时间：2013-11-29 分类：矿业
[摘要] 在工程建设领域中,钻孔灌注桩作为一种基础型式,被广泛地应用。本文通过个人参建高速公路、铁路的经历，主要针对钻孔桩在灌注混凝土中易出现的问题，探讨其预防和处理的措施。
[关键词] 钻孔桩 灌注易出现问题 预防和处理措施
1 前言
钻孔桩作为在工程领域广泛应用的一种基础型式, 因其属于地下隐蔽工程,成桩的质量对工程安全至关重要。而影响其施工质量的因素多且复杂,施工中常遇到塌孔、缩颈、灌注混凝土中阻等问题,因此,对其施工过程每一环节都必须严格要求, 对各种影响因素必须详细考虑。本文主要针对钻孔桩在灌注混凝土中易出现的问题，介绍采取的预防和处理措施，为此类工程施工提供参考。
2 灌注混凝土中易出现的问题
钻孔桩在灌注混凝土中易出现的问题主要有以下几方面：①封底失败;②卡管;③钢筋笼上浮;④导管进水;⑤埋管;⑥灌注坍孔;⑦桩身混凝土\"夹渣\"或断桩。
3 采取的预防措施
3.1提高钻孔过程中泥浆护壁的效果，调整好灌注前孔内泥浆的各项指标(泥浆比重1.08、粘度18s、含砂率1.5%为宜)。
3.2严格按照设计及规范要求，作好混凝土的配、制。现场技术人员应多\"查颜观色\"，积累经验，达到\"通过目测混凝土和易性的表观特性，可以判定出哪些混凝土适宜灌注\"，以便灌注过程中采取对策。
3.3合理配备灌注装置
3.3.1导管采用钢制导管,直径30cm，长度3m,辅以0.5m、1m长度规格。隔水栓采用铁件,直径与导管内径相配，隔水栓提升采用钢丝绳。现场配备大、小两种漏斗，大漏斗容量满足首批混凝土灌注要求，小漏斗轻便、方便下料。
3.3.2导管使用前，进行试拼、试压，试水压力P按下式计算：
P=γChc-γwHw
式中：P-导管可能受到的最大内压力(kPa);
γC-混凝土的容重(24kN/m3);
hc-导管内混凝土柱最大高度(m)，按导管全长计;
γw-井孔内水或泥浆的容重(kN/m3);
Hw-井孔内水或泥浆的深度(m)。
3.3.3导管使用中，应检查橡胶密封圈、管丝扣，导管保持清洁干净。
3.4合理控制导管埋深
3.4.1初灌，导管埋置深度≥1.0m。首批混凝土数量V按下式计算：V≥V0+V1
式中：V0 为满足首次埋深的桩长的混凝土量;
V1 为初灌时导管内积存的混凝土量;
V0=1.2×(1+导管悬空高度)πD2/4(单位：m3);
V1=(hπd2/4)(ρ+0.55πd)/2.4 (单位：m3);
1.2-桩的理论充盈系数;D-设计桩径(m)。
h-以导管安装全长计(m);d-导管直径(m);
ρ-孔内泥浆密度(t/m3); 0.55-导管内壁的摩阻力系数;2.4-混凝土的密度(t/m3)。
3.4.2灌注中导管埋深
规范要求，导管的埋置深度控制在2～6m。经验证明：良好地组织混凝土拌制和运输，导管埋深控制在4～10m较为合适，可加快灌注速度。导管的悬空高度控制在0.4～0.5m较为合适。
3.5加强对操作人员的技术交底和培训，重点突出针对常见施工问题的预防和处理措施，作到人人\"烂熟于心\"。
3.6加强混凝土灌注过程的协调与组织，重点做好施工现场的灌注准备工作，混凝土拌制、运输、灌注之间的调度、协调。经验证明：灌注速度快、质量事故少。单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5 倍混凝土初凝时间内，拌和、运输能力紧张的情况下必须保证桩逐根灌注完毕。往往易出现的情况是，盲目地追求进度，一根桩还差2～3m就灌注完毕时，因待料而发生接桩。
3.7灌注过程中重点注意事项
3.7.1下放钢筋笼应定位准确、固定牢固，吊筋焊接牢固。下放导管应保证在孔位的中心上。
3.7.2封底，大料斗内放料前必须再一次量测沉渣厚度，务必保证沉渣符合要求、保证导管悬空高度。砂层地质，尤为重要。
3.7.3封底结束，必须检验封底效果。
3.7.4灌注中，应注意力集中，随时量测混凝土面的高度并结合理论灌注高度、导管长度等认真核对，合理控制导管埋深。
3.7.5采用小漏斗放料，禁止混凝土溜槽正对管口，防止导管内发生高压气囊。
3.7.6待料时，宜多抖动导管。混凝土运输衔接不上，宜待混凝土抵达现场时先\"放料入管\"灌注正常，再拆管。
3.7.7混凝土灌注接近钢筋笼时，放慢灌注速度，控制导管埋深在2.0m左右。
3.7.8灌注中，应时常性地采取向导管内\"抛石听声\"、\"持光观察\"的方式，了解混凝土灌注情况。在正常情况下，声音是\"闷响、低沉、浑厚\";导管内外混凝土界面的距离是开始大，然后逐渐缩小，最后重合。如果声音不正常，或出现管内外混凝土灌注曲线距离拉大，并且导管外混凝土曲线变平，而管内混凝土曲线变陡，则应及时查明原因，尽快处理。
3.7.9 灌注至桩顶，宜注清水稀释孔内泥浆，采用硬杆筒式取样法测定灌注标高。超灌高度0.5～1.0m。
4 采取的处理措施
4.1 封底失败
立即停止灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。现场条件许可，则采用\"二次砍球法\"处理;否则按照\"再原位恢复\"处理。
4.2 卡管
石块、混凝土等物卡管，可用长杆冲捣或提升导管迅速下落振冲,或用钻杆上加配重冲击导管内混凝土。不建议采用振动器振动导管。#p#分页标题#e#
发生导管与钢筋笼卡住的，可上下提升、晃动、旋转导管，将二者脱离。旋转导管务必顺时针方向进行。
4.3 钢筋笼上浮
首先立即停止灌注，上下提升、抖落导管，消除上浮现象;然后准确计算已灌注混凝土面的标高及导管埋深，降低混凝土的灌注速度，在混凝土上升到钢筋笼底部4m以上时，拆除导管使其底口至钢筋笼底部2m以上。必要时增加预压。
4.4 导管进水
初灌进水，可将已灌注的混凝土用吸泥机(可用导管作吸泥机)全部吸出,再针对进水的原因改进操作工艺或增加首批混凝土储量后重新灌注。
中期进水，处理措施视现场情况而定：一般在灌注已至桩身2/3以上高度且进水量较小，可采取加快灌注速度;另一种方法是，依次将导管拨出,用吸泥机或潜水泵将原灌注混凝土表面的沉渣全部吸出,将装有底塞的导管压重插入原混凝土表面下2.5m深处,然后在无水导管中继续灌注,将导管提升0.5m,使继续灌注的混凝土冲开导管底塞流出。
4.5埋管
一般，埋管不宜按照\"保证导管最小安全埋深\"盲目地拆管，宜首先用大吨位吊车少量提升导管而后快速下落的方法，促使导管可以活动，然后少减管，直接安装大料斗，加大一次性灌注混凝土数量，再提升、增大重力，冲击、疏通导管。
对于混凝土首批灌注或灌注面距离孔口深度不大于10m的情况，可采用\"二次砍球法\"。具体方法：对于首灌，采取导管内安装高压风管进行二次清孔，将已灌注的混凝土清理干净，符合规范要求后重新灌注水下混凝土;对于第二种情况，若原灌混凝土表层尚未初凝,可将导管连同堵塞物一起拔出,用新导管插入原混凝土内0.8～2m,用潜水泥浆泵下入导管底将底部水泵出,再用圆杆接长的小掏渣桶下入管底,升降多次将残余渣土掏出干净,然后在新导管内继续灌注。此时应加大超灌，保证桩身质量。
第三种方法，应综合考虑经济性、安全性、适用性，具体操作如下：向孔内插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中,用吸泥机吸出混凝土表面上的泥渣,派潜水工下至混凝土表面在水下将导管齐混凝土面切断,拔出安全护筒,重新下导管灌注,灌注完成后,上下断层予以补强。若桩径过小,潜水工无法下去工作,可在吸出混凝土表面泥渣后,采用输送管直径100mm～150mm且水下连接一段钢管的混凝土泵泵送剩余桩身。
4.6 灌注坍孔
坍塌数量不大,用吸泥机吸出混凝土表面坍塌的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止且有扩大之势,应将导管和钢筋骨架拔出,将孔内用杂土填满,待日后地层稳定再钻孔施工。
4.7 夹渣
4.7.1钻孔桩底部混凝土夹渣，采取桩底部压浆或高压注浆处理。
4.7.2 桩身少量夹层或不连续，用小型冲击钻，钻一系列小直径的孔进行置换、清理泥浆和杂物，进行高压注浆处理。
4.8 断桩
判定发生断桩后，应立即停止灌注，提拔导管和钢筋笼，尽量将损失降低到最小，并按照以下办法处理：
4.8.1断桩截面位置处于1/3设计桩全长以下时，一般采取冲击钻清除已灌注部分，再实施原位恢复。
4.8.2断桩截面位置处于2/3设计桩全长以上且距离孔口深度不大于10m时，先进行钻孔壁加固，而后进行钻孔桩的接长。接长段，接长截面宜从平整后的灌注混凝土面向下至少接长段桩直径的1倍位置起算，接长段桩的直径宜比设计直径大40cm，混凝土的强度应比原设计提高一个等级。
4.8.3断桩截面位置处于1/3～2/3设计桩全长的，本着\"选择经济可行的处理方法\"，宜积极与设计单位联系，争取变更增加基桩或改变桩布置形式。不具备以上两类情况的，一般应及时采取冲击钻处理后原位恢复。
6 结语
通过施工实践，钻孔桩灌注过程中，只要按照\"预防措施\"来组织施工，重点抓好混凝土的拌制、运输环节，遇到问题沉着应对，均能很好地避免发生质量事故。
参考文献：《桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
《桥梁桩基检测技术规范》(JTJ041-2000)
