承压水钻孔灌注桩施工技术研究
1工程概况
新建铁路喀什至和田线的克孜勒河特大桥是该线控制性工程，位于新疆喀什市辖区，中心里程DK8+141，全长1348.83米，孔跨布置22-32m+3-24m+11-32m+（32+48+32）m+2-32m，钻孔灌注桩基础176根。其中5#～14#桥墩位于高承压水地段，设计采用直径1.25m钻孔桩，桩长30～34m。
1.1设计前期地质
上部地层主要为粘性土、砂类土及碎石类土；地下水位以下至埋深4m处，层厚约2m，为第一层液化土层，成份以第四系全新统冲积砂质黄土为主，局部分布有细砂及圆砾土；其下为一层圆砾土；圆砾土下为第二层液化土层，以粉土及砂类土为主，埋深在10～20m，层厚一般3～6m，局部地段达8m；其下为圆砾土层。
1.2地下水分布
该桥地下水主要赋存第四系空隙潜水，下部分布多层承压水，以冰川融雪、河水及降雨补给为主，水量丰富，地下水埋深1～5m。克孜勒河河谷地带设计踏勘D1Z-37、D1Z-38、D1Z-39、D1Z-40钻孔出露上升泉，揭示为承压水，承压水水位高出地面1～3m。
1.3承压水分布
（1）D1Z-37（DK7+808右6.8m），地下有高承压水
第一层承压水：在地表以下11.5m-12.1m处，测得管内水头高度2.4m，三角堰堰口水流高度12.30cm（涌水量7.428升/秒（641.78m3/昼夜））。
第二层承压水：在地表以下12.70-51.40m处。测得水头高度2.2米。
第三层承压水：在地表以下52.10m，测得水头高度2.9m，三角堰堰口水流高度15.10cm（涌水量12.316升/秒（1064.1m3/昼夜））。
（2）D1Z-39（DK7+873.4右7.2m），地下有高承压水
第一层承压水（10.40~13m）；第二层承压水（13.20-38.00）；第三层承压水（38.20-49.80）；第四层承压水（50m以下），承压水涌水量与D1Z-37号孔基本相同。
1.4施工现场调查
（1）2008年9月（洪水期）调查现场留存的D1Z-37地质钻孔的146mm套管，发现该管一直处于流水状态，在该处建立承压水水头观测点，经观测测得水头高度平均在6.2m（水头高程为1271.1m）。
即施工期（洪水期）的水头高度比钻探时2008年3月（枯水期）的水头高度高3.8m。
2施工方案比选
根据设计提供的相关承压水资料，结合现场前期的跟踪观测，依照承压水水头高度及试钻过程记录，制定了施工方案。
2.1制定原则
（1）确保安全质量，在施工中不出现塌孔，断桩；
（2）有利于提高施工进度；
（3）本着节约成本的原则，先易后难；
（4）充分利用已有的施工机械设备，减少因设备调遣而增加的成本与工期。
2.2方案比选
经初步研究，可用方案如下：
（1）围堰法
即填高桩孔位置，使桩孔孔口位置（或护筒顶）高于承压水水头高度。
（2）泥浆平衡法
即加大泥浆比重，使泥浆柱形成的压力大于承压水压力，使承压水不至溢出孔口并保持1.0m的安全量。即：
hρ浆≥（H+h+1.0）ρ水
式中：h—孔口至承压水层深度，ρ浆—泥浆密度，H—承压水水头高度，ρ水—水的密度，一般取1.0kg／L。
受泥浆比重限制仅适用于承压水不大的情况
（3）综合平衡法
因承压水水头较高（6.2m），用泥浆平衡法无法满足要求，而围堰法又成本过高，可采用两者相结合的方法来解决。
现场平台填筑一定高度，平衡掉部分承压水水头高度，其余部分利用大泥浆比重遏制。
（4）降压井
在施工场地周围钻探设置若干大口径降水井，以降低地下水位来抑制承压水头。
（5）全护筒钻进
结合地质结构将摩擦桩变更为端承桩，并检算增加桩长。钻进过程中跟进护筒，护筒捶击打入，要求护筒直径不小于145cm，钢板厚度10mm，成桩后护筒废弃。
根据多方面资料和以上方案利弊分析，在与“围堰法、降压井、全护筒钻孔”等方案进行充分比较的基础上，经反复论证，最终确定采用“综合平衡”的施工方法。即为“高平台、大泥浆、深护筒、投粘土”等措施综合运用，以保证钻孔内外的水压平衡。
2.3施工措施
2.3.1高平台
填筑钻孔平台，直接提高钻孔内的水头高度，根据D1Z-37地质钻孔观测的承压水的水头高度，经计算泥浆比重，确定平台高度不低于4.0米，填筑平台大小要保证钻机、吊车、混凝土运输车能共同作业。填筑时采用分层填筑，每层厚度不大于40cm，并进行机械压实。
2.3.2大泥浆
即加大泥浆比重，使泥浆柱形成的压力大于承压水压力，使承压水不至溢出孔口并保持1.0m的安全量。即：
H×ρ浆≥（H-h2+h1+1.0）×ρ水
式中：H—孔口至承压水层深度，ρ浆—泥浆密度，h1—承压水水头高度，h2—平台高度，ρ水—水的密度，一般取1.0kg／L。
使用泥浆柱平衡法必须使泥浆密度自钻至承压水层前至混凝土灌注完毕始终保持比较稳定，重点防止钻孔结束后至混凝土灌注期间孔内泥浆沉淀，上部泥浆密度下降较大而造成的泥浆柱压力小于承压水压力。特别是多层承压水，容易产生可以平衡下层承压水，但上层承压水失去平衡。
2.3.3深护筒
由于平台加高，护筒要相应加长，直到原地面埋入河床以下5m左右，以阻隔浅层承压水对钻孔的影响，防止浅层的松散地质在成孔过程中塌孔。
