摘要：自2006年开始，由国务院、云南省政府和昆明市政府共同出资研究 “昆明盆地断层探测”工作，通过高密度人工地震实验，在攻克多项技术难关的情况下，已经探明了昆明市的地震带有五条，其中将昆明市嵩明县建筑的抗震设防烈度都设为9度。
关键字：昆明9度地震带 钻孔桩 施工
Abstract: since 2006, the state council and the yunnan province government and kunming government joint investment research "kunming basin fault detection," by high density artificial earthquake experiment, in many technical challenges one of the cases, has proved kunming, the capital of the earthquake with five, which will SongMingXian kunming building seismic fortification intensity are set to 9 degrees.
Key word: kunming 9 degrees bored pile construction zone
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
1 昆明9度地震带对建筑的要求
根据2001年颁布的《建筑抗震设计规范GB50011-2011》规定：3.1.2乙类建筑、地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6-8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求[1]。由些可见9度抗震设防烈度的要求，其实是对要求对建筑达到10度设防。嵩明县位于小江断裂带上，地震活动比昆明市其他地区的地震活动更为频繁，对桥梁施工提出了更高的要求。
2钻孔桩的概念及特点
钻孔桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型[2]。
在基础的建设中，因钻孔灌桩与原始沉入桩中的锤击法相比，施工所造成的震动比锤击法小，造成的噪音污染小；比预制桩基可以造出直径更大的桩基，可是提高桩基的稳定性和可靠性；便于在地基上使用等特点，而得到建设单位的青睐[3]。
在钻孔灌注桩施工过程中，旋挖钻已经被广泛应用到钻孔灌桩过程中，因为旋挖钻机在施工准备阶段以及清孔施工工艺都有着其他钻孔灌桩所不能媲美的优点，所以在施工过程中被广泛应用。
3钻孔桩的施工流程
在高强度的地震设防要求施工过程中，虽然施工难度系数大，标准高，但是如果按照一定的顺序，依然可以建设出优质工程，样板工程。
3.1 施工准备
桩基施工前，操作人员需接受工区项目组织的操作技能、安全教育培训，培训合格后，方可上岗作业。尤其对有要求的特殊工种（如钻机司机）培训，必须经考核合格后持证上岗作业。
施工前本着节约、方便施工的原则确定污水池位置及大小。开挖以前先挖探沟，经有关人员确认污水池位置无地下管线。污水池可按照1：0.75放坡，开挖完成后应立即按照要求设置1.5m高的钢管栏杆，同时用绿网四周围护并在醒目位置悬挂标识牌、警示牌等。
3. 2 施工工艺及示意图
旋挖钻机成孔工艺流程
3.2.1钻机就位
钻机就位以前先检查钻机的工作性能，确保钻机各零部件、液压系统及各种仪表正常工作。保证桩位附近平整，把钻机开到桩位旁，将钻头的尖端正对桩位标注点。
钻机停位回转中心距孔位在3～4.5m之间。在允许的情况下，变幅油缸尽可能将桅杆缩回，这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响。检查在回转半径范围内是否有障碍物影响回转。
3.2.2测量放样、埋设护桩
根据设计图纸用全站仪现场进行桩位精确放样，在桩点周围埋设4根护桩，并在孔口上做出标记，采用“十字”交叉的方式，在施工中随时检查桩位偏差。施工中护桩要妥善看管，不得移位。
3.2.3埋设护筒
埋设钢护筒前进行桩位控制点的放样，用小口径的钻头先预钻至护筒底的标高位置，然后提出钻头且用钻头将钢护筒压到预定位置，再用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填密实。钻头贯压护筒时要分别在护筒各个方向均匀贯压、同时贯压，防止护筒贯压过程中出现倾斜。护筒贯压到位后使用水平尺、垂球检查护筒的垂直度。检查合格后再进行护筒外侧的回填，并报现场工程师检查，合格后方可进行下一步施工。
3.2.4钻机钻孔
钻孔前在护筒顶面依照护筒壁上的护筒顶面中心标识的挂设十字线，然后对准钻头中心。钻头中心与护筒中心偏差不得大于5cm。钻孔前必须经常检查钻头的保径装置，钻头直径以及钻头磨损情况，施工过程中磨损超标的钻头应及时更换。
3.2.4.1下入钻头、旋挖钻进
在准备下入钻头的时候，应该使之空转一段时间，方可开始钻进。开始钻进时，低档慢速钻进，待钻进深度超过护筒刃脚处，按正常速度钻进。在砂类土或软土层钻进时，易坍孔，宜控制进尺、轻压、低档慢速钻进。
3.2.4.2起钻、钻斗卸土、汽车运土
以钻头自重加液压力作为钻进压力，初入压力控制在80～90kPa。每次进尺最佳为0.5～0.8m，钻屑进入筒体，装满一斗后，将钻头提出孔外移至机侧，继续缓慢上提钻斗，利用动力头下的挡板将钻头上的顶压杆下压，通过与顶压杆相连的连接杆件将钻斗的底盖打开卸落钻渣，钻渣卸落完成，再将钻斗下落至地面，正旋关盖复位。
钻进过程中产生的污水、钻碴经沉淀池净化处理后方可排放污水池。排放过程中不能造成对农田及周围水源的污染，沉淀池中的沉淀物用汽车运至指定弃淤场堆放处理。
3.2.4.3补浆、泥浆测试
在开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。
每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。
3.2.4.4钻孔过程的数据记录
钻孔作业分班连续进行，一次成孔。在钻进过程中，按试桩确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数，依照地质报告随时观察钻碴情况与地质报告对照，并准确取样报现场工程师确认地质情况。当桩尖持力层地质与设计不符时，由现场技术人员通知监理工程师及有关部门确认是否进行变更设计。
现场施工钻孔时钻孔记录应有专人负责填写，不可随意更改数据，一定要和现场施工相同，开孔后每一小时记录一次钻孔深度，在进入岩层前地质有变化时要取一次渣样，做好钻孔记录，渣样盒上的标签填写清楚，分层尺寸以及岩性名称。进入岩层后每一米取一次样，所取出的所有样品放入事前准备好的小塑料袋里，每个袋子里放好标签，根据标签上的内容填写好相关数据，并做好记录，成孔后每一根桩对取出的渣样都拍照留好影像资料。
3.2.4.5钻至桩底设计标高后提钻
钻至桩孔设计标高后，钻头在不加压的情况下就地继续旋转数圈，再提钻，保证钻头尽可能取渣情况下又可避免超钻。
3.2.5成孔检查
在钻机显示器显示孔底达到设计桩底标高后，停止钻进，在现场工程师在场的情况下，对孔位中心偏差、孔径、孔深、钻孔垂直度、孔底沉碴厚度等采用测量仪器、测绳、验孔器等工具进行全面检查（见钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法），签字确认合格。
钻孔倾斜度通过检孔器检验：检孔器在孔顶对中护筒中心下落后，通过在护筒顶观测吊绳相对于竖直垂线偏移情况可计算成孔后的倾斜度。
具体做法是：在检孔器下放到指定位置后在吊点系一垂球，然后在垂球的吊绳上用毫米尺标定好从垂球系点开始的1米位置，待垂球静止后用毫米尺测量垂球吊绳到检孔器吊绳的距离E（单位：毫米）。此时检孔器所处位置桩孔的倾斜度就为i=E×100%/1000。
图 桩孔倾斜度测量示意
3.2.6机械清孔
采用机械清孔。成孔后先使用测绳测量实际孔深，报验后在下钢筋笼之前再进行一次孔深测量，若两次测量尺寸高差超过规范要求20cm时，需进行清孔，在钻头下放到离孔底10～20cm处反转清孔，直至达到清孔的要求后，方可进行下一步施工。
3.3 钢筋笼安装
3.3.1钢筋笼顶端应根据孔顶标高设置吊筋。
3.3.2起吊时，吊点应拴牢并布置于直径方向，起吊过程中必须防止钢筋笼变形，使钢筋笼吊起后呈自然铅直状态。
3.3.3钢筋笼接长时，两钢筋笼必须保持垂直和对位良好。若是有声测管，在声测管对接时要顺直，接口处不许出现错口。
3.3.4吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，随起随落和正反旋转使之下放。不高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引起塌孔。
3.3.5下放过程中，时刻注意观察孔内水位情况，如发现异常现象，马上停放，检查是否坍孔。
3.3.6钢筋笼下放至标高后，要检查钢筋笼是否中心偏位，使之满足规范要求，并用4根φ16钢筋将其与钢护筒焊接，或与灌注平台连成一体，以防止钢筋笼在混凝土灌注过程中下沉或上浮。
3.4灌注水下混凝土
水下混凝土灌注采用导管法。导管首次使用前要做闭水及抗拉试验，并对管节进行编号，入孔后居中，灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离控制在250～400mm范围内，混凝土采用输送泵送入漏斗，并随即卸入导管直接浇注。
首批灌注混凝土的数量应保证导管初次埋置深度不小于1．0m。首灌砼的方量根据规范的公式算出。在整个浇注过程中，导管在混凝土中埋深应控制在2～6m范围内。
4 质量控制要点
4.1钻孔的平台，钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。
钻架垂直及机身水平，钻架上的起吊滑轮组与转盘中心在同一铅垂线上。
应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头，钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm。
对于软弱地基，钻孔前应对地基进行碾压及硬化处理，避免钻机倾斜影响孔的垂直度。钻孔进，起落钻头的速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得长时间堆积在钻孔周围。
4.2 钻孔过程中随时认真对地质情况复查，防止出现坍孔现象。并且按照地质情况调换合适的钻头，以保证施工正常进行。
钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数,防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进，但是钻头下降速度也不可太快，尤其是刚刚入孔时。
5、下雨天施工预防措施
在混凝土灌注过程中，突然出现下雨情况，应急时把料斗顶口用彩条布或是其它的防雨工具封闭住，防止雨水顺着料斗流进导管里，混凝土运输车后面进料口上也用彩条布封闭，防止运输过程中有大量雨水流进灌内，影响混凝土的质量。在钻孔过程中或是成孔后没有灌注混凝土前，若是遇到雨天，应急时在孔口四周设排水沟，孔口外围用土围护，拍实，要比原地面高出40cm以上，防止雨水流进孔内，避免孔内出现坍塌事故。
[1] 《中华人民共和国国家标准GB50011-2011:建筑抗震设计规范》
[2]马永兴、浅谈地震液化带地段桥梁深基坑开挖施工技术：《山西建筑》2008年第13期
[3] 董勇、地震带建筑的防震措施及施工安全：《中国新技术新产品》2010年第19期
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。