1.施工工艺
1.1工艺概述
1.1.1设备选用
本桥桩基设计桩尖标高均位于中风化岩层中，综合考虑，拟采用冲击钻机钻孔施工。冲击机具主要由钻架、卷扬机、钻头及泥浆泵等几部分组成。冲击钻可通过钻机冲击使基岩、卵石产生局部压碎和剪切破坏进行破岩,钻进效果更为有效。
1.1.2基本原理
施工中,卷扬机提升钻头至5 m以下的任意高度后,断开离合器使钻头自由落下冲击岩石,如此反复,实现钻进。依靠泥浆的浮力及粘附力来排渣的,因此,对泥浆的要求很高。泥浆比重不能太小,太小则不能提供足够的浮力让钻渣浮出，泥浆也不能太浓,太浓的泥浆会在孔壁产生较厚的泥皮,造成清孔困难,如控制不当,将会大大降低桩周摩阻力。因此,在冲击正循环施工中应严格控制泥浆的指标。
1.2工艺要点
1.2.1场地布置
桩基在位于鱼塘和农田，表面淤泥层较厚，地质较软，桩基钻孔作业时易沉陷。为满足机械设备及混凝土罐车进入现场，需填筑纵向施工便道，便道采用片石填筑，一般路段基层采用大块片石，挤入稻田软基30cm，露出地面50cm,便道填筑平均厚度0.8m，顶宽7m，两侧坡比1:1。小型鱼塘和沼泽区直接采用抛石挤淤，顶宽7m，两侧坡比1:1.
桩位处填筑平台，平台宽12米，长12米，填筑厚度0.7米，两侧坡比1:1，以保障钻机钻孔作业和钢筋笼下放吊车作业以及混凝土灌注罐车工作需要。为不影响地方农田灌溉，在填筑便道切断灌溉水系处埋设圆管涵。
当便道基底受雨水浸入时，很容易变软塑，出现大的车辙时，需补填片石对便道进行修复。同时为配合业主节约红线用地，减少占用耕地，桩基施工纵向便道设置在左右幅中间，便道相对窄小，承台系梁施工时基坑开挖会将便道部分破坏，需单幅施工完毕后，将便道改道进行二次填筑，在开挖另一幅基坑。便道修复工程数量以监理工程师现场实测签认工程数量为准。
1.2.2造浆土选择
根据设计图纸可知，本段桩位处粘土浅覆盖层，覆盖层圆砾、砂层较厚，造浆困难，施工前期需选择和备足性能较好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整，必要时添加纯碱、纤维素增强泥浆性能，以增强护壁，便于清除钻渣。
4.2.3泥浆池布置
59号墩单桩混凝土设计方量为85方，泥浆池直接在两承台之间开挖，泥浆池大小8×7×2米，为防止泥浆流失，泥浆池壁采用12红砖砌筑，池壁并高出地面50cm，四周安装48×3.5mm钢管防护，池底浇筑10cm厚C20砼作垫层，防止漏浆污染环境。泥浆处理时选择定点泥浆处理场地，采用外运方式妥善处理钻孔时排放的泥浆，确保泥浆排放符合环保水保的相关要求。
1.2.4护筒加工及埋设
1.2.4.1、钢护筒埋设根据现场实际地形踏勘，该局域农田，为确保钻机钻孔作业时，不产生渗流导致泥浆流失塌孔，现场取钢护筒埋设进入原地面1~2m。
桩基直径1.8m，护筒为2.2m×12mm。
1.2.4.3钢护筒下放
为保证钢护筒的顺利下放，先由测量班放出桩位，然后用挖机挖出表面砂土，约2m深左右，然后用挖机将钢护筒吊放到桩位上，四周填埋好粘土固定钢护筒。
1.2.5测量放样
利用全站仪、水准仪和塔尺测放桩位及标高。测量放样误差要求控制在5mm以内，并用红漆于平台上作记，技术人员负责将已验收的桩点向施工机台进行交接，交接后的桩点由施工机台负责保护，以防被破坏。
1.2.6钻机就位
钻机就位后，调整钻机位置，保证管锥中心对准桩位中心，并将钻机支垫牢固,以保证钻机在钻进过程中不产生位移。钻机转盘中心位置偏差控制在2cm以内，并定期对钻机转盘中心坐标进行复测，确保钻机定位准确。桥区地表土质多为淤泥和砂层，较易沉降，桩基开孔后，如发现钻机出现底座不稳或下沉现象，立即停止钻进，并将原地面进行筑岛处理后方可重新钻孔。
1.2.7钻孔施工
根据地层变化控制泥浆参数和冲程，确保顺利冲进：
（1）淤泥层钻进
采用冲击钻进法在淤泥层钻进时,应限制进尺速度 ,不宜进尺太快。首先,淤泥层可以自造泥浆,减少泥粉的投放量,降低造价，其次,淤泥层钻孔过程中因为地层和孔内的渗流可能导致缩颈甚至垮孔。因此在淤泥层钻进时,不能盲目追求进尺,要造好泥浆,形成好的泥浆护壁,阻止孔内渗流。宜“低锤密打”,即提锤高度为1～3 m ,锤击频率宜加快。
（2）砂层钻进
当钻进粘性差、含砂砾多的砂性土层时，应以相对密度为1.1～1.2的泥浆护壁，中小冲程冲击钻进。在砂、砾间胶结性差的砂层、卵砾石层中钻进时，经常出现孔壁不稳定现象，要严格保持水头，通常采用0.8～1.0米的中等冲程钻进，采用相对密度大于1.5的泥浆进行护壁，以保证泥浆护壁能阻止内外渗流，防止垮孔。由于钻进砂层过程中，泥浆中含渣较多,排渣要及时，以尽量避免重复冲击，而导致进尺缓慢。
（3）强风化岩层钻进
如遇到粘土状强风化层,可抛入片石击打即可顺利钻进,停钻时应提锤0.5 cm～1.0 m ,以免钻头陷入粘土层造成粘钻,进而拉断钢丝绳,发生掉钻事故。
（4）基岩层钻进
在基岩层中钻进时，在设备能力允许下尽量增大钻头重量和冲击高度，始终保持孔内充满1.3～1.5的泥浆。因岩石强度较高,钻进过程中钻头磨损较快,应经常检查钻头尺寸,避免成孔后孔径过小,达不到设计要求。发现孔径小于设计值时应该加大钻头。钻头加焊后再继续钻进时,应注意回填1～2 m深的片石,这是因为钻头大而原来的孔径小,钻进时容易卡钻导致掉钻。如果因卡钻而掉钻头,打捞时钻头仍卡住不能提起,可采用水下小药量爆破的方法,使钻头松动后再提钻。进入基岩后，增加取样频率（一般每钻进100～500mm取样一次），以备终孔验收。
1.2.8成孔验收及清孔
钻孔达到设计标高后，及时利用探笼检测孔深、孔径情况。经终孔验收合格后，方可通过泥浆泵进行循环清孔，清孔时应及时向孔内注入清水或纯泥浆，保持孔内水头，避免坍孔。
1.2.9钢筋笼制安
钢筋笼在钢筋加工车间，采用胎具成型法，分节制作成型。一般按9～12米单节长度运输和接高。监理工程师验收合格后，将钢筋笼运输到墩位，用汽车吊进行安装。钢筋笼采用直螺纹套筒连接分节接高，逐步下放安装到位。吊接钢筋笼应注意以下几点：
（1）钢筋笼的制作应符合规范的有关要求，同时通过设置临时内撑，使钢筋笼具有足够的刚度，保证钢筋笼在运输及吊接过程中不变形。
（2）钢筋笼对接要保持垂直，主筋焊接接头严格按有关规范要求进行检查验收，按规定的比例对接头进行取样抽检，合格后方可进行吊接。每一节接头连接完毕后，按程序签收。
（3）钢筋笼下放，要保证使其能平稳地下至孔底，防止钢筋笼撞坏孔壁，造成塌孔和扩孔情况。在钢筋骨架顶面要采取提吊保护措施。钢筋笼应依靠护筒而固定，防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上浮。（4）钢筋保护层厚度和钢筋笼中心位置要绝对保证符合要求。钢筋骨架顶、底面高程控制在±50mm以内。在钢筋笼的安装过程中，要注意声测管的安放和保护。
（5）钢筋笼应在全长的胎架上制作成形，接头预先在胎架上接好。这样才能保证各节钢筋笼在墩位的顺利连接。
（6）同一截面主筋接头数量不超过主筋总数量的50%。
（7）每节骨架制作完成后，编号挂牌，以保证直螺纹接头的平顺连接，及保证钢筋笼施工的顺利进行。
1.2.10桩基声测管安装
全桥所有1.8m以上桩基设4根50*1.8mm声测管，于钢筋笼内环向均匀布置，并绑扎牢固。声测管底部距孔底距离不大于10cm，顶部高出桩基1米。在钢筋笼连接的同时接长声测管，声测管接口采用丝套或挤压型，声测管接缝要求密不漏水，每节钢筋笼接长下放前，应将声测管中灌满清水，并观测是否漏水，发现问题及时提起钢筋笼进行处理。
1.2.11二次清孔
采用空压机配合泥浆净化器进行二次清孔，确保孔底沉渣厚度及各项泥浆指标满足设计及规范要求。沉渣厚度不大于50mm，泥浆比重1.03～1.15,含砂率小于2%。
1.2.12导管试压
桩基水下混凝土采用刚性导管灌注方法。为确保基桩混凝土浇注的顺利，在浇注前要对导管规格、质量等构造进行严格检查，通过加压和接头抗拉试验，确保导管抗拉强度和接头密封性能。导管试压的压力不少于导管在灌注混凝土过程中可能承受的最大压力的1.3倍（P max=1.3（rchmax－rwhw）），或不小于孔底最大静压力的1.5倍。
1.2.13首批混凝土
计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。
1.2.14剪球压水
制作砂球悬置于漏斗颈口处，并确保砂球在导管内提放自如。在砂球外包一层塑料布或水泥袋纸垫层，用铁丝固定。检查导管升降系统，使导管下口距离桩底40cm。将首批混凝土备料于储料斗，首批混凝土需确保压水后导管初埋深不小于1.0m。剪球压水后，立即测探孔内混凝土顶面高度，计算出导管埋置深度，同时检查导管是否漏水。如符合要求，即可正常灌注。
1.2.15混凝土测深方法
灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。因此，在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。
采用重锤法测深，重锤的形状为锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下10－20厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测，因此，须由2人用2个测锤测探，并以灌注砼的数量校对以防误测。
1.2.16水下混凝土灌注
混凝土灌注开始后，混凝土灌注应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中要防止混凝土拌合物从导管外掉入孔底。使泥浆内含有水泥而变稠凝结，使测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水深记录。导管埋入混凝土的深度，一般宜控制在2至6m较好。少于2m时，易发生拔漏（拔出混凝土外）事故，大于6m以上时易发生埋管拔不出的事故。拔管前须仔细测探混凝土面标高。在混凝土浇筑过程中，通过测深数据正确指挥导管的提升和拆除。
当导管提升时，应保持导管轴线竖直和位置居中，使导管逐步提升。如果导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。
拆除导管动作要快，要防止螺栓、O型密封垫和工具等掉入孔中。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，破坏导管密封性，从而使导管漏水。
桩基桩头部分往往夹砂加多，为确保桩顶质量，桩顶设计标高以上应考虑夹砂混凝土强度不足的高度，为此，混凝土灌注高度超灌到桩顶标高1米以上位置。在灌注将近结束最后拔除导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆沿导管外壁挤入导管下口，形成泥心。
在灌注混凝土时，按试验要求每根桩制作混凝土试块。试块应妥善保护，强度测试后，填写试验报告表。有关混凝土灌注情况，灌注时间，混凝土顶面的标高、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。
1.2.17泥浆处理
钻孔桩施工中，泥浆通过沉淀池沉淀后，循环至泥浆池和孔位中重复利用，根据现场情况，及时将沉淀池中的钻渣装车外运，清孔时，采用泥浆分离器直接将钻渣装车，为了保护当地的环境，杜绝发生淤积农田河道，钻渣统一运送至指定弃渣场地，并做妥善处理。
1.2.18桩头混凝土凿除
基坑开挖后，采用风镐钻孔，将桩头超灌部分混凝土凿除，露出新鲜混凝土面，并确保残余桩头无松散层，确保桩基与承台的连接质量。
1.2.19桩基检测
基桩质量采用超声波进行检测，检测宜在混凝土龄期14天后或砼强度达到设计强度70%且不小于15Mpa进行。通过超声仪器在声测管内的两个电极探头产生电磁波在混凝土内传递的波长、波幅来判断桩身的完整性和混凝土强度等情况。
