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【摘 要】：江上大口径超深钻孔灌注桩施工受特定的环境因素影响。文章就水上平台的搭设、稳定性控制；钢护筒的设置到施工机械的选择；钻进速度的控制及泥浆的调配；钢筋笼制作、安装；水下混凝土浇筑等方面的质量控制进行了详细的阐述。
【关键词】：大口径;超深;钻孔灌桩;施工工艺
中图分类号：TU7 文献标识码：B文章编号：1997-0668 (2008)0110003-04
1.工程概述
临海大桥主塔基础采用分离式承台钻孔灌注桩基础，两承台之间设横系梁连接，每个承台下为6根D250钻孔桩，主塔基础共12D250钻孔桩，桩间距为5.0（6.3）m，桩长约80.8m，桩底嵌入微风化粉砂岩3m，按柱桩设计。
1．1影响成孔主要地层
⑦层粉细砂标贯击数大于60，相当密实，且该层厚度达32~33米，是全孔钻进耗时最多的地层。须严格控制泥浆的含砂率，减少孔内沉渣厚度。
⑩层粉质粘土局部呈坚硬状态，下部有粒径达40mm的卵砾石，且埋置深度较深。
11-1层含砾粉细砂，标贯击数基本上都在60~80，桩端进入该层10米以上。
1．2水文地质情况
桥址段灵江为典型的半日朝，即受洪水控制，又受潮水控制。施工图按百年一遇洪水频率标准设计，流量为15500m3/s。设计水位采用防洪规划（一期）实施后计算成果，潮水站H1% ＝11.75 m，桥位设计水位为＋10.28 m。临海潮位站5年一遇潮水位为＋7.79 m，本桥最高通航水位为＋7.01 m。
2.施工工艺和设备的选择
2．1施工工艺的选择
根据地质资料，结合试桩的设计和设备情况等因素，钻孔灌注桩施工采用气举反循环工艺，配制优质泥浆护壁，桩基混凝土采用刚性导管水下灌注。声测管随钢筋笼焊接至桩底，每孔均采用超声波测桩仪检测桩身混凝土质量。
2．2成孔设备的选择
主桥选用Ｑｊ２５０型钻机，该钻机是转盘带动钻具钻进的回转式钻机，为气举反循环钻机，钻杆抗扭强度高，能适应深、大钻孔桩的施工，钻机配有龙门钻架，卷扬机小车可在钻架上行走，安装和拆除钻具方便可靠。便于整体运输，便于现场安装。该钻机以气举反循环钻进工艺为主，配有大孔径反循环钻具系统，泥浆上反速度快，携带钻屑能力强，颗粒大，钻进效率高。
3.施工方法
3．1施工平台
水上作业平台由Ф80钢管桩，工字钢、方木及木板等组成，工作平台采用分离式平台中间由系梁平台联系以适应承台施工需要，钢管桩打入采用振动桩锤，钢管桩入土深度保证平台具有足够的承载能力，水上作业平台由30根钢管桩组成，桩顶企口内安放I65工字钢横梁，上置I45工字钢纵梁，纵梁上为I22工字钢分配梁，分配梁留出护筒空挡，其上放20ｃｍ方木并加板。管桩分次打入，最后以满足施工平台高程为准，管桩河床面以上部分灌细砂，顶部浇注厚100ｃｍ的混凝土，最后铺设工字钢等平台顶面设施。平面尺寸55.13ⅹ18ｍ。
3．2钢护筒设计施工
根据地质资料计算，为隔离江水，并能形成一定的静水压力，以保护孔壁免于坍塌，钢护筒埋置深度应不少于11.5m。为防止江水冲刷造成埋置深度减少，以及抵抗波浪力会相应产生的静水压力，决定钢护筒入土深度为25m，钢护筒在工地加工，用σ=20ｍｍ钢板卷制而成，直径Ф=290ｃｍ，每节长6ｍ，为保证在运输、吊装时不变形，在护筒加焊十字撑。护筒下沉时必须设导向架，导向架用型钢焊接成型，每面为三组2[10槽钢，槽钢之间用10号工字钢焊接成桁架，平面中间为方孔，四周为筐架，内设四条导向，对角导轨，间距为3.4ｍ，导向架底端焊有长1ｍ，Ф=3.4ｍ的钢筒，其作用：一是加大导向架的自重，使导向架保护较好的垂直度；二是自重作用下有一定的入土深度，能抵抗钢护筒下沉过程中的外力作用产生的推力。以平台型钢和导向架为护筒定位，埋设护筒用振动锤打入，振动锤施工上、下端拉在其它牢固物上，向四面拉紧，用牵引器随振动随绞拉，以纠正护筒倾斜，每振动1~2分钟或下沉0.5ｍ左右，测量一次，务必使护筒正直下沉，力求刃脚下达到预计深度，钢护筒埋设到位后，在钢护筒上加焊牛腿、支撑在平台型钢上，增加平台的承载能力。护筒埋入河床的深度根据实际情况确定，护筒埋设平面位置偏差小于20ｍｍ，并测量空口标高，确定钻孔深度。
3．3钻孔
3．3．1泥浆配制方案
泥浆在钻孔过程中至关重要，泥浆配制的好坏直接影响钻孔的效率和成桩质量，优质泥浆的护壁效果好，孔壁泥皮薄而密，且易清渣。本工程采用优质膨润土加水解聚丙烯酰胺泥浆，以防止钻孔穿越软石层时发生漏浆、塌孔等事故，有效的保持了孔壁稳定。具体操作如下：
1：原浆制作材料
将膨润土、纯碱和水按比例制成原浆
2：水解聚丙烯酰胺
选用的为非水解、含量8％、分子量为300万的pam。使用先前进行水解，现场水解pam用常温法、提前三至四天水解、水解pam按pam: NaOH：水＝1.15：70配置，在搅拌筒中搅拌，直至pam全部分散于水中放置三至四天后使用。
3. pam泥浆制备
原泥浆中加入一定比例的水解pam使两者充分混合，pam用量根据实测泥浆指标而定，一般每立方米原浆加入水解pam20～30㎏。Pam泥浆具有失水量少、泥皮致密和护壁效果好等特点。钻孔过程中采用气举反循环方式排渣，钻进过程中应随时测定泥浆性能指标，确保孔内泥浆的质量。如果发现泥浆性能较差，不能满足护壁要求时，可在泥浆中加入适量的化学处理剂提高泥浆粘度及改善泥浆性能。钻进过程中泥浆性能指标如下：
开孔及砂层中钻进泥浆相对密度1.03~1.15、粘度22~25s、含沙率小于4%，PH 8~10。粘土层及岩层中钻进泥浆相对密度1.05~1.15、粘度22~25s、含沙率小于4%，PH 8~10。
3.3.2 钻进参数
在护筒内钻进时钻机的转速控制在14转以下，使进尺速率保持在0.8~1.2m/h之间，特别是在开孔钻进时控制在0.8m/h以下；在钻头出护筒至第⑥层钻进时转速和钻压不宜太高，进尺速率可稍快，当进入第⑥层粉质粘土时，加大钻压；在第⑦层以下砂性土为主地层中钻进时，在保证悬吊钻进的前提下保证孔底有最大的钻压，粉细砂层的转速提高到21r/min，在含砾中粗砂层和下部的粉质粘土中钻进时，一定要防止钻具有较大的晃动，以免扩孔，同时根据孔内泥浆性能的变化不断进行补浆调整。
3.3.3 泥浆循环系统
在钻孔开挖并砌筑泥浆池，与钻孔和泥浆循环设备组成一个泥浆循环系统。利用空压机气举反循环把钻孔内泥浆及钻渣通过钻杆抽出，用筛子将钻渣过滤，钻渣沉淀入泥浆沟，泥浆则顺筛孔进入泥浆池，会流入孔内。
3.3.4 钻进时水头高度控制
由于钢护筒埋置深度较大，经计算，施工过程中即使液面与钢护筒顶标高一致亦不会造成反穿孔现象。施工水域潮涨潮落变化较快，潮差超过3m，故钻进施工过程中，护筒内液面高度一般控制在5.0~6.0m左右，水头高度为3.2m(高潮位)~7.3m(低潮位)。
3.3.5 防治钻孔倾斜的措施
为防止钻孔倾斜，首先钻机在轨上移行就位后，调整钻机转盘的水平，保持"三点一线"（即：钻塔天车、转盘中心、桩孔中心三者在同一铅垂线上），施工时，每班应至少校核转盘、钻机水平一次，发现钻机倾斜时应及时采取措施。开钻前应检查主动钻杆的垂直度，钻进过程中不断监测方钻杆的垂直度及钻机水平，一旦发现倾斜与位移，应立即纠正处理。在钻进过程中为防止因地层软硬不均出现"顺层跑"和"顶层进"的孔斜事故，为保证钻孔的垂直度，必须采用减压钻进，使加在孔底的钻压小于粗径钻具总重（扣除泥浆浮力）的80％。钻进中当发现孔斜时，应立即进行上下扫孔，直到将钻孔扫直，方可继续钻进，严禁发生孔斜时，强行钻进至终孔。
3.3.6 卵石层钻进
入卵石层和分化岩层，因多含漂石，采用刮刀钻头易堵塞钻杆且入风化层易糊钻而影响进尺，故卵石层和风化岩层宜选用牙轮钻头进行钻进。同时因入卵石层易漏浆，泥浆比重必须保证在1.1~1.3，粘度大于23s并多加膨润土造浆。
3.4 钢筋笼制作安装
3.4.1 钢筋笼制作
钢筋笼严格按照设计图纸制作，焊接牢固，采用汽车吊分节吊装，吊装前制定方案，保证吊运过程中钢筋笼不会变形，预埋的检测管（每根桩预埋４根声测管，单长82米，底部封底，）随钢筋笼一次就位，钢筋笼就位后给予固定，避免灌注混凝土时钢筋笼上浮。吊入钢筋笼时，应对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，可徐徐放下，防止碰撞孔壁引起塌孔。下放过程中，要注意观察孔内水位的变化情况，如果发生异常，马上停止，检查是否塌孔。钢筋笼入孔焊接时要注意上下轴线在同一直线上。钢筋笼入孔后，周围应给有足够的混凝土保护层，顶端与护筒牢固定位，以防止在灌注混凝土过程中下落或者被混凝土顶托上升。
3.4.2 声测管安装
声测管采用Φ60×3无缝钢管。安装时要求钢管必须垂直，并按图纸位置均匀布置，用扎丝临时绑扎固定，底节声测管底用厚钢板焊接封堵。声测管用外套管连接。
3.5 水下混凝土灌注
3.5.1 下导管、二清
导管壁厚7mm，内径Φ273，采用丝口连接。共下导管48×2.5m=120m ，加上小料斗下放入孔0.7m，导管总长度为120.7m，导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出球胆和混凝土为度，本工程定为300mm。。导管下放完成后进行二次清孔。混凝土浇筑前检测泥浆指标及沉渣厚度。
3.5.2 混凝土级配、性能参数
桩基混凝土为水下C30级抗渗混凝土。根据设计要求，混凝土必须控制氯离子扩散系数和电通量，同时，水泥和粗骨料也必须控制氯离子含量。混凝土级配如下表：
试配28天强度：44.7Mpa。
① 原材料
粗骨料采用级配碎石，粒径5mm～25mm，石子含泥量小于1.5％，以提高砼的流动性，防止堵管。
② 初凝时间
使用高效缓凝剂，使砼初凝时间大于11小时，终凝时间大于15小时。
③ 坍落度选择控制
坍落度控制在200±20毫米之间，砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在160～170毫米，以减少桩顶浮浆。
3.5.3 混凝土灌注
根据实际孔径计算，初灌量不应小于13m3，灌注时采用双料斗，大料斗11m3，采用侧边开口，小料斗2m3，直接连在导管上，用100t吊车吊住，混凝土用球胆进行隔水，上覆盖板，盖板用钻机上的卷扬机牵引。将混凝土装满两个料斗，同时开启大小料斗，并立即用布料管连续供料，初灌混凝土坍落度控制在20~22cm。
混凝土灌注过程中应严格控制导管埋深。由于孔深较大，混凝土顶面沉渣较厚，故导管埋深不得小于2m；最大埋深宜控制在8～9m，以能拔出两节导管为宜。
混凝土初灌完毕后，安装灌注料斗，紧凑地、连续不断地进行混凝土灌注，严禁中途停灌。灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深。混凝土面标高测量应以测锤多点测量为准，同时用混凝土灌注量计算值进行校核。导管的埋深应不小于2m，但最大埋深不宜超过8m。并应在每次起升导管前，探测一次管内外混凝土面高度。特别情况下（局部严重超径、缩径、漏失层等）应增加探测次数，同时观察返浆情况，以正确分析和判定孔内情况。
提升导管时不可过快过猛，以防拖带表层砼造成浮浆泥渣的侵入，或挂动钢筋笼等。导管拆除操作要干净利落，防止密封圈垫落入孔内。拆下的导管应即用清水冲洗干净，集中堆放。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管接头挂钢筋笼，可转动导管，使其脱开钢筋后，移到钻孔中心。
灌注接近桩顶部位时，为了严格控制桩顶标高，应计算混凝土的需要量，严格控制最后一次混凝土灌入量。砼灌注标高应高出设计桩顶标高1m，确保凿除后的桩头强度达到设计要求。
混凝土灌注过程中，根据规范要求制作混凝土试块，并随时对混凝土的和易性、坍落度进行检测。
混凝土初凝后，用高压水泵对声测管和位移管进行冲水，保证钢管顺畅、不堵管。
3.6桩基质量检测
本工程桩基检测采用KE-250型超声波侧壁测定仪，根据检测报告，主墩桩基全部达到1类桩标准。
4. 施工过程中易出现的主要问题
由于受作业面的影响，主跨桩基础施工对质量要求极高，一旦出现事故桩将无法补救，因此，我们将工作重点放在以下方面的过程控制。
4.1 堵钻
堵钻主要发生在⑤层、⑥层及⑩层中，均为粘土层，原因为粘土层粘度较高、较为致密，钻取的渣样中存在不少未离散的泥块。可采取的措施主要为：①适当控制钻进速度；②改变泥浆性能，降低泥浆比重和粘度，同时防止泥浆突变。
4.2 坍孔
当出现该问题时，主要的表现是扭矩突然增大或钻具出现跳动。此时应迅速将钻头提离孔底，以免出现埋钻的事故，之后应测量坍孔后的孔深与实际的钻孔深度的差距，尽快查出坍孔程度，以便制订进一步治理措施，主要的治理措施是回填粘土，并用钻头在孔底捣实，然后可继续钻进。此后在钻进过程中，应调整在该层位钻进时的钻进参数和使用性能较好的泥浆。轻微坍落在施工中不易被察觉，声测时能发现局部裹泥或夹砂现象。
4.3 缩颈
在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，再或地层中遇到膨胀的软土、粘土等，容易产生缩孔现象。因此在成孔时，应控制泵量和成孔速度，在通过该地层后恢复，在成孔后一段时间内，孔壁可形成泥皮，不易渗水，亦不会引起缩颈，如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以恢复孔径。
4.4 护筒漏浆、窜水
当见到护筒外水面冒出气泡或浑水，就意味着漏浆已经发生。仅有少量气泡或浑水冒出时，表示漏浆轻微，可以加入适量水泥或其他外加剂，改善泥浆质量，继续钻进；当气泡或浑水大量涌出，漏浆严重时，停止钻进，加震护筒或回填粘土用钻头在孔底捣实；如果离终孔标高已经不远，或回填土量实在太大，可再加入大量水泥或其他外加剂，在尽量保持泥浆质量的同时，密切注意护筒内外自然形成的水位差（严重的漏浆使护筒内外贯通，水头消失），随护筒外水位的涨落往护筒内加入或抽出泥浆，保持护筒内外自然形成的水位差，尽可能消除护筒脚处动水压力，避免水流夹带泥砂颗粒。
4.5 钢筋笼上浮的处理
当混凝土灌注接近钢筋笼时，导管底端距离钢筋笼距离较近，浇注的砼自导管流出，冲击力相对较大，可能引起钢筋笼上浮；此外，即使砼灌注面已超过钢筋笼底，且导管埋深仍较大，若表层砼浇注时间较长，接近初凝，成硬壳状，砼与钢筋笼有较大握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，即有可能产生钢筋笼上浮。
为防止钢筋笼上浮，灌注砼过程中，应随时掌握砼浇注标高及导管埋深，当砼埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上，并可在钢筋笼顶施加竖向的约束，如将钢筋笼顶部钢筋接长，焊于护筒顶部，一方面阻止钢筋笼上浮，另一方面可悬挂住钢筋笼，以保证钢筋笼的垂直度。
当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止灌注混凝土，查明原因及程度。如钢筋笼上浮不严重，则检查钢筋笼底及导管底的准确位置，拆除一定数量的导管，使导管底升至钢筋笼底上方后可恢复灌注；如上浮严重，应立即通过吸渣等方式清理已灌注的混凝土，另行处理。
4.6 防止砼浇筑时堵管
严格按混凝土配合比施工，拌和要均匀，浇拌时间要确保，保持良好的和易性。组装导管时要仔细、认真，防止橡皮垫圈突入导管内，以至卡住隔水塞，使混凝土下不去。在灌注过程中，也会出现灌注混凝土下不去的现象，此时，应少量提起灌注导管，然后再迅速插入，如此反复可解决堵管问题。
对浇筑用的机械设备事先要检查，同时应设有备用设备，使混凝土浇筑不致中断；控制混凝土在导管中停留时间过长，严格控制混凝土的原材料规格，防止超粒径碎石混入管内。
5. 桩基顺利施工的要点
5.1 合理设计钢护筒
钢护筒要有一定的埋置深度，并应高出水位一定的高度。由于施工海域潮差变化较大，为保证孔位安全，必须保持较高的水头高度；钢护筒应选择透水性差、较为致密的粘土层作持力层，并应满足在较高的水头压力下不会导致反穿孔现象。在平常施工中，虽然钢筋笼对接时间较长，但孔内液面标高基本控制在+7.00m左右，形成较大的液柱压力，可有效避免坍孔缩径等质量事故的发生。
5.2 泥浆性能控制
泥浆采用高效钠基碱性膨润土，纯碱掺量为5%左右，采用淡水配置。钻进过程中，泥浆比重控制在1.10~1.25，粘度控制在19~25秒， PH值维持在8~9左右。经施工实践证明，泥浆性能满足钻进要求，能保证钻孔和成孔后的孔位安全。（单桩膨润土用量约60吨）
5.3 减压钻进
减压钻进是钻孔的基本要求，减压压力的设置直接影响钻进速度和成孔质量。钻头压力过大，钻机扭矩显著增加，钻杆摆幅大，影响成孔质量，钻机易损坏；若压力取值不足，则钻进速度慢，经济性差。在本工程中，实际钻头压力取值为粉质粘土静压破碎值的1/3左右。
5.4 防止孔斜措施
钻机就位时，应严格保证钻塔天车、转盘中心、桩孔中心三者在同一铅垂线上。为防止因地层软硬不均出现的孔斜事故，钻进过程中，在配备足够钻头配重压力的同时，采用"减压钻进"以保证钻孔垂直精度。
5.5 钢筋笼制作安装工艺
本工程钢筋要求采用直螺纹连接，钢筋笼制作时应首先确保主筋长度和间距统一、接头断面严格一致并与钢筋笼身垂直。
6. 结束语
临海大桥工程主通航孔斜拉桥桩基施工难度大，质量要求极高，且因工作面处于江上平台，给各项工作的安排带来不少困难，目前工程已顺利竣工，交付使用，工程质量良好。由于作者水平有限，文章中缺点和错误之处在所难免，尚请有心者批评指正！
【关键词】：大口径;超深;钻孔灌桩;施工工艺
中图分类号：TU7 文献标识码：B文章编号：1997-0668 (2008)0110003-04
1.工程概述
临海大桥主塔基础采用分离式承台钻孔灌注桩基础，两承台之间设横系梁连接，每个承台下为6根D250钻孔桩，主塔基础共12D250钻孔桩，桩间距为5.0（6.3）m，桩长约80.8m，桩底嵌入微风化粉砂岩3m，按柱桩设计。
1．1影响成孔主要地层
⑦层粉细砂标贯击数大于60，相当密实，且该层厚度达32~33米，是全孔钻进耗时最多的地层。须严格控制泥浆的含砂率，减少孔内沉渣厚度。
⑩层粉质粘土局部呈坚硬状态，下部有粒径达40mm的卵砾石，且埋置深度较深。
11-1层含砾粉细砂，标贯击数基本上都在60~80，桩端进入该层10米以上。
1．2水文地质情况
桥址段灵江为典型的半日朝，即受洪水控制，又受潮水控制。施工图按百年一遇洪水频率标准设计，流量为15500m3/s。设计水位采用防洪规划（一期）实施后计算成果，潮水站H1% ＝11.75 m，桥位设计水位为＋10.28 m。临海潮位站5年一遇潮水位为＋7.79 m，本桥最高通航水位为＋7.01 m。
2.施工工艺和设备的选择
2．1施工工艺的选择
根据地质资料，结合试桩的设计和设备情况等因素，钻孔灌注桩施工采用气举反循环工艺，配制优质泥浆护壁，桩基混凝土采用刚性导管水下灌注。声测管随钢筋笼焊接至桩底，每孔均采用超声波测桩仪检测桩身混凝土质量。
2．2成孔设备的选择
主桥选用Ｑｊ２５０型钻机，该钻机是转盘带动钻具钻进的回转式钻机，为气举反循环钻机，钻杆抗扭强度高，能适应深、大钻孔桩的施工，钻机配有龙门钻架，卷扬机小车可在钻架上行走，安装和拆除钻具方便可靠。便于整体运输，便于现场安装。该钻机以气举反循环钻进工艺为主，配有大孔径反循环钻具系统，泥浆上反速度快，携带钻屑能力强，颗粒大，钻进效率高。
3.施工方法
3．1施工平台
水上作业平台由Ф80钢管桩，工字钢、方木及木板等组成，工作平台采用分离式平台中间由系梁平台联系以适应承台施工需要，钢管桩打入采用振动桩锤，钢管桩入土深度保证平台具有足够的承载能力，水上作业平台由30根钢管桩组成，桩顶企口内安放I65工字钢横梁，上置I45工字钢纵梁，纵梁上为I22工字钢分配梁，分配梁留出护筒空挡，其上放20ｃｍ方木并加板。管桩分次打入，最后以满足施工平台高程为准，管桩河床面以上部分灌细砂，顶部浇注厚100ｃｍ的混凝土，最后铺设工字钢等平台顶面设施。平面尺寸55.13ⅹ18ｍ。
3．2钢护筒设计施工
根据地质资料计算，为隔离江水，并能形成一定的静水压力，以保护孔壁免于坍塌，钢护筒埋置深度应不少于11.5m。为防止江水冲刷造成埋置深度减少，以及抵抗波浪力会相应产生的静水压力，决定钢护筒入土深度为25m，钢护筒在工地加工，用σ=20ｍｍ钢板卷制而成，直径Ф=290ｃｍ，每节长6ｍ，为保证在运输、吊装时不变形，在护筒加焊十字撑。护筒下沉时必须设导向架，导向架用型钢焊接成型，每面为三组2[10槽钢，槽钢之间用10号工字钢焊接成桁架，平面中间为方孔，四周为筐架，内设四条导向，对角导轨，间距为3.4ｍ，导向架底端焊有长1ｍ，Ф=3.4ｍ的钢筒，其作用：一是加大导向架的自重，使导向架保护较好的垂直度；二是自重作用下有一定的入土深度，能抵抗钢护筒下沉过程中的外力作用产生的推力。以平台型钢和导向架为护筒定位，埋设护筒用振动锤打入，振动锤施工上、下端拉在其它牢固物上，向四面拉紧，用牵引器随振动随绞拉，以纠正护筒倾斜，每振动1~2分钟或下沉0.5ｍ左右，测量一次，务必使护筒正直下沉，力求刃脚下达到预计深度，钢护筒埋设到位后，在钢护筒上加焊牛腿、支撑在平台型钢上，增加平台的承载能力。护筒埋入河床的深度根据实际情况确定，护筒埋设平面位置偏差小于20ｍｍ，并测量空口标高，确定钻孔深度。
3．3钻孔
3．3．1泥浆配制方案
泥浆在钻孔过程中至关重要，泥浆配制的好坏直接影响钻孔的效率和成桩质量，优质泥浆的护壁效果好，孔壁泥皮薄而密，且易清渣。本工程采用优质膨润土加水解聚丙烯酰胺泥浆，以防止钻孔穿越软石层时发生漏浆、塌孔等事故，有效的保持了孔壁稳定。具体操作如下：
1：原浆制作材料
将膨润土、纯碱和水按比例制成原浆
2：水解聚丙烯酰胺
选用的为非水解、含量8％、分子量为300万的pam。使用先前进行水解，现场水解pam用常温法、提前三至四天水解、水解pam按pam: NaOH：水＝1.15：70配置，在搅拌筒中搅拌，直至pam全部分散于水中放置三至四天后使用。
3. pam泥浆制备
原泥浆中加入一定比例的水解pam使两者充分混合，pam用量根据实测泥浆指标而定，一般每立方米原浆加入水解pam20～30㎏。Pam泥浆具有失水量少、泥皮致密和护壁效果好等特点。钻孔过程中采用气举反循环方式排渣，钻进过程中应随时测定泥浆性能指标，确保孔内泥浆的质量。如果发现泥浆性能较差，不能满足护壁要求时，可在泥浆中加入适量的化学处理剂提高泥浆粘度及改善泥浆性能。钻进过程中泥浆性能指标如下：
开孔及砂层中钻进泥浆相对密度1.03~1.15、粘度22~25s、含沙率小于4%，PH 8~10。粘土层及岩层中钻进泥浆相对密度1.05~1.15、粘度22~25s、含沙率小于4%，PH 8~10。
3.3.2 钻进参数
在护筒内钻进时钻机的转速控制在14转以下，使进尺速率保持在0.8~1.2m/h之间，特别是在开孔钻进时控制在0.8m/h以下；在钻头出护筒至第⑥层钻进时转速和钻压不宜太高，进尺速率可稍快，当进入第⑥层粉质粘土时，加大钻压；在第⑦层以下砂性土为主地层中钻进时，在保证悬吊钻进的前提下保证孔底有最大的钻压，粉细砂层的转速提高到21r/min，在含砾中粗砂层和下部的粉质粘土中钻进时，一定要防止钻具有较大的晃动，以免扩孔，同时根据孔内泥浆性能的变化不断进行补浆调整。
3.3.3 泥浆循环系统
在钻孔开挖并砌筑泥浆池，与钻孔和泥浆循环设备组成一个泥浆循环系统。利用空压机气举反循环把钻孔内泥浆及钻渣通过钻杆抽出，用筛子将钻渣过滤，钻渣沉淀入泥浆沟，泥浆则顺筛孔进入泥浆池，会流入孔内。
3.3.4 钻进时水头高度控制
由于钢护筒埋置深度较大，经计算，施工过程中即使液面与钢护筒顶标高一致亦不会造成反穿孔现象。施工水域潮涨潮落变化较快，潮差超过3m，故钻进施工过程中，护筒内液面高度一般控制在5.0~6.0m左右，水头高度为3.2m(高潮位)~7.3m(低潮位)。
3.3.5 防治钻孔倾斜的措施
为防止钻孔倾斜，首先钻机在轨上移行就位后，调整钻机转盘的水平，保持"三点一线"（即：钻塔天车、转盘中心、桩孔中心三者在同一铅垂线上），施工时，每班应至少校核转盘、钻机水平一次，发现钻机倾斜时应及时采取措施。开钻前应检查主动钻杆的垂直度，钻进过程中不断监测方钻杆的垂直度及钻机水平，一旦发现倾斜与位移，应立即纠正处理。在钻进过程中为防止因地层软硬不均出现"顺层跑"和"顶层进"的孔斜事故，为保证钻孔的垂直度，必须采用减压钻进，使加在孔底的钻压小于粗径钻具总重（扣除泥浆浮力）的80％。钻进中当发现孔斜时，应立即进行上下扫孔，直到将钻孔扫直，方可继续钻进，严禁发生孔斜时，强行钻进至终孔。
3.3.6 卵石层钻进
入卵石层和分化岩层，因多含漂石，采用刮刀钻头易堵塞钻杆且入风化层易糊钻而影响进尺，故卵石层和风化岩层宜选用牙轮钻头进行钻进。同时因入卵石层易漏浆，泥浆比重必须保证在1.1~1.3，粘度大于23s并多加膨润土造浆。
3.4 钢筋笼制作安装
3.4.1 钢筋笼制作
钢筋笼严格按照设计图纸制作，焊接牢固，采用汽车吊分节吊装，吊装前制定方案，保证吊运过程中钢筋笼不会变形，预埋的检测管（每根桩预埋４根声测管，单长82米，底部封底，）随钢筋笼一次就位，钢筋笼就位后给予固定，避免灌注混凝土时钢筋笼上浮。吊入钢筋笼时，应对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，可徐徐放下，防止碰撞孔壁引起塌孔。下放过程中，要注意观察孔内水位的变化情况，如果发生异常，马上停止，检查是否塌孔。钢筋笼入孔焊接时要注意上下轴线在同一直线上。钢筋笼入孔后，周围应给有足够的混凝土保护层，顶端与护筒牢固定位，以防止在灌注混凝土过程中下落或者被混凝土顶托上升。
3.4.2 声测管安装
声测管采用Φ60×3无缝钢管。安装时要求钢管必须垂直，并按图纸位置均匀布置，用扎丝临时绑扎固定，底节声测管底用厚钢板焊接封堵。声测管用外套管连接。
3.5 水下混凝土灌注
3.5.1 下导管、二清
导管壁厚7mm，内径Φ273，采用丝口连接。共下导管48×2.5m=120m ，加上小料斗下放入孔0.7m，导管总长度为120.7m，导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出球胆和混凝土为度，本工程定为300mm。。导管下放完成后进行二次清孔。混凝土浇筑前检测泥浆指标及沉渣厚度。
3.5.2 混凝土级配、性能参数
桩基混凝土为水下C30级抗渗混凝土。根据设计要求，混凝土必须控制氯离子扩散系数和电通量，同时，水泥和粗骨料也必须控制氯离子含量。混凝土级配如下表：
试配28天强度：44.7Mpa。
① 原材料
粗骨料采用级配碎石，粒径5mm～25mm，石子含泥量小于1.5％，以提高砼的流动性，防止堵管。
② 初凝时间
使用高效缓凝剂，使砼初凝时间大于11小时，终凝时间大于15小时。
③ 坍落度选择控制
坍落度控制在200±20毫米之间，砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在160～170毫米，以减少桩顶浮浆。
3.5.3 混凝土灌注
根据实际孔径计算，初灌量不应小于13m3，灌注时采用双料斗，大料斗11m3，采用侧边开口，小料斗2m3，直接连在导管上，用100t吊车吊住，混凝土用球胆进行隔水，上覆盖板，盖板用钻机上的卷扬机牵引。将混凝土装满两个料斗，同时开启大小料斗，并立即用布料管连续供料，初灌混凝土坍落度控制在20~22cm。
混凝土灌注过程中应严格控制导管埋深。由于孔深较大，混凝土顶面沉渣较厚，故导管埋深不得小于2m；最大埋深宜控制在8～9m，以能拔出两节导管为宜。
混凝土初灌完毕后，安装灌注料斗，紧凑地、连续不断地进行混凝土灌注，严禁中途停灌。灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深。混凝土面标高测量应以测锤多点测量为准，同时用混凝土灌注量计算值进行校核。导管的埋深应不小于2m，但最大埋深不宜超过8m。并应在每次起升导管前，探测一次管内外混凝土面高度。特别情况下（局部严重超径、缩径、漏失层等）应增加探测次数，同时观察返浆情况，以正确分析和判定孔内情况。
提升导管时不可过快过猛，以防拖带表层砼造成浮浆泥渣的侵入，或挂动钢筋笼等。导管拆除操作要干净利落，防止密封圈垫落入孔内。拆下的导管应即用清水冲洗干净，集中堆放。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管接头挂钢筋笼，可转动导管，使其脱开钢筋后，移到钻孔中心。
灌注接近桩顶部位时，为了严格控制桩顶标高，应计算混凝土的需要量，严格控制最后一次混凝土灌入量。砼灌注标高应高出设计桩顶标高1m，确保凿除后的桩头强度达到设计要求。
混凝土灌注过程中，根据规范要求制作混凝土试块，并随时对混凝土的和易性、坍落度进行检测。
混凝土初凝后，用高压水泵对声测管和位移管进行冲水，保证钢管顺畅、不堵管。
3.6桩基质量检测
本工程桩基检测采用KE-250型超声波侧壁测定仪，根据检测报告，主墩桩基全部达到1类桩标准。
4. 施工过程中易出现的主要问题
由于受作业面的影响，主跨桩基础施工对质量要求极高，一旦出现事故桩将无法补救，因此，我们将工作重点放在以下方面的过程控制。
4.1 堵钻
堵钻主要发生在⑤层、⑥层及⑩层中，均为粘土层，原因为粘土层粘度较高、较为致密，钻取的渣样中存在不少未离散的泥块。可采取的措施主要为：①适当控制钻进速度；②改变泥浆性能，降低泥浆比重和粘度，同时防止泥浆突变。
4.2 坍孔
当出现该问题时，主要的表现是扭矩突然增大或钻具出现跳动。此时应迅速将钻头提离孔底，以免出现埋钻的事故，之后应测量坍孔后的孔深与实际的钻孔深度的差距，尽快查出坍孔程度，以便制订进一步治理措施，主要的治理措施是回填粘土，并用钻头在孔底捣实，然后可继续钻进。此后在钻进过程中，应调整在该层位钻进时的钻进参数和使用性能较好的泥浆。轻微坍落在施工中不易被察觉，声测时能发现局部裹泥或夹砂现象。
4.3 缩颈
在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，再或地层中遇到膨胀的软土、粘土等，容易产生缩孔现象。因此在成孔时，应控制泵量和成孔速度，在通过该地层后恢复，在成孔后一段时间内，孔壁可形成泥皮，不易渗水，亦不会引起缩颈，如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以恢复孔径。
4.4 护筒漏浆、窜水
当见到护筒外水面冒出气泡或浑水，就意味着漏浆已经发生。仅有少量气泡或浑水冒出时，表示漏浆轻微，可以加入适量水泥或其他外加剂，改善泥浆质量，继续钻进；当气泡或浑水大量涌出，漏浆严重时，停止钻进，加震护筒或回填粘土用钻头在孔底捣实；如果离终孔标高已经不远，或回填土量实在太大，可再加入大量水泥或其他外加剂，在尽量保持泥浆质量的同时，密切注意护筒内外自然形成的水位差（严重的漏浆使护筒内外贯通，水头消失），随护筒外水位的涨落往护筒内加入或抽出泥浆，保持护筒内外自然形成的水位差，尽可能消除护筒脚处动水压力，避免水流夹带泥砂颗粒。
4.5 钢筋笼上浮的处理
当混凝土灌注接近钢筋笼时，导管底端距离钢筋笼距离较近，浇注的砼自导管流出，冲击力相对较大，可能引起钢筋笼上浮；此外，即使砼灌注面已超过钢筋笼底，且导管埋深仍较大，若表层砼浇注时间较长，接近初凝，成硬壳状，砼与钢筋笼有较大握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，即有可能产生钢筋笼上浮。
为防止钢筋笼上浮，灌注砼过程中，应随时掌握砼浇注标高及导管埋深，当砼埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上，并可在钢筋笼顶施加竖向的约束，如将钢筋笼顶部钢筋接长，焊于护筒顶部，一方面阻止钢筋笼上浮，另一方面可悬挂住钢筋笼，以保证钢筋笼的垂直度。
当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止灌注混凝土，查明原因及程度。如钢筋笼上浮不严重，则检查钢筋笼底及导管底的准确位置，拆除一定数量的导管，使导管底升至钢筋笼底上方后可恢复灌注；如上浮严重，应立即通过吸渣等方式清理已灌注的混凝土，另行处理。
4.6 防止砼浇筑时堵管
严格按混凝土配合比施工，拌和要均匀，浇拌时间要确保，保持良好的和易性。组装导管时要仔细、认真，防止橡皮垫圈突入导管内，以至卡住隔水塞，使混凝土下不去。在灌注过程中，也会出现灌注混凝土下不去的现象，此时，应少量提起灌注导管，然后再迅速插入，如此反复可解决堵管问题。
对浇筑用的机械设备事先要检查，同时应设有备用设备，使混凝土浇筑不致中断；控制混凝土在导管中停留时间过长，严格控制混凝土的原材料规格，防止超粒径碎石混入管内。
5. 桩基顺利施工的要点
5.1 合理设计钢护筒
钢护筒要有一定的埋置深度，并应高出水位一定的高度。由于施工海域潮差变化较大，为保证孔位安全，必须保持较高的水头高度；钢护筒应选择透水性差、较为致密的粘土层作持力层，并应满足在较高的水头压力下不会导致反穿孔现象。在平常施工中，虽然钢筋笼对接时间较长，但孔内液面标高基本控制在+7.00m左右，形成较大的液柱压力，可有效避免坍孔缩径等质量事故的发生。
5.2 泥浆性能控制
泥浆采用高效钠基碱性膨润土，纯碱掺量为5%左右，采用淡水配置。钻进过程中，泥浆比重控制在1.10~1.25，粘度控制在19~25秒， PH值维持在8~9左右。经施工实践证明，泥浆性能满足钻进要求，能保证钻孔和成孔后的孔位安全。（单桩膨润土用量约60吨）
5.3 减压钻进
减压钻进是钻孔的基本要求，减压压力的设置直接影响钻进速度和成孔质量。钻头压力过大，钻机扭矩显著增加，钻杆摆幅大，影响成孔质量，钻机易损坏；若压力取值不足，则钻进速度慢，经济性差。在本工程中，实际钻头压力取值为粉质粘土静压破碎值的1/3左右。
5.4 防止孔斜措施
钻机就位时，应严格保证钻塔天车、转盘中心、桩孔中心三者在同一铅垂线上。为防止因地层软硬不均出现的孔斜事故，钻进过程中，在配备足够钻头配重压力的同时，采用"减压钻进"以保证钻孔垂直精度。
5.5 钢筋笼制作安装工艺
本工程钢筋要求采用直螺纹连接，钢筋笼制作时应首先确保主筋长度和间距统一、接头断面严格一致并与钢筋笼身垂直。
6. 结束语
临海大桥工程主通航孔斜拉桥桩基施工难度大，质量要求极高，且因工作面处于江上平台，给各项工作的安排带来不少困难，目前工程已顺利竣工，交付使用，工程质量良好。由于作者水平有限，文章中缺点和错误之处在所难免，尚请有心者批评指正！