浅谈钻孔灌注桩的施工及断桩处理

秦　瑞

摘要：文章主要对钻孔灌注桩的施工及断桩处理问题进行了探讨。文章概括了钻孔灌注桩的五个施工阶段，分析了断桩处理问题，并提出了断桩处理的三种方法。

关键词：钻孔灌注桩；水下混凝土灌注；断桩处理

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：1009－2374(2009)12－0136－02

一、钻孔灌注桩五个施工阶段

(一)施工准备阶段

工程进展的顺利与否与开工前准备的是否充分有密切的关系，充分的准备是工程顺利施工的前提，施工中一些问题的发生往往与施工前准备工作不足有关。因此施工前应做好以下准备工作：

1试验室对水泥、砂子、碎石、钢筋等各种原材料分别取样试验合格后，试验确定水下砼的设计配合比。

2整平场地：场地如无水，把桩位附近的场地大致推平即可。如场地为浅水时，宜采用筑岛法施工，筑岛高度应高于施工水位0.5m以上，筑岛面积应视钻孔方法，机具大小等要求决定。

3测量队根据导线点及设计桩位坐标准确放出钻孔桩中心桩位。用十字交叉法埋设好护桩，护桩交角最好设置成垂直或接近垂直，两边距离也宜相等，以便记忆。护桩应埋设在易寻不易破坏处，以便钻孔过程中随时检查钻孔的中心偏位情况。

4根据中心桩位埋设好护筒，护筒中心竖直线与桩中心线重合。所用护筒内径应比桩径大20～40cm，护筒底及四周所填粘土必须分层夯实，护筒顶高应高出地面0.3m或水面1m以上，当孔内有承压水时，应高出稳定后的承压水位2m以上。护筒的埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般埋置2～4m。

5测出护筒顶标高，根据设计图纸孔底标高计算出所需钻孔深度。

6根据设计图纸提供的地质剖面图，选择合适的钻机进场。开挖好泥浆池，并根据地质情况配制好泥浆。

(二)钻孔阶段

钻孔阶段是钻孔灌注桩施工的开始阶段，桩基偏位与否与开始时的钻机对中就位有密切的关系。钻孔过程中应注意以下事项：

1钻机根据中心桩就位后，应检查钻机底座和顶端是否平稳，使钻机在钻进过程中不得产生位移或沉陷，否则，应及时处理。钻头对准桩位中心后即可开始钻孔施工。开始时应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。

2钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径、孔型、垂直度进行检查。检查孔深用水纹测绳，测量孔径。孔型采用直径D等于孔径设计尺寸，长度大于4D的小钢筋笼检孔器吊入钻孔检测若该检测器能顺利到达孔底，则孔径符合要求，各项指标均达到设计要求后进行清孔。

3清孔。清孔采用换浆法，即钻孔完成后，停止钻具回转，将钻锥提离孔底钻渣面10～30cm，维持泥浆循环，并向孔中注入清水。经常检测孔底沉渣厚度和孔中泥浆性能指标，满足要求后停止清孔，清孔过程中应始终保持孔内的原有水头高度。

(三)钢筋笼的制作与吊装

钢筋笼的加工应该比钻孔工作提前或同时进行，以成孔前加工验收完成为宜。快速、准确、及时的钢筋笼吊装就位是顺利进行砼灌注的前提，钢筋笼的加工与安装应注意以下几点：

1钢筋进场保管。钢筋按不同钢种等级牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆放，且设立识别标志。钢筋堆置在仓库(棚)内，露天堆置时，垫高并加遮盖。

2钢筋检验。钢筋具有出场质量证明和试验报告单。桥涵所用的钢筋将抽取试样做力学性能试验及焊接试验。

3钢筋加工注意事项。(1)钢筋加工前必须调直和清除污锈；(2)钢筋焊接前，先根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊；(3)钢筋接头采用搭接或帮条电弧焊时，将采用双面焊缝。接头双面焊缝的长度不小5d，单面焊缝长度不小于10d；(4)受力钢筋焊接或绑扎接头设置在应力较小处，并错开布置，对于绑扎接头，两接间距不小于1.3倍搭接长度；(5)骨架的焊接拼装应在坚固的工作台上进行，拼装时按设计图纸放大样，放样时考虑焊接变形和预留拱度，在需要焊接的位置用楔形卡卡住，防止电焊时局部变形。待所有焊接卡好后，先在焊缝两端点焊定位，然后进行焊缝施工焊。施焊顺序宜由中到边对称的向两端进行，先焊骨架下部，后焊骨架上部，相邻的焊缝采用分区对称跳焊。

4钢筋笼吊运。为便于吊运，钢筋笼视长度情况采用分节焊接，吊装时采取分节立焊，节间搭接焊对接，在孔口进行。

(四)灌注水下混凝土

水下砼的灌注是钻孔灌注桩的关键阶段，一些断桩或桩基质量问题的发生往往是灌注过程中控制不当产生的。因此，从砼的拌制、运输到灌注和拆除导管等均要严格把关，任何一个环节出错都可能造成无法估量的损失。施工中必须注意以下事项：

1混凝土的拌制：水下砼的拌制必须严格按照施工配合比的比例拌制。拌成的砼应有良好的和易性，在运输及灌注过程中应无显著离析。泌水现象，灌注时应保持足够的流动性，坍落度宜保持在18～22cm，混凝土才能出场。混凝土运至现场后，仍需检查其坍落度，合格后才能灌注。

2混凝土的灌注：第一车混凝土运到灌注现场后，应在导管口放人预先准备好的比导管孔径稍小的充气橡皮球，使灌入的混凝土冲击而下后减少和孔底泥浆的混合。混凝土开始灌注时应连续、迅速，首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要，以避免夹入泥浆。混凝土约灌注至钢筋笼底时应放慢浇注速度，边灌注混凝土边观察钢筋笼是否上浮。一旦出现钢筋笼上浮的情况并超出规范允许的范围且采取加压措施无效时，应立即停止灌注混凝土，提升导管和钢筋笼做断桩处理。当混凝土灌注至钢筋笼底口以上超出4m时，提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2m以上时，才可恢复正常灌注速度。

(五)多余混凝土的清除与水下混凝土的养护

钻孔灌注桩水下砼灌注完成后，应适时清除桩头多余的混凝土，清除完桩顶泥浆及多余混凝土，并等桩顶混凝土凝固后应及时在桩顶洒水养护，并保持桩顶湿润，以防止桩顶砼在化学反应影响下，产生热应力收缩使桩顶混凝土出现裂缝。孔内注水养护应持续28天以上。

二、断桩处理

灌注桩施工过程中，如各种指标控制适当，一般都很顺利，但实际施工过程中，由于种种原因，也常出现钢筋笼上浮超出允许范围，而钢筋笼又不能及时吊出，或出现卡管及导管拔脱现象，无法继续灌注混凝土而导致断桩的事故。究其原因，钢筋笼上浮情况有三种：(1)泥浆比重太大；(2)导管下口在钢筋笼底以下时混凝土灌注速度太快，钢筋笼受混凝土的冲击浮力太大；(3)混凝土灌注时间太长，首批灌注的混凝土已经初凝，与钢筋笼凝固到一块，后灌注的混凝土的冲击浮力所致。

卡管现象有两种：(1)混凝土混合料中夹有较大的石块，卡在导管中堵塞了混凝土的下落；(2)没有及时拆卸导管，使

导管埋置太深，管内混凝土压力太大导致管内混凝土与导管壁挤压密实而无法下落。导管拔脱的现象是由于导管下口埋置在混凝土内太浅，而导管又上下活动幅度太大使导管下口高出混凝土面而混入泥浆产生断桩。断桩处理主要有以下三种方法：

(一)人工混凝土护壁凿除法

此法适用于地质较差或有流沙层存在的情况下，用其它方法地质情况均不允许。其处理方法是先用土填实所钻桩孔，一节节的边割除钢筋笼并挖出孔内填土边做混凝土护壁，至混凝土顶时再用风镐破除已凝固的混凝土，用卷扬机吊出，直至孔底设计标高。所做的混凝土护壁内径应上口小下口大(但最小内径不小于设计桩径)，各节成台阶状连接，靠与孔壁的摩擦力抵消大部分自身重力。整个施工过程中应时刻注意孔内施工人员的安全，做好一切安全防护措施，孔内施工时孔口不能离人，用风镐破除混凝土时，应做好周围的支撑，注意施工时震动对混凝土护壁的影响。此法虽简单易行且所用费用较低，但所用时间较长，在工期许可的条件下方可采用此法。例如在宁夏中郝路十合同施工时就出现了一根此种情况的断桩，由于当时处理不太及时，且地下流沙层较厚，用了三个多月的时间，花费了七万多元，才人工处理完成。砼灌注后经检测质量合格，处理效果比较理想。

(二)钢护筒护壁定向爆破法

首先按断桩桩径及桩长定做钢护筒，纲护筒运至现场后，分节下入桩孔至混凝土顶，清理出孔内水和泥浆，按梅花形在混凝土顶四周及桩孔中心布设装药孔，按设计药量装入炸药，用电雷管控制起爆，待孔内烟雾散近且孔底通风后，再下人清理吊出混凝土碎块。边爆破边割除钢筋笼及下入钢护筒，直至设计桩底标高，然后按钻孔灌注桩程序重新灌注混凝土即可。施工时应做好安全防护措施，爆破时应由专职安全员检查统一指挥。此法虽然施工进度快一些，但制作钢护筒所需费用较高。还要有专职的爆破技术人员控制药量及爆破工作，不得已时才可采用。

(三)冲击钻冲击凿除法

如所处理断桩为摩擦桩，且桩底地质条件较好，断桩处地质结构层比较简单，并且紧密坚固，用冲击钻冲击时不致产生塌孔才能使用此法。首先清理出孔内混凝土顶的水及泥浆，割除混凝土顶以上钢筋笼，等冲击钻机进场后，架立起钻机，并在孔内抛填片石后用钻头进行冲击。使所灌注的混凝土断桩被一点点的击碎，通过掏渣桶掏出，直至孔底设计标高。此法施工需调运专用设备，对地质要求条件比较高，并且所处理断桩较短时才可利用。在沧黄高速四合同施工时就出现了此种由于卡管所产生的断桩，但由于处理及时，花费了五万余元，用了约一个月时间处理完成。当时首先采用了第二种处理方法，但由于钢护筒无法打入地下才采用本处理方法，二次灌注砼后经检测质量合格，处理效果非常理想。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范[S]人民交通出版社，2000

作者简介：秦瑞(1975-)，男，山东单县人，中交二公局第六工程有限公司工程师，研究方向：桥梁施工技术与质量控制。