黏土层厚，呈流塑状态，钻孔过程中孔壁易产生穿孔跑浆及缩孔现象；
（2）主墩桩位区域经过采砂施工，原地质情况遭到严重破坏，圆砾层含砂量极少，胶结程度差，钻孔施工极易引发孔壁坍塌；
（3）桩基钢护筒设计采用壁厚16mm的钢板加工成型，施工前已全部打设完毕。出现塌孔、穿孔现象时，由于护筒壁厚较薄，采用护筒跟进法接长护筒时，接长至-35.5m时已出现底口钢板变形的情况，造成刮锤、卡锤现象，并且由于护筒加长，采用EP120振动锤已无法拔出重新打设壁厚更大的钢护筒。
（4）桩位区域采砂施工对地层的破坏深度大约在-36.0m，与海上钻孔平台钢管桩打设深度（-30.0m）基本相同，若钻孔过程中发生塌孔，则极有可能危及海上施工平台的稳定性。
4 技术处理措施
（1）施工工艺选择。循环钻机的成孔原理是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削、破碎岩土成孔，该工艺对岩层扰动较大，不适用于胶结程度较差的圆砾层以及流塑性状态较厚的淤泥层。综合考虑了地质情况与嵌岩深度等因素，本项目选择了冲击钻孔、泥浆正循环钻进的施工工艺。冲击钻施工具有以下几个方面的优点：①对于本项目地质情况，采用冲击钻成孔可将含沙量较少的松散圆砾层挤密加固；②冲击钻相对于循环钻更适用于致密坚硬的完整岩层及嵌岩深度较大的桩基；③冲击钻头以钢丝绳与钻机柔性连接，偶遇塌孔等紧急情况时，可将钻头快速提升至地面，避免情况恶化。
（2）开孔桩位采用跳跃式开孔顺序，确保桩基施工时各桩位之间的扰动最小。以16#主墩桩基为例，钻孔平台上共安置2台钻机，开孔顺序如图1，钻孔施工至易坍塌地质时，采用小冲程1.0-1.8m，降低对周围地层的扰动破坏。
（3）对于松散圆砾层，需使用高粘度、高静切力的优质泥浆，基于现场实际施工情况，经过反复实验，分析得出泥浆调制的配比及性能，见表2。
泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素制成，其各组成成分性能和用量如下：
膨润土：主要成分为蒙脱石，分钙土和钠土，使用时加入纯碱改造成钠土用于配浆。具有相对密度低、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、冲击阻力小、造浆能力大等优点。
烧碱（Na2CO3）：调整泥浆的ph值，使其保证在8～11的偏碱性范围内，以保证水化膜的厚度，提高泥浆的胶体率（稳定率）和稳定性，降低失水量，同时避免了因ph值过小而引起钻头锈蚀和粘土颗粒难于分解而降低粘度情况，也避免了ph值过大而引起粘土颗粒凝聚力减弱而造成裂解使孔壁坍塌。
纤维素（cmc）：增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜防止孔壁剥落，并有降低失水量的作用。
在施工过程中考虑到钻进至-42.0m处时，孔壁多次跑浆漏浆，本项目将此处泥浆比重调高至1.40，以增强泥浆护壁的稳定性。
（4）钻进过程中若采用钢护筒跟进法，应确保护筒底口穿过易坍塌地质层，此方法可在护筒跟进至正常地层后，采用常规施工工艺成孔即可。本项目由于钢护筒壁厚16mm，壁厚较薄，钢护筒跟进至-35.5m处时，已发生底口钢板变形、破裂，无法继续跟进。
（5）根据潮水涨落情况，钻进过程中及时调整泥浆水头高度，严格控制在1.5～2m，增加孔内静水压力，避免孔壁在静水压力下向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。
（6）由于施工区域经过长期采砂，本项目在对施工区域地质情况进行补勘后，曾考虑用钻孔注浆、高压旋喷等方法对桩基周围地层进行加固，后几经比较，最后确定用粘土和片石混合料回填法来处理，若单纯回填粘土，没有片石作骨架材料，人工孔壁很难稳定；若仅回填片石，则孔壁周围地层难以胶结，且二次钻进时冲孔吃力，进尺慢，钻头磨损大。采用该方法具有以下两个优点：①是相较与钻孔注浆、高压旋喷等方法，这种方法无需另外打孔，省时省工省料；②是本项目所处沿海滩涂，粘土、片石可就地取材，極大地降低了施工成本。处理时，将粘土和片石搅拌均匀，一次性回填至塌孔位置标高以上4m左右，采用冲锤反复冲击向四周推挤，逐渐将回填物挤压密实，冲击挤密至塌孔位置标高以上1m时，再下放导管灌入适量的M25水泥砂浆，静置8～10小时后，再恢复钻进。这种方法主要是利用水泥中的钙离子，造成“钙侵”泥浆，使泥浆处于流塑状，堵漏效果较好。本工程中粘土和片石混合料的比例为2：1，选择以粉粒胶体成分为主的粘土（粒径≤0.005mm），因为这种粘土具有低孔隙比，高胶体性，土粒间粘结力强，与片石结合造出的人工孔壁才能经得起清孔、灌注作业中的冲洗和压力的反复考验。
5结论
海游港特大桥16#主墩桩基已全部施工完成，经检测12根桩基均为Ⅰ类桩，达到预期效果。文章以工程实例为背景，对沿海地区采砂区域桩基成孔技术措施进行了详细的分析和探讨，相信在类似的地质情况和施工条件下，可以为桩基成孔起到借鉴和启迪作用。
参考文献：
[1]何剑.浅议复杂地质条件下桥梁桩基施工的技术难点处理[J].科技创新与应用，2016（17）.