摘要：温州瓯江特大桥水上主墩为57根Ф250㎝钻孔桩，最大桩长70余米，地质情况复杂，地层在空间上具多样性，相变复杂、夹层多的特点，钻孔过程中受潮汐影响，介绍在复杂地质和环境下，水上钻孔桩施工技术及质量控制。
关键词：水上钻孔桩，基础施工，质量控制
一、工程概况
瓯江特大桥为沿海铁路甬台温客运专线跨越瓯江的重点工程，主体位于瓯江下游近入海口，大桥全长6244.34m,为双线设计。主跨采用70+3×120+70米连续箱梁。
瓯江桥海域的潮流性质属非正规浅海半日潮，设计流量Q1%=29996m3/s，设计流速V1%=2.4m/s，设计水位H1%=+5.93m，温州市水文站提供历年最高潮位H+5.15m，最低潮位H-3.31m。桥址处河面开阔，位于弯道处河床冲淤变化较大（设计最大水深20米左右，施工过程实测最大水深达到29米）。
地质情况复杂:覆盖层具典型海陆交互沉积特征，地层在空间上具多样性，相变复杂、夹
层多的特点，下部岩层除桥梁两端及中部残丘埋深较浅外，其它地段埋深较大。
工程地质图例1
按图示地层情况依次为粉砂、淤泥、粗圆砾土、淤泥质黏土、粉质黏土、粗圆砾土、粉质黏土、粗圆砾土、强风化凝灰质岩、弱风化凝灰质岩，受断面构造影响，岩面起伏较大，夹层多，粗圆砾土中卵石占10~30%，粒径一般60~90mm，部分达100~130mm，个别达180~200mm，粗圆砾约占40~60%，粒径30~50mm为主，岩性为弱风化状凝灰岩，亚圆状，充填物以砂为主，胶结性差。实际施工过程发现有的桩位粗圆砾土夹层多达4~5层，给钻孔施工带来很大的困难。
二、钻孔桩施工
（一）钻孔前的准备工作
1.钢护筒的插打
插打平台定位桩，然后进行水上钻孔平台的拼装。
2.泥浆循环系统的设置
泥浆循环系统由出浆管、泥浆沉淀池（利用施工平台的相临钢护筒）、储池、泥浆泵、进浆管五大部分组成。
（二）钻进工艺
1.回旋钻钻孔工艺
由于本桥的地质主要为粉砂、淤泥、粗圆砾土（夹杂有部分粒径较大的卵石）和凝灰岩，一般情况下钻机采用如下的钻进参数进行钻进：钻压（10~20t）、转速（5~7r/min）、进尺速度（1~2m/h）。如发现钻杆转盘运转不正常，钻架晃动较大或钻具跳动较大时，则表明钻压过大或孔底有异物，如遇有孤石，铁件或是钻具部件脱落等，遇此情况可将钻具略向上提起，减小转盘运转速度。若钻机运转恢复正常，则说明钻压过大；若钻机还不能正常运转，则可再次将钻具向上略微提起，减小转盘运转速度钻进，待恢复正常后再缓慢加压钻进；若经过往返几次操作，钻机仍不能恢复正常工作，则需拆除钻具，弄清情况或打捞起异物后重新安装钻具继续钻进。
钻机在反循环钻孔中，为排除孔底岩渣所需泥浆的多少和速度，是反映孔底工作面洗净程度的重要标志。泥浆在孔底的流量愈大，流速愈高，工作面的孔底角愈大，则洗孔效果愈好。在钻进过程中，出浆量显著减少或管路被堵无流量，应停钻处理。
瓯江特大桥98#桩基施工时由于合理地选择了钻孔方式和除碴系统，创造最快10天成桩（桩长75米）的记录。
2.冲击钻钻孔工艺
本桥位于瓯江下游近入海口，粉砂及淤泥层厚，冲击钻钻孔施工时，钻前宜在孔内少量投放粘土，并适量加入直径15cm左右的片石，顶部抛平，为防止坍孔、粘钻或埋钻等事故的发生。在情况复杂的粗圆砾土层中钻进时，经常会发生歪钻、滑钻及卡钻等现象，给施工带来很多困难。处理类似问题通常的作法是回填片石，采用小冲程冲砸。通过泥浆正循环净化泥浆时，要求勤排渣，尽量将含砂率降低到10%以下，并保持泥浆相对密度1.20～1.30，胶体率95%以上，同时将粘度适当增大到22S，以增强泥浆悬浮携带钻渣的能力，但粘度也不应过大，否则会影响泥浆泵的正常工作，增加泥浆净化难度。在该桥施工过程中，通过回填片石的处理办法取得了一定的效果。
瓯江特大桥100#桩基施工时由于合理地选择了钻孔方式和除碴系统，创造水上冲击钻最快18天成桩（桩长35米）的记录。
（三）泥浆的制备及清孔
1.泥浆的制备
钻孔泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成，钻孔过程中泥浆在孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内外渗流，保护孔壁；同时泥浆还能起到悬浮钻渣及时循环出碴的作用。
2.清孔
钻孔达到设计标高，经终孔检查后，应立即进行清孔，以达到降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标及清除钻渣，减少孔底沉淀厚度的目的，防止桩底沉渣过厚而降低桩基的承载力。同时确保桩基水下混凝土的顺利灌注及桩基质量，避免断桩事故的发生。清孔时，泥浆池中应有足够的泥浆以供泥浆循环，如果泥浆量太少，则循环时泥浆就会把砂又冲进孔中，达不到清孔的目的。
3.清孔要求
孔底沉渣厚度＜5㎝
泥浆相对密度1.03～1.10，粘度17～20S，含砂率＜2%，胶体率98%。
4.清孔设备
泥浆净化器
泥浆净化器主要适用于采取泥浆固壁、循环钻进工艺的大孔径的桩基工程。
泥浆泵
泥浆净化器必须与泥浆泵配合使用，泥浆泵的作用是将孔内泥浆抽吸到泥浆净化器中，并进行净化处理。
瓯江特大桥主桥桩基在成孔后通过正确使用ZX-200型泥浆净化器和2PN型泥浆泵，不仅清孔速度快，而且清孔质量高，泥浆的各项指标均优于设计及规范要求。灌注桩基混凝土也非常顺利，经超声波检测主桥57根钻孔灌注桩全部为Ⅰ类桩。
三、欧江特大桥灌桩过程的事故处理经验
（一）导管漏水
水下砼灌注过程中，导管漏水现象常有发生，易诱发断桩。对于该类问题，导管在使用前应做水密性实验和抗拔实验来避免。一旦导管漏水，应先确定漏水位置和水量大小，若漏水位置在孔口附近且水量较小，可加快灌注速度，尽早拆除漏水导管。
（二）导管堵塞
水下砼灌注过程中，因砼质量缺陷、机械设备故障、停电及埋深过大等原因，常出现后继砼不下落，导管堵塞现象。处理办法：加强砼拌制质量，对原材和成品砼实施全程监控，砼灌注时在漏斗口加设过滤网，防止过大的粗骨料和搅拌不均的水泥块进入导管。灌注中控制导管埋深，避免埋深过大。一旦发生堵管事故应迅速查明原因，采用导管提升设备反复小范围抖动导管并根据现场情况紧急处理。
（三）导管拔出混凝土面
水下浇注混凝土过程中，如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时，终止浇注，重新成孔；孔内混凝土面高度较高时，可以用二次导管插入法，其一是导管底端加底盖阀，插入混凝土面1.0m左右，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇注混凝土施工。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时，不宜采用；其次是用滑动球阀“二次拔球法”处理。
（四）钢筋笼上浮
水下砼灌注过程中，发现钢筋笼上浮现象时，应立即暂停浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，将导管提至钢筋笼底端以上。提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。
四、结束语
瓯江特大桥水上桩基施工，每天受潮水涨落影响，施工难度很大,但由于根据地质情况和工期紧张的特点，合理地选择了钻机型式；利用了泥浆净化装置保证泥浆性能；灌注水下混凝土时采取了有效的处理措施，因此在钻孔灌注桩施工过程中，由于每到工序得到了很好控制，经超声波检测均为Ⅰ类桩。
参考文献
1 刘吉士.张俊义.陈亚军.桥梁施工百问.北京.人民交通出版社.2003.04
2 铁道第四勘察设计院.甬台温铁路新建工程施工图.2005.06
3 JTJ041-2000.《公路桥涵施工技术规范》.北京.人民交通出版社.2000.11
