一、工程概况
西北上行联络线2号大桥位于湖南省长沙市雨花区黎托乡洞井镇及浏阳河冲积一级阶地。全桥孔跨布置为11-32m简支T梁+1-24m简支T梁，中心里程为:NSDK003+584.847,桥梁全长为：396.505m。该线路与已建的武广线并行，桥位处地势整体起伏较大，局部较为平坦，在该桥施工准备阶段将有大量的填方和挖方量，才能提供施工场地，施工投入较大，施工成本较高。桥台处植被较发育，桥址区道路众多，交通便利。桥址区内未发现异常地质构造，桥址区的岩土层按其成因分类自上而下依次为：人工填土，褐红色，以粉质粘土为主，夹有砾石及建筑垃圾，层厚0.6~6.9m，广泛分布于桥止区；层厚为1~2m的全风化泥质粉砂岩；层厚为1.4m~7.8m的强风化泥质粉砂岩；弱风化泥质粉砂岩。桥址区地表水较缺少，地下水位随季节气候变化明显，冬季地下水位交底，因此冬季施工较为困难。
二、施工准备
基础施工前，首先修通进场便道，利用机械和人工配合清除桥位区域植被，测量人员放样各墩台位置，根据墩位、基础尺寸和基础施工机械尺寸，钻孔场地为陡坡时，利用挖掘机进行高挖低填，该造为平坡。如有困难，可利用型钢、枕木搭设工作平台。钻孔场地在农田且施工期间地下水位高于地面以下1m者，应平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。钻孔场地在鱼塘处时，条件允许的尽量排除塘中水，用挖掘机将鱼塘中的淤泥清除，将山包处开挖的土体进行回填进行筑岛，筑岛顶面高出地面水位以上1.0m，筑岛尺寸根据钻孔方法、钻孔设备大小等决定。装载机整平，压路机压实，为基础施工提供足够的场地，根据该地区的地质情况，宜采用旋挖钻机、冲击钻机进行施工。
开孔前，施工队必须按照测量人员放样的桩位十字护桩定出桩位中心，进行钻机对位，保证对位准确，钻杆垂直度偏差不大于1%。
三、钻孔桩施工工艺流程图
钻孔桩施工工艺流程图
放样桩位 埋设护筒 钻机就位 钻孔 第一次清孔 测孔深、沉淤 制作钢筋下钢筋笼 泥浆补充 浆 泥下导管 第二次清孔 测沉淤 安放隔水球 配制砼 浇筑砼 四、护筒埋设、泥浆池开挖
（1） 该桥桩基直径均为1.0m，全桥统一采用直径1.2m钢护筒，采用板厚
为1cm的钢板卷制而成，要求坚固、不漏水。
（2） 岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；施工人员根据测量人员放样出的桩位定出护筒定位线，人工开挖出一个宽为5cm，深为20cm的导沟，采用压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。
（3） 护筒埋置深度要求：旱地或浅水处，对于粘质土不小于1.0~1.5m，对于砂类土应将护筒周围0.5m~1.0m范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下。
（4） 护筒顶面应高出地下水位1.5m~2.0m，同时应高出地面30cm，孔内有承压水时，应高于稳定后的承压水位2.0m以上，若承压水为不稳定或稳定后承压水位高出地下水位很多，应先作试桩，鉴定在高承压压水地区采用钻孔灌注桩基的可能性。
（5） 如果护筒有接头的，接头处要求内部无突出物，能耐拉、压，不漏水，灌注桩完成后，将钢护筒拆除。
（6） 护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，护筒倾斜度不大于1%。 （7） 根据沪昆客专标准化施工要求开挖泥浆池，安装泥浆泵。
五、泥浆制备
在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁。在粘性土中钻孔，当塑性指数大于15，可利用孔内原土造浆护壁。钻机钻至孔深1.0m左右，直接向孔内注入清水，待陆续钻进时，孔内清水同钻锥切削下来的粘土，在钻锥回转或冲击搅动下，自然形成泥浆。如果孔内粘土土本身造浆粘度不够，可适量投入部分膨胀土或粘度更高的土，若粘土层较厚，泥浆中粘土含量将逐渐增加，故在钻进中要及时加水稀释泥浆，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下：
泥浆比重：岩石不大于1.2，砂粘土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。
粘度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。 含砂率：新制泥浆不大于4%。 胶体率：不小于95%。
PH值：8~10。
钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补冲泥浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。
六、钻孔施工
（1） 钻机对位开钻，开钻时应慢速钻进，同时进行加水造浆，钻进过程中始终保证保证孔内水位不低于护筒脚，泥浆密度不小于1.2，待钻头全部进入地层后，方可加速钻进。
（2） 在钻孔排渣、提钻头除土或因故挺钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。
（3） 对于较长时间停钻，要加大泥浆的相对密度和粘度，并尽快排除事故，以防塌孔。
（4） 控制钻进速度，避免因进尺较快对孔壁扰动较大造成塌孔。 （5） 在钻进过程中，对于砂性土层及砂层，直接用旋挖筒钻进、取渣，遇到砾石层及卵砾石层时，先用螺旋钻头将其搅松，再用旋挖筒取渣。钻头与钻杆用一钢销连接，钻头拆卸简便。由于钻渣可直接用旋挖筒提取，所以仅用静态泥浆护壁，这样大大减少了泥浆用量，钻渣用翻斗车外运至指定弃渣场。旋挖钻机操作室中有深度显示仪，在距设计深度1m时，用测绳复测，并降低钻进速度，控制超挖程度，超深不能大于20cm。
（6） 钻机机长在钻进过程中如实填写钻孔记录。
（7） 当钻孔深度达到设计要求时，施工班组要对空深、孔径、孔位和空形等进行检查，完善钻孔记录。
七、清孔
孔深达到设计标高经驻地监理认可后，通常采用换浆法清孔。采用旋挖钻机施工时，由于在钻进时钻渣及时掏出孔外，因此孔底沉渣较少，清空较容易，浆泥浆池里的泥浆经过泥浆泵抽入孔底，将孔内泥浆上返从护筒口流入泥浆池，经过泥浆循环沉淀，清除孔内沉渣，降低泥浆含沙率和泥浆比重。要求用手摸泥浆中无2mm~3mm大的颗粒冲锤提离孔底约50cm。为了提高返奖效率，可将钻头
提离孔底10cm~20cm空转5min，将泥浆比重为1.03~1.1的较纯的泥浆压入孔底，把钻孔内的泥浆换出，确保孔底沉渣、孔内泥浆浓度合符规定要求，达到孔底沉淀不超过5cm，泥浆相对密度：1.03～1.10，粘度：17～20pa·s，泥浆含砂率：<2%，胶体率>98%。清孔工作因钻孔过程采用较大的泥浆比重而需时较长，一般2～6小时。
八、钢筋加工及下放钢筋笼
当孔内泥浆指标达到要求后即可下放钢筋笼。钢筋笼按技术规范的有关要求，根据主筋的长度分节制作，现场搭接焊接长，按图纸放样制作，钢筋骨架保护层采用定位筋。
下放钢筋笼时，为保证不变形，采用等长的4根钢丝绳吊装，钢筋笼吊起后，检查骨架是否竖直，骨架进入孔后，应将其扶正徐徐下放，若吊放受阻应停止吊放并寻找原因，不得加压强制下放，严禁摆动碰撞孔壁，当最后一道加劲箍筋接近孔口时，用钢轨或工字钢从加劲箍筋下穿过，每一节钢筋笼最后一道加劲箍筋的焊接质量要特别加强，加劲箍筋与每一根主筋接触处必须焊接牢固。当骨架支承在临时平台上稳妥后，再吊起第二节钢筋笼，使它们在同一竖直轴线上时进行焊接，采用单面焊，焊接长度为10d，焊缝必须饱满，焊缝高度不小于5mm，焊缝宽度不小于11mm。当所有接头连接好后，进行报检，由监理工程师验收合格后吊起钢筋骨架，抽出支承，下放骨架，如此重复，使骨架下放至设计标高为止，最后一节钢筋笼主筋上对称焊接2根Ф16钢筋作为吊筋，骨架下放至设计标高时将吊筋点焊于护筒上，钢筋笼位于孔位中心。
钢筋笼下放完毕后搭设砼浇筑平台，下放灌注混凝土导管并记录每一节导管的长度和顺序。配管原则为下长上短，导管下放结束后利用导管进行二次清孔，利用45kw泥浆泵循环返浆捞渣至孔底沉淀符合规定要求，然后加入较稀的泥浆换浆，直至泥浆比重符合规定以及施工要求。进行报检，又监理工程师验收合格后准备水下混凝土浇筑。
九、浇注混凝土
导管选用壁厚5mm，直径30cm的无缝钢管。导管在使用前和使用一个时期
后，除应对其规格、外观质量和拼缝构造进行认真地检查外，还需做拼接、抗拉、过球、承压及水密性试验。承压水密试验要求在每一次灌注前都做一次。导管在开始浇筑砼前离开孔底面30～40cm。
桩基础砼采用导管法水下灌注。砼集料漏斗要满足首批砼需要量要求，保证首批砼灌注后导管埋深1m以上。
用剪球塞法浇筑首批砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算导管埋置深度，确信符合要求后即可正常灌注。
（1）灌注开始后，应紧凑连续进行，并注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管在砼内埋深控制在2m～6m。
（2）在砼灌注过程中，后续砼要沿导管壁徐徐灌入，以免在导管内形成高压气襄，同时避免桩基在土层中产生缩颈、断桩等现象。另外，为保证桩基础的密实，要定时抽插振动导管，达到振捣效果。
（3）为确保桩顶质量，砼浇筑标高应比设计桩顶标高高出50～100cm，在浇筑完成后挖除多余砼，但应留出20cm左右在桩基础达到强度后用风镐凿除至设计标高。
（4）混凝土浇筑过程中，泥浆通过泥浆管抽到岸边沉渣池，运到指定地点排放。
十、钻孔桩施工常见事故预防及处理措施
1、塌孔
在钻孔过程中护筒内水位忽然上身益处护筒，随即骤降并冒出气泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加，塌孔严重的孔深明显缩短，这时孔内塌孔征象。另外也有空口坍塌，整个孔位地基大幅度下沉，甚至钻机被埋。塌孔在钻孔、清孔、灌注水下砼的过程中均有可能发生。
1、塌孔原因
（1）可能是泥浆性能不符合要求，护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，孔内外水头差减小，不能保证原有的落水压力
（2）提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间过长。
（3）施工操作不当，如提钻头、下钢筋笼时碰撞孔壁。 （4）在松软砂层中钻进，进尺太快。
（5）以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等。
（6）清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。
（7）孔内水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
（8）掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大，造成过大震动。
2、塌孔的预防和处理措施
（1）在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。
（2）汛期地区水位变化过大时，应采取升高护筒、增高水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。
（3）发生空口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。 （4）如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土混合物到坍孔处以上1m~2m，如塌孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。 （5）清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供浆管头必须保证冲刷孔壁。
（6）吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。 2、偏孔
出现偏孔后征象：钻机在钻进时，钻杆发生倾斜，机身剧烈摇晃等。 1、偏孔原因
（1） 钻杆弯曲，接头不正。
（2） 孔内遇有较大的孤石或探头石。
（3） 在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。
（4） 扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。 （5） 钻杆弯曲，街头不正。 2、偏孔的预防和处理措施
（1）安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直直线。
（2）由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。
（3）钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。
（4）在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，或回填片石、卵石冲平后再钻。
（5）发现偏孔后，用检孔器等查明钻孔偏斜的位置和情况，一般在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。
（6）偏斜严重的可在起始偏斜处设置少量炸药（少于1kg）爆破，然后用砂类土和砂砾石回填至该位置以上1m，重新冲钻。 3、埋钻
1、埋钻原因
（1）在钻进过程中，当钻头一次下钻太深，泥浆粘结力过大，造成钻钻机本身的上拔力不能将钻头拔出。
（2）在钻进过程中，当钻头处于孔中时，钻孔上部发生塌孔，将钻头埋于地底，不能拔出。
（3）在钻进过程中，在某段时间内泥浆浓度过低，孔内压力小于孔外压力，造成缩孔，钻机钻头凭借自重快速放下，但孔径缩小，上拔钻头时孔壁摩擦力大于钻机上拔力而不能拔出。
1、埋钻处理措施
（1）小范围移动钻机位置，减小钻头与孔壁接触面，松动钻头周边土体，然后利用钻机自身将钻头提起。
（2）利用汽车吊等辅助提升设备与钻机共同将钻头提起。
（3）开挖泥浆池，安装泥浆泵，进行循环返浆，降低孔内泥浆粘度，可以加适量的水或者砂子，效果不好的加大功率空压机配合，利用高压空气将泥团冲散并循环流出泥浆池沉淀，然后再提出钻头。 （4）请专业的水下爆破员进行水下控制爆破。
4、掉钻落物
1、掉钻落物原因
（1）卡钻时强提强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。 （2）钻杆接头不良或滑丝。
（3）转向环、转向套等焊接处断开。 （4）操作不慎，落入扳手、撬棍等物。
（5）冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔出。 （6）钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换。 （7）电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。 2、掉钻落物预防措施
（1）开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。
（2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
（3）为便于打捞落锥，可在冲击锥或其他类型的钻头上先焊接打捞环、打捞杠，或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。
3、掉钻落物处理措施
（1）掉钻后及时摸清情况，若钻锥被被沉淀物或塌孔土石埋住应首先清孔使打捞工具能接触钻杆和钻锥。
（2）直接使用打捞工具进行打捞，常用打捞工具有：打捞叉、螺旋取物器和卡板取杆器、打捞钩、打捞活套、打捞钳等。
（3）对严重坍孔埋锥的，可再用比钻锥直径大的空心锥或冲抓锥将坍在原锥上面的土、石清除掉，接触原锥后，再换用比原锥直径稍大的栅式圆柱形的空心锥，冲钻至原锥底部，使原锥与周围孔壁分离后，提出空心锥，再使用打捞钩进行打捞。 5、钻杆折断
1、折断原因
（1）钻进中选用转速不当，使钻杆所受的扭转和弯曲等应力增大，因而折断。
（2）钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚。 （3）地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作。 （4）孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。 2、预防和处理措施
（1）不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。
（2）钻进过程中控制进尺速度。遇到坚硬、复杂地质，应认真仔细操作。 （3）钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者，及时更换。
（4）在钻进中若遇异物，须经处理后再钻进。
（5）如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。 6、钻孔漏浆
1、漏浆原因
（1）在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏浆。
（2）护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。 （3）护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。 （4）水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。 2、处理方法
（1）钻孔过程中使用较粘稠或高质量的泥浆。 （2）护筒加工制作要求焊接牢固、不漏水。 十一、施工质量保证措施
（1）钻机进场前，认真进行全面检查，有问题的及时进行处理后。 （2）施工前认真查看地质资料，掌握地质状况，做好预防工作。
（3）钻进过程中，施工人员要随时掌握泥浆质量，并保证护筒内水面标高不低于地下水位。
（4）护筒要埋入不透水土质层中，对不能埋入不透水土质层中的护筒要增加
泥浆的比重和粘度，增加护壁质量，防止漏浆。
（5）对软塑粘质土层，应改善泥浆性能，控制进尺速度，防止糊钻。 （6）施工前钻机安装平稳，钻进过程中经常检查钻架位移量并测量钻杆倾斜度，当发现有倾斜趋势时，在倾斜处反复扫孔，并控制进尺速度；当发现钻杆摆动较大时，要对钻机进行检查并控制转速，以防扩孔。
（7）从开始清孔到浇注前这一段时间里，由于换浆及吊装钢筋笼，泥浆面的标高及钢筋笼下放的顺直。
（8）钢筋笼加工严格按照图纸及焊接施工规范进行加工。
十二、施工安全保证措施
（1）施工过程中所有施工及管理人员必须正确戴好安全帽，严禁酒后作业。 （2）严禁非施工人员进入施工现场。
（3）所有施工人员进场前必须经过施工安全知识培训，并考核合格后进场。 （4）钻机安装就位时，钻架应垫平，保持稳定。 （5）旋挖钻机作业期间，严禁人员站立在钻头附近。
（6）钻孔时，钻速不得过快或骤然变速，孔内弃土不得堆积在钻孔周围。 （7）停钻后，钻头应提出孔外安全放置，孔口应遮盖防护。
（8）施工现场施工用电线路及生活用电线路必须由专业电工进行接送维护，非电力操作人员不得私自节电。
（9）施工现场有泥浆池，或钻机周边地势较陡峻时，泥浆池周边以及施工场地周边应设置安全网。
（10）在孔桩钢筋加工过程中，氧气乙炔气瓶存放必须保持不小于5m距离，乙炔气瓶不能平放。
（11）特殊工种作业人员必须持证上岗。
（12）在夜间施工时，必须安装足够的照明设施。
（13）在施工便道与乡村道路交叉口，设置明显的警示标志。
十三、施工环境保护措施
（1）施工机具进场前要冲洗干净。
（2）钻孔产生的泥浆及钻渣，禁止随意排放，必须由专用的你将车运至指定排放地点集中排放并集中处理。
（3）浇筑混凝土过程中避免混凝土的外撒，砼浇筑完成后清洗泵车的污水用混凝土罐车拉走。
（4）施工过程中的生产生活垃圾集中堆放，施工完成之后进行彻底清理。 （5）施工机具退场时要冲洗干净，避免污染乡村道路。
（6）施工现场材料（特别是钢材、枕木）堆放下垫垫块，上面进行加盖，避免钢材锈蚀，污染环境，且设立材料标识牌。 （7）施工便道要进行定期洒水，避免弃土扬尘。
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