大口径钻孔灌注桩断桩即时接桩

马洪伟

(1. 山东省鲁南地质工程勘察院，山东 济宁 272100；2. 山东省华鲁工程总公司，山东 济宁 272100)

大口径钻孔灌注桩断桩即时接桩

马洪伟1,2

(1. 山东省鲁南地质工程勘察院，山东 济宁 272100；2. 山东省华鲁工程总公司，山东 济宁 272100)

作者根据自身的施工实践，介绍了针对大口径钻孔灌注桩发生断桩事故时所采取的即时接桩处理方案，并简要阐述了心得体会，供各位同仁参考。

大口径；灌注桩；水下；断桩；接桩

0 引言

大口径钻孔灌注桩在铁路、公路、地铁、高大构筑物建筑物基础处理中有着广泛的应用。该工艺属于地下隐蔽工程，它由放点定位、设备对位、泥浆调配、钻孔、安放钢筋笼、安放导管、灌注水下混凝土等多个工序组成，其中最后一道工序是大口径钻孔灌注桩成败的关键，而出现断桩就是最严重的质量事故。从事地基与基础施工的单位，都有可能遇到断桩事故，常规处理方式是拔出钢筋笼，进行扫孔，重新成孔，如果钢筋笼拔不出来，只能事后补桩或者原位冲击处理。这种方法，不仅拖延工期，还会增加施工成本，甚至给施工单位造成负面影响，特别是对于一些超深超大孔径灌注量大于50 m3的钻孔桩出现断桩施工成本负面影响就更大。

灌注水下混凝土过程中出现的断桩，如果能即时有效地处理，是可以变断桩为完好桩的。这样既可以不增加施工成本，又可以避免造成负面影响。笔者结合自己的施工实践，谈谈大口径钻孔灌注桩在水下砼灌注工序的注意事项和常见断桩事故的原因以及即时处理断桩的方法。

1 水下砼灌注注意事项

(1)导管连接要紧密，连接处要注意加密封圈，导管底端距孔底约400 mm，在不稳定地层应注意勤测量孔底沉渣厚度。

(2)泥浆密度宜控制在1.10～1.15 g/cm3，在流砂、淤泥质黏土等易坍塌地层泥浆密度宜控制在1.25～1.30 g/cm3，泥浆要调匀，流动性好。

(3)灌注开盘封底时，混凝土必须连续供应，和易性要好，坍落度180～220 mm；减管时，导管埋深不宜低于2 m。

(4)灌注过程中应经常测量砼深，与实际灌注量核对，一旦出现较大偏差，立即找出原因，做出对策，保证灌注质量。

(5)灌注快结束时，即时校对砼高度，防止出现桩头不够高和超灌浪费问题。

2 断桩事故的形式及原因

(1)灌注开盘封底不顺，导管内出现混浆，形成导管内部卡堵，不得不终止砼灌注，这可能是孔底沉渣过厚埋住导管底口或是导管底口距孔底过近又加了封底球胆造成的。

(2)灌注过程中，导管上下串动或拆减时，导管连接部位不紧密漏水致使管内砼离析形成堵管无法疏通而造成断桩。

(3)灌注过程中因导管断裂或脱落造成断桩。

(4)减管时，计算不准，埋深过小或没有埋深造成断桩。

3 断桩的即时接桩法

3.1 开盘堵管的即时处理方法

对于开盘就堵管而形成的第一类断桩事故，处理时首先要猛串猛掂导管，如果导管不能疏通，应立即提出导管，减管时孔口要做防护，防止导管内的混凝土落入钻孔内。提出导管后立即测量孔深砼深，测算出钻孔内混凝土落入量，然后重新安装导管，按照第一次封底的程序进行二次封底，灌注要结束时将桩头超灌一些，确保桩头质量。

3.2 直接二次封底法

灌注过程中及减管时出现的断桩，如果桩径大于800 mm，桩长不小于30 m，灌注过程进行了一半及以上，钢筋笼拔不出来，这样的断桩，更适合采取即时接桩的方式。

3.2.1 施工过程

灌注过程中出现断桩，应先提出孔内导管，立即测量砼深，确定砼深位置，根据导管底口落在孔内砼浮浆面上的原则计算出二次下入导管的长度以及注满导管的砼量并立即安装导管，按照第一次封底的程序做好二次封底的准备。封底料斗容量至少1 m3，料斗与导管连接好并用钻机或吊车悬吊，导管上口距孔口1 m左右，导管底口落在孔内砼浮浆面上，料斗封底盖板盖好并灌满混凝土，然后打开盖板，混凝土自由下落挤出导管内泥浆，当看到孔口返浆顺利和料斗内混凝土下落位置的量超过注满导管的量的一倍时，快速落下料斗与导管，保证导管底口重新插入混凝土中，此时若返浆顺利就继续灌注混凝土，若返浆不顺，就上下轻串导管，直至有返浆再继续灌注，至此，直接二次封底就成功了。

3.2.2 二次封底法的适用条件

(1)现场必须有技术精湛的技术人员和有经验的操作人员，这是保证二次封底成功的关键；

(2)泥浆密度不要超过1.15 g/cm3，含砂率不大于4%，黏度20 s左右，如果超标，会降低成功率；

(3)二次封底的混凝土和易性要好，坍落度200 mm 左右。

3.2.3 二次封底法的优缺点

优点是快速及时，避免因操作时间过长，混凝土初凝导致质量缺陷；缺点是对现场技术人员和事故桩孔内泥浆性能指标达到要求才能保证成桩质量。在灌注过程中，往往因混凝土的碱性作用以及挤压孔壁泥皮导致泥浆变稠而失去二次封底的条件。

3.2.4 工程实例

山东淄博某小区高层3#住宅楼，地层以黏土粉土为主夹杂薄层砂，桩端坐在卵石层里。事故桩为群桩的边桩，桩径1 m，桩长38 m，孔深48 m，钢筋笼长26 m，砼深20 m时出现不明原因的堵管，经墩提不能疏通导管后立即将导管从孔内逐节提出，并做好孔口防护，防止导管内的混凝土落入事故孔内，在倒数第二节发现两节导管连接处混凝土离析形成硬块卡堵，根据经验判断，这是两节导管连接不紧密漏水导致的。导管连接不紧密漏水而混凝土灌注又不连续时，很容易发生这种堵管现象。提完导管后立即测量砼深和泥浆性能，经测量砼深20 m，浮浆0.5 m左右，确定二次下入导管长度21 m，泥浆性能指标为密度1.15 g/cm3，黏度23 s，含砂率4%，具备直接二次封底的条件。现场立即准备，按照直接二次封底法的程序和技术要求成功进行了这次断桩即时处理。事后经混凝土取芯和小应变检测结果为一类桩，这为我们以后处理此类事故提供了宝贵的经验。

3.3 导管底口封堵法

3.3.1 方法介绍

(1)工具准备

准备一根3～4 m导管底节，底口是平口，沿导管底口外缘并垂直于外缘焊接长度15 mm，直径8～10 mm的3根圆钢杆作为挂杆，挂杆要大致均分并焊接牢固；再准备一块大于导管直径20 mm左右，厚度5 mm左右的橡皮密封垫作为密封；然后再准备一块直径和密封垫差不多，厚度为4 mm以上的圆钢板作为封堵导管底口的盖板，在盖板的一面画一个以盖板的中心为原点直径比导管底口外径略大的圆，沿该圆的外周焊接3个开口的圆钢直角平钩，开口略大，方向一致，顺时针方向，位置与导管底口的挂杆对应，盖板另一面焊接3个直径14～16 mm钢筋U型环，环的高度500 mm左右，U型环的两个端点焊接在盖板上，整个U型环与盖板面大体垂直，它的作用主要是增加盖板的摩阻力。这三个构件做好后先连接在一起试用，连接顺序为导管底口→密封垫→盖板，连接好后，检查密封情况、挂杆和直角平钩的连接牢固度以及脱钩难易度。顺时针挂上，顺时针脱钩，因为导管螺纹为正螺纹，一定要通过试验，做到既挂的牢靠又容易脱钩，密封垫既不要太薄还要有弹性，保证密封效果。

(2)使用方法

灌注中出现断桩时，立即提出导管，测量砼深，计算导管长度，导管长度至少超过砼深1 m，把准备好的底口封堵工具连接起来，作为导管底节，然后安装导管，安装过程中因为导管底口被盖板封堵，在浮力的作用下导管会上浮，这时需要向导管内边充混凝土边安装，当导管埋深达到1.5 m以上时，就要顺时针旋转导管使底部的盖板脱钩，这时盖板下面焊接的U型钢筋就起到了摩阻反力的作用，这个摩阻反力与混凝土对盖板的浮力就可以在导管顺时针旋转时使得盖板与导管底节脱钩，可以通过观察导管内的砼面变化判断是否脱钩。如果脱钩困难，可以继续加导管，导管难以下插时就容易脱钩了。脱钩后就可以正常灌注混凝土，如果孔口顺利返浆，证明底口封堵法成功。

3.3.2 底口封堵法的适用条件

该法比直接二次封底法适用条件更宽，桩身质量更有保障，出现断桩需要即时接桩时应优先使用此法。施工钻孔桩前要提前准备两套底口封堵工具，以备不时之需。

3.3.3 底口封堵法的优缺点

优点是接桩条件宽，桩身质量有保障；缺点是安放导管时间比直接底口封堵法要长，安放时如不小心盖板底端碰触钢筋笼就有脱钩的危险，所以要小心安放。

3.3.4 工程实例

山东青岛某立交桥，事故桩为10#墩6#桩，地层依次为黏土、粉土、粗砂、花岗岩。桩径1.5 m，桩长35 m，孔深38 m，全笼。砼深23 m减管时，操作人员失误将导管底口提离砼面造成断桩。发现断桩后，现场人员立即将导管提出，下入准备好的接桩工具。不过此举遭到了甲方技术人员和现场监理的阻挠，经过耐心解释，才同意继续灌注，并对该桩做了详细记录，事后重点检测。最后按照底口封堵法技术要求和程序完成了接桩。25天后，对该桩进行了取芯和小应变检测为一类桩，即时接桩成功。

在同一个工地其他施工单位因意外也出现断桩事故，但没有即时接桩，而是想拔出钢筋笼重新扫孔处理，结果由于钢筋笼埋深过多而拔不出来，时间一长，混凝土初凝，失去了即时接桩的条件，也没有用钻具对孔内混凝土进行混浆松动处理，就放弃该桩继续施工其他钻孔桩。事故桩所在的墩台桩基完成后，用冲击钻进行原位处理，结果用了一个多月的时间才得以处理完该桩，造成较大的损失和负面影响。

4 结语

直接二次封底法和导管底口封堵法可以归结为断桩即时接桩法。通过以上分析和工程案例说明，灌注过程中，不管什么原因出现的断桩，只要具备即时接桩条件，就立即应用其中一种方法进行接桩，只要按即时接桩程序和技术要求操作，可以保证成桩质量，接桩完成后尽快检测进行验证。对不具备即时接桩条件钢筋笼又拔不出的断桩，也要下入钻具对孔内混凝土进行混浆松动处理为日后处理该桩减少麻烦。事故不可怕，如何临场处理很关键，更为重要的是灌注前要做好周密安排，杜绝断桩事故。

2017-04-10

马洪伟(1969-)，男，山东省华鲁工程总公司副总经理，探矿工程师，从事桩基施工与管理工作，山东省济宁市兖州区建设东路272号，Tel：15965370208。

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