论文摘要：对于桥梁工程而言，其主体工程主要分为下部结构与上部结构，上部结构指盖梁以上部分，下部结构又可以分为桩基与墩身部分。常言道“万丈高楼从地起”，这充分体现各种工程建设中基础建设是其致关重要的一个环节，而桥梁建设中桩基成孔施工又是其基础中的基础。日常施工中桩基施工又主要采用机械成孔，其不但成孔速度快而且成孔质量好，故在施工中是一种常用的、主要的施工工艺。现就钻孔成孔质量相关问题与大家初探。
论文关键词：钻孔桩,钻机,成孔质量
一、钻机的选择
1、按土质选择钻机
钻孔的方式总的来说有三大类，即冲击法、冲抓法和旋转钻进。在岩性均匀的土层与岩层中适于用旋转钻进，即根据土体的强度等特性选择不同钻头旋转切削土体，然后通过泥浆的循环将钻渣清除。但在卵石、漂石层等软硬相间的地层中，由于孔底岩性不一，钻进时易引起钻杆剧烈跳动振颤，损坏钻具，此时可选用冲击钻。冲击钻即利用冲击锥自由下落的冲击力破碎岩石，将钻渣挤入孔壁或悬浮在泥浆中排除。由于排渣不利，冲击钻钻进速度一般较慢，故在施工中多采用反循环冲击钻，即在冲击锥中空的孔中穿入泥浆管，冲击过程中泥浆管插入钻孔底部不动，用泥浆泵吸渣排出，很大程度上提高了冲击钻的钻进速度。
2、按桩径选择钻机
日常施工中不但要考虑土质特点，还要综合考虑桩径、桩深来选择钻机。随着钻孔的发展，大直径桩、变截面桩已较多出现，要求的钻机性能亦越来越高，因此，在考虑适当的钻机时，必须注意以下两个方面：
①钻机能承担的扭矩：每种类型的钻进成孔机械各有所长短，无论优选何种机型和工艺，均应根据桩径、地质条件、水文情况、承包商的设备条件及工期等诸多因素综合考虑确定。大口径钻孔所需钻机型号主要取决于土壤的强度，即同一型号钻机在不同土壤中能直接钻不同的大直径桩孔。土壤是变化的，钻进时不同地层扭矩是变化的，而决定钻机性能的基本要素（动力）是已知的，所以钻机分类宜以扭矩M大小为准。
扭矩的计算方法如下式：
M=A×M×F
式中：A—系数，考虑到传递扭矩过程中扭矩的损失，取经验值1.4～1.7；
M—单位破岩面积所需扭矩，直钻（一次成孔）经验值0.6～0.8kNm/㎡，而扩钻经验值0.4～0.8kNm/㎡；
F—钻头破岩面积。
另一方面，M的大小，此值应小于该钻机的扭矩额定值M；在小于M的情况下，钻机可以根据M值调整钻进速度。
在日常施工中人们习惯于根据地质、孔径、孔深简单的选择钻机，而事实上我国目前所产钻机是按扭矩大小分类，因此不要在选择钻机进产生错觉，以为设计钻孔口径越大则必须要用大直径钻机。
②变截面桩特点：一般桥梁桩基的最大弯矩产生在上半部分，到了一定深度后，由于土抗力的作用桩身所受的弯矩M越来越小，到了岩石层时M几乎为零，这时可认为桩基只承受垂直力，因此桩径又可减小。变截面桩正是为适应这种受力变化而设计，其截面一般是上大下小。大直径桩主要是指上段最大截面直径而言的，上部直径虽大，但上部覆盖层的土壤强度一般较小，因而所受的扭矩也不是最大。待到钻孔进入岩层或下段紧密土层时，虽然土壤强度增大了，钻杆增长了，而桩的直径却相应减小了，如果设计桩径和钻机选型适当，只要充分利用一般的150㎝和200㎝钻机设备，对其稍加改造，同样可完成ø300～400㎝的大直径桩孔施工。这也是变截面大直径桩的特点之一。
二、钻孔施工工序
①测设桩位并测定校检护桩；
②场地平整、挖筑泥浆池、架设水电线路；
③埋设护筒；
④钻机就位并调整钻机，使锥中心线与桩中心线重合。
⑤制备泥浆，并开始钻进；
⑥当首次钻进到导向部分或钻锥进入土体后再次进行校检测核，以保证桩基成孔质量；
⑦正常钻进，出渣直致设计深度；
⑧清孔准备下道工序；
如下图所示
三、容易出现的问题及处理措施
1.梅花桩或倾斜孔桩
①糊钻或孔底软土内夹有局部的硬质岩块时易出现梅花孔。此时可在孔内撒入碎石填平再冲击。当出现梅花孔后得不到及时处理可能会导致钻孔倾斜或卡钻。既使不倾斜或卡钻成孔后也会形成梅花桩而无法进入下一道工序。
②简易方法检查钻孔倾斜度：钻孔施工中由于地层、钻机安置、施工技术等原因，通常会出现或多或少的桩孔倾斜。当倾斜度不大于桩长的1%，且不大于50㎝时，桩孔倾斜度合格，否则为不合格。施工中一般是用吊垂球的方法检查钻杆来代表桩孔的倾斜度，但钻杆较细、桩孔较深、转盘卡瓦松旷、提升龙头不配套、钻孔设备老旧、冲击成孔钻机等问题存在时，则难以测出较准确的倾斜度或根本测不出，将影响对桩孔的质量认定。
2.坍孔
①在钻孔过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，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，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测，工地现场一般采用测深锤。若在混凝土灌注中，原停留在孔内的测深锤不能上拔或放入测深锤，测得的孔深与原孔深相差较大，可证实属坍孔。
坍孔原因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，或在潮汐河流中涨潮时，孔内外水位差减小，不能保证原有的落水压力；施工操作不当，如提钻头、下钢筋笼时碰撞孔壁；在松软砂层中钻进进尺太快；以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。
发生坍孔后，应查明原因，采取如保持或加大水头、移开重物、排除振动等相应措施以防继续坍孔。
对少量坍孔，如不继续坍孔，可恢复正常钻进。坍孔不严重时，可回填土到坍孔位以上，并采取改善泥浆性能、加高水头、深埋护筒等措施，继续钻进；坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填，无上述土类时，可采用黏质土并掺入5%～8%的水泥砂浆，应等待数日待回填土沉实后，重新钻孔，此次钻进要记取教训，采取相应措施，如改善泥浆浓度、减缓钻进速度等。坍孔部位不深时，可采取深埋护筒法，将护筒填土夯实，重新钻孔。
3.钻进速度缓慢的原因及处理
当钻机已钻较长时间，但钻机进尺非常缓慢，此时可能有以下几种原因：
①遇软塑黏质土层，发生糊钻现象。
②遇坚硬岩石。
③钻头长时间工作，磨损严重。
针对上述情况，首先提升钻头空转一段时间后，再下落钻进，如仍不能符合进尺要求，要提出钻头，检查其磨损情况。清除黏泥，适当放慢钻速；若遇较硬岩石进尺缓慢，说明原钻头已不适合，需更换钻头或对钻头加以改造。
4.钻机卡钻、脱落钻物
卡钻常发生在冲击钻孔时，多因先形成了梅花孔，或钻锥磨损未及时焊补、个别孔直径变小，而新钻锥又过大，冲锥倾倒，遇到聚头石或孔内掉入物件卡住等。卡钻后不宜强提，可用小锥冲击或者用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。
掉落钻物宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞。若落体已被泥砂埋住时，宜先清除泥砂，使打捞工具能接触落体后打捞。钻锥断入孔内时，首先应尽快加在泥浆浓度，然后打捞；打捞无效时，应尽快寻打有经验的打捞队伍，不能搁置太长时间，以免坍孔。对确实捞不上来的钻锥，应会同业主、设计、监理单位共同研究终孔还是重新开孔。
在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或无其他防护设施的钻孔中处理故障。当必须下入钻孔时，应邀请专业人员，并备齐防毒、防溺、防坍埋等安全设施后方可进行。
5.卵石层局部坍孔埋钻
在扫孔过程中，常常会出现孔壁局部坍塌，致使钻头被埋，既不能旋转，也不能提升。其处理办法是，将导管做成空气吸泥机后，插入孔内，先投入一定量的锯末。然后投入膨润土，循环调浆，泥浆粘度调到25s，泥浆面比江（每）水面高出100㎝左右，待孔内泥浆面稳定了以后，下插导管抽出塌下的卵石。由于卵石直立性差，导管只在一个点便将大部分卵石抽出。使钻盘恢复转动。钻头能够提升。
参考文献
1 祁生春 钻孔灌注桩施工中容易出现的问题及处理方法[J] ,科技信息, 2010年 第24期
2 周胜福 张会凤 浅谈钻孔灌注桩施工中易出现的质量问题及预防处治措施
3 王小爱 钻孔灌注桩施工中容易出现的问题及处理方法 [J],科技致富向导, 2012年第13期
4 李春静 董大伟 钻孔桩施工过程中容易出现的问题及处理措施,湖南农机,2011年07期
