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【摘要】钻孔桩水下砼的灌注过程是钻孔桩施工的关键工序，水下砼灌注是否成功直接影响桩身质量，因此水下砼灌注过程应该作为钻孔桩的关键工序去控制。在施工过程中，钻孔桩施工对施工过程的连续性要求很高，每个工序的衔接、人员安排、现场组织都要提前做好精密的部署。施工过程中任何一个环节出现问题都对桩身质量质量造成影响，甚者造成断桩。水下砼的灌注过程更是重中之重，尤其是封底、导管埋深的计算、拔管、砼本身的和易性、砼的灌注速度及流量都有这极高的要求，稍有疏忽均会造成严重的质量事故和经济损失。
【关键词】钻孔桩，灌注过程，常见断桩，原因分析，控制措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。钻孔灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程每一环节都必须要严格要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进展。
二、钻孔灌注过程中常见断桩原因分析
1、导管进水
导致导管进水的主要原因有：（1）导管接头处橡胶圈破裂导致进水。（2）导管埋深计算错误致使脱管。（3）导管本身存在质量缺陷。
预防和处理办法：对与钻孔桩施工中造成导管进水的主要原因是人的因素，即施工人员粗心大意，责任心不强，施工管理人员对主要环节没有跟进监控所致。首先，导管在安装前必须先整体连接按要求进行水密性试验，以保证每个接口密封良好，管理人员及监理要亲自监控此过程。砼灌注过程中导管埋深要有专人计算并监控，保证导管在砼中的埋深不能小于2.5m。导管进水导致的后果即为断桩，应将导管及钢筋笼提出，采取复钻的方法将孔底的混凝土清除，然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。
2、卡管
卡管有以下几种情况：（1）原材料控制不到位，致使砼中掺入较大粒径的粗骨料，灌注过程中堵住导管。（2）砼灌注停留时间太长，使导管中的砼初凝所致。（3）灌注速度及砼的流量太快，是导管中形成真空带。（4）由于沉渣或空内泥浆比重超標，加上砼坍落度太小，灌注过程中泥浆上溢速度过慢，或者无法上溢。
以上原因要求整个灌注工程必须做好全过程的质量监控及工序衔接工作。如果是原因一说造成的堵管，应人工想办法将卡在导管中粗骨料捣碎，或灌注前在漏斗上加设格栅防止太大骨料进入导管。对于出现原因二类似情况时，应采取增高导管加大自重或在砼不能连续的情况下反复上下提升导管（注意提升幅度不易过大，以防脱管）以减慢砼的初凝速度。
3、断管
在砼灌注过程中，导管突然发生断裂，导致灌注失败而断桩。出现此类事故的原因主要有：（1）由于导管使用时间较长，导管壁磨损严重；（2）导管本身存在质量缺陷；（3）鉴于上述原因存在的情况下，砼灌注过程中导管提升力度过大导致断裂。
预防办法：准确掌握导管使用时间及它的使用期限，使用前对每节导管及接口处详细检查，看是否有裂纹或质量缺陷；砼灌注过程中准确掌握导管埋深及砼灌注的连续性，确保导管提升过程导管本身所受外力达到最小。如果灌注过程中出现导管断裂，在确定断裂部分导管无法提出的情况下，应及时将钢筋笼提出，对该桩重新进行钻进处理。
4、坍孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的现被埋不能上提，或探深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。发生坍孔后，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头，移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位,再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。
5、埋管
导管无法拔出成为埋管，其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩擦阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。
预防办法：应按前述要求严格控制埋管深度一般不得超过6～8m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早的初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔，以防导管断裂。
6、短桩头
灌短桩头亦称短桩。产生原因：灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面，或由于测深锤太轻，沉不到混凝土表面，发生误测，以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还有些是灌注混凝土时，发生孔壁坍方，未被发觉，测深锤或测深仪探头达不到混凝土表面，这种情况最危险，有时会灌短数米。
预防办法是：（1）在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象，如有坍孔，应按前述办法处理后再续灌。（2）测深锤不得低于规范规定的重力及形状，如系泥浆相对密度较大的灌注桩必须取测深锤重力规定值。重锤即使在混凝土坍落度尚大时也可能沉入混凝土数十厘米，测深错误造成的后果只是导管埋入混凝土面的深度较实际的多数10cm；而首批混凝土的坍落度到灌注后期会越来越小，重锤沉入混凝土的深度也会越来越小，测深还是能够准确的。（3）灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。处理办法可按具体情况参照前述接长护筒；或在原护筒里面或外面加设护筒，压入已灌注的混凝土内，然后抽水、除渣，接浇普通混凝土；或用高压水将泥渣和松软层冲松，再用吸泥机将混凝土表面上的泥浆沉渣吸除干净，重新下导管灌注水下混凝土。
7、桩身夹泥断桩
大都是以上各种事故引起的次生结果。此外，由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层而上升，因而也会在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。对已发生或估计可能发生夹泥断桩的桩，应采用地质钻机，钻芯取样，做深入的探查，判明情况。有下述情况之一时，应采取压浆补强方法处理。（1）对于柱桩，桩底与基岩之间的夹泥大于设计规定值。（2）桩身混凝土有夹泥断桩或局部混凝土松散。（3）取芯率小于95%，并有蜂窝、松散、裹浆等情况。用地质钻机钻芯取样检验钻孔桩质量方法，费时多，有时钻孔歪斜，偏出桩外，不能查得结果。目前国内外有许多非破损检验混凝土桩质量的方法。
三、钻孔灌注过程中短桩的常见预防方法
1、补送结合法。当打入桩采用分节连接，逐根沉人时，差的接桩可能发生连接节点脱开的情况，此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打，使其下沉，把松开的接头再顶紧，使之具有一定的竖向承载力；其次，适当补些全长完整的桩，一方面补足整个基础竖向承载力的不足，另一方面补打的整桩可承受地震荷载。
2、纠偏法。桩身倾斜，但未断裂，且桩长较短，或因基坑开挖造成桩身倾斜，而未断裂，可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
3、扩大承台法。由于以下三种原因，原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求，而需要扩大桩基承台的面积。
（1）桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求，可用扩大承台法处理。
（2）考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求，需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。
（3）桩基质量不均匀，防止独立承台出现不均匀沉降，或为提高抗震能力，可采用把独立的桩基承台连成整块，提高基础整体性，或设抗震地梁。
四、结束语
以上是本人在京沪高速铁路土建工程二标段施工过程中针对现场出现的一些问题所总结的自己的一些见解，就钻孔桩施工而言，由于地质条件及所采取的施工工艺的不同相信大家在施工过程中都会有很多不同的问题出现，但有一点相信是作为工程技术人员尤其是钻孔桩施工中应该是一成不变且尤为重要的，那就是必须有高度的责任心，以现场为主体去开展自己的日常工作，施工中的每道工序必须严格落实到位，关键工序必须亲自检查、监督，确保施工质量受到全过程监控，从而减少工程质量事故的发生。
参考文献：
[1]付祖良钻孔灌注桩水下混凝土灌注技术研究与应用 华中科技大学2006-10-01硕士
[2]曾逗逗深水钻孔桩灌注事故的处理广西交通科技2002-09-30期刊
[3]熊细明; 姜超; 周德泉 钻孔桩断桩预防与处理措施交通科技2002-12-12期刊
[4]赵士良 钻孔桩灌注施工工艺探讨 中国高新技术企业2007-05-15期刊
[5]张伟昕 深孔钻孔桩水下混凝土灌注质量事故的预防及应急措施 科技风2008-10-15期刊
[6]张晓林; 陈虎; 侯凤梅 钻孔桩灌注施工常见质量事故的分析与处理中国新技术新产品2009-02-25期刊
[7]刘聪聪; 张民亮钻孔桩灌注施工常见工程事故及处理中小企业管理与科技(上旬刊)2011-05-05期刊
【关键词】钻孔桩，灌注过程，常见断桩，原因分析，控制措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。钻孔灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程每一环节都必须要严格要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进展。
二、钻孔灌注过程中常见断桩原因分析
1、导管进水
导致导管进水的主要原因有：（1）导管接头处橡胶圈破裂导致进水。（2）导管埋深计算错误致使脱管。（3）导管本身存在质量缺陷。
预防和处理办法：对与钻孔桩施工中造成导管进水的主要原因是人的因素，即施工人员粗心大意，责任心不强，施工管理人员对主要环节没有跟进监控所致。首先，导管在安装前必须先整体连接按要求进行水密性试验，以保证每个接口密封良好，管理人员及监理要亲自监控此过程。砼灌注过程中导管埋深要有专人计算并监控，保证导管在砼中的埋深不能小于2.5m。导管进水导致的后果即为断桩，应将导管及钢筋笼提出，采取复钻的方法将孔底的混凝土清除，然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。
2、卡管
卡管有以下几种情况：（1）原材料控制不到位，致使砼中掺入较大粒径的粗骨料，灌注过程中堵住导管。（2）砼灌注停留时间太长，使导管中的砼初凝所致。（3）灌注速度及砼的流量太快，是导管中形成真空带。（4）由于沉渣或空内泥浆比重超標，加上砼坍落度太小，灌注过程中泥浆上溢速度过慢，或者无法上溢。
以上原因要求整个灌注工程必须做好全过程的质量监控及工序衔接工作。如果是原因一说造成的堵管，应人工想办法将卡在导管中粗骨料捣碎，或灌注前在漏斗上加设格栅防止太大骨料进入导管。对于出现原因二类似情况时，应采取增高导管加大自重或在砼不能连续的情况下反复上下提升导管（注意提升幅度不易过大，以防脱管）以减慢砼的初凝速度。
3、断管
在砼灌注过程中，导管突然发生断裂，导致灌注失败而断桩。出现此类事故的原因主要有：（1）由于导管使用时间较长，导管壁磨损严重；（2）导管本身存在质量缺陷；（3）鉴于上述原因存在的情况下，砼灌注过程中导管提升力度过大导致断裂。
预防办法：准确掌握导管使用时间及它的使用期限，使用前对每节导管及接口处详细检查，看是否有裂纹或质量缺陷；砼灌注过程中准确掌握导管埋深及砼灌注的连续性，确保导管提升过程导管本身所受外力达到最小。如果灌注过程中出现导管断裂，在确定断裂部分导管无法提出的情况下，应及时将钢筋笼提出，对该桩重新进行钻进处理。
4、坍孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的现被埋不能上提，或探深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。发生坍孔后，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头，移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位,再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。
5、埋管
导管无法拔出成为埋管，其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩擦阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。
预防办法：应按前述要求严格控制埋管深度一般不得超过6～8m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早的初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔，以防导管断裂。
6、短桩头
灌短桩头亦称短桩。产生原因：灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面，或由于测深锤太轻，沉不到混凝土表面，发生误测，以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还有些是灌注混凝土时，发生孔壁坍方，未被发觉，测深锤或测深仪探头达不到混凝土表面，这种情况最危险，有时会灌短数米。
预防办法是：（1）在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象，如有坍孔，应按前述办法处理后再续灌。（2）测深锤不得低于规范规定的重力及形状，如系泥浆相对密度较大的灌注桩必须取测深锤重力规定值。重锤即使在混凝土坍落度尚大时也可能沉入混凝土数十厘米，测深错误造成的后果只是导管埋入混凝土面的深度较实际的多数10cm；而首批混凝土的坍落度到灌注后期会越来越小，重锤沉入混凝土的深度也会越来越小，测深还是能够准确的。（3）灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。处理办法可按具体情况参照前述接长护筒；或在原护筒里面或外面加设护筒，压入已灌注的混凝土内，然后抽水、除渣，接浇普通混凝土；或用高压水将泥渣和松软层冲松，再用吸泥机将混凝土表面上的泥浆沉渣吸除干净，重新下导管灌注水下混凝土。
7、桩身夹泥断桩
大都是以上各种事故引起的次生结果。此外，由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层而上升，因而也会在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。对已发生或估计可能发生夹泥断桩的桩，应采用地质钻机，钻芯取样，做深入的探查，判明情况。有下述情况之一时，应采取压浆补强方法处理。（1）对于柱桩，桩底与基岩之间的夹泥大于设计规定值。（2）桩身混凝土有夹泥断桩或局部混凝土松散。（3）取芯率小于95%，并有蜂窝、松散、裹浆等情况。用地质钻机钻芯取样检验钻孔桩质量方法，费时多，有时钻孔歪斜，偏出桩外，不能查得结果。目前国内外有许多非破损检验混凝土桩质量的方法。
三、钻孔灌注过程中短桩的常见预防方法
1、补送结合法。当打入桩采用分节连接，逐根沉人时，差的接桩可能发生连接节点脱开的情况，此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打，使其下沉，把松开的接头再顶紧，使之具有一定的竖向承载力；其次，适当补些全长完整的桩，一方面补足整个基础竖向承载力的不足，另一方面补打的整桩可承受地震荷载。
2、纠偏法。桩身倾斜，但未断裂，且桩长较短，或因基坑开挖造成桩身倾斜，而未断裂，可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
3、扩大承台法。由于以下三种原因，原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求，而需要扩大桩基承台的面积。
（1）桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求，可用扩大承台法处理。
（2）考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求，需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。
（3）桩基质量不均匀，防止独立承台出现不均匀沉降，或为提高抗震能力，可采用把独立的桩基承台连成整块，提高基础整体性，或设抗震地梁。
四、结束语
以上是本人在京沪高速铁路土建工程二标段施工过程中针对现场出现的一些问题所总结的自己的一些见解，就钻孔桩施工而言，由于地质条件及所采取的施工工艺的不同相信大家在施工过程中都会有很多不同的问题出现，但有一点相信是作为工程技术人员尤其是钻孔桩施工中应该是一成不变且尤为重要的，那就是必须有高度的责任心，以现场为主体去开展自己的日常工作，施工中的每道工序必须严格落实到位，关键工序必须亲自检查、监督，确保施工质量受到全过程监控，从而减少工程质量事故的发生。
参考文献：
[1]付祖良钻孔灌注桩水下混凝土灌注技术研究与应用 华中科技大学2006-10-01硕士
[2]曾逗逗深水钻孔桩灌注事故的处理广西交通科技2002-09-30期刊
[3]熊细明; 姜超; 周德泉 钻孔桩断桩预防与处理措施交通科技2002-12-12期刊
[4]赵士良 钻孔桩灌注施工工艺探讨 中国高新技术企业2007-05-15期刊
[5]张伟昕 深孔钻孔桩水下混凝土灌注质量事故的预防及应急措施 科技风2008-10-15期刊
[6]张晓林; 陈虎; 侯凤梅 钻孔桩灌注施工常见质量事故的分析与处理中国新技术新产品2009-02-25期刊
[7]刘聪聪; 张民亮钻孔桩灌注施工常见工程事故及处理中小企业管理与科技(上旬刊)2011-05-05期刊