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摘要：本文通过对钻孔桩施工过程中常出现的事故进行了分析，并提出了防范措施，可供同类工程施工中借鉴。
关键词：钻孔桩；事故原因；防治措施
1 工程概况
木兰溪特大桥是福（州）厦（门）铁路客运专线的控制工程之一，全长6.83km。全桥共1288根钻孔桩，其中φ1.25m有1144根，φ1.5m有48根，φ2.0m有96根；共有142根位于水中，其中φ1.25m有78根，φ1.5m有16根，φ2.0m有48根。木兰溪特大桥除具有标准高，工艺新，要求严的共同特点外，且具有桩基础施工难度大特点（桩基密布，地下基岩面变化复杂），所以桩基础的施工是整座桥的关键环节。
2 钻孔桩事故原因种类
钻孔桩施工为隐蔽工程，对钻机的选择、埋设护筒、成孔工艺、钢筋笼制作吊装、混凝土浇筑各工序的质量控制好坏，直接影响到钻孔桩质量。如何处理施工过程中出现的事故，是确保钻孔桩成品质量的关键，根据木兰溪特大桥的施工完成情况，在施工中常发生坍孔、斜孔、掉钻、卡钻、漏浆、堵管、埋管、钢筋笼上浮、成型后桩长不足等情况。
3 钻孔过程中事故原因及防治措施
3.1 钻孔桩坍孔
3.1.1 坍孔的原因
⑴泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实孔壁。
⑵未及时补浆（或水）或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等造成孔内水头压力不够。
⑶护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。
⑷在松散砂层中钻进进展太快。
⑸吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
⑹遇溶洞漏浆补充不及时。
3.1.2 坍孔的预防和处理
⑴在松散粉砂土和流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量的泥浆。
⑵汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头的措施。
⑶发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。
⑷如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂或黏土混合物到坍孔处以上1～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。
⑸吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
3.2 钻孔桩斜孔
3.2.1 斜孔的原因
⑴钻孔中遇有较大的孤石或探头石。
⑵在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或者粒经大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。
⑶钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
⑷钻杆弯曲、接头不正。
3.2.2 斜孔的預防和处理
⑴安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮边缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条直线上，并经常检查校正。
⑵钻杆接头应逐个检查，及时调整，当钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。
⑶在有倾斜的软硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，回填片石或混凝土、在卵石层中回填卵石，冲平后在钻进。
3.3 钻孔桩漏浆
钻孔桩施工中漏浆的产生一般是因为护筒埋置较浅，护筒接缝不严，护筒周围回填土不密实造成的。处理的对策是往孔内大量投入黏土块（黏土和麻绳头加水掺和而成）加小片石，加大泥浆浓度，同时以正循环强冲将黏土块和小片石挤入孔壁，漏浆现象基本消失。
4 水下混凝土灌注过程中事故原因及防治措施
4.1 导管进水
4.1.1 主要原因
⑴首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口距孔底的间距太大，混凝土下落后不能埋没导管底口。
⑵导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。
⑶导管接头不严，或焊缝破裂，水从接头或焊缝流入。
⑷导管长度出错。
4.1.2 预防和处理措施
为避免发生导管进水，事前要严格导管检查、签证，采取相应措施加以预防，万一发生，要立即查明事故原因，采取以下处理方法：若是由于第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物通过泥浆泵吸出或用空气吸泥机吸出，不得已时需将钢筋笼提出复钻清孔，然后重新下放钢筋笼，导管并投入足够的储量的首批混凝土，重新灌注。
4.2 堵管
⑴气堵：主要原因是向导管内倾注混凝土时速度太快，导管内空气不能排出而形成高压气囊，造成导管内混凝土压力不够而不能排出，从而形成气堵。
⑵混凝土离析堵管：主要原因是混凝土和易性不良，混凝土沁水、离析甚至混凝土假凝现象造成离析部位混凝土与导管摩擦力增大二造成堵管。
⑶处理措施：传统的方法是捶击导管，使混凝土与导管间的摩擦力减小；使用起吊设备上下抖动导管，并采取让导管快速下落，利用混凝土惯性力致使混凝土流动。当传统方法不能生效时可采用在导管内混凝土上施加压力的方法（如密封导管上口后向导管内注入高压空气），使混凝土流动。另外，对于气堵现象，也可向导管内插入排气管的方法进行针对性处理。
⑷混凝土堵管的现象还可能有其它因素，如混凝土内有异物卡在导管中，灌注混凝土停顿时间过长以致混凝土初凝失去流动性，以及导管漏水造成混凝土离析，陈旧导管底口卷曲等。因而在灌注混凝土过程中，要密切注意以防止混凝土堵管事件的发生，灌注过程中尽可能连续有序，发生堵管要尽快处理，以避免贻误战机，造成返工。
4.3 埋管
导管无法拔出称为埋管。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阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。 预防办法：严格控制导管埋深，宜控制在2～6m。
4.4 钢筋笼上浮
钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于导管上拔，导管钩钢筋笼所致外，主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土灌注速度过快，使得混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。
为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底部1m之内，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之内时，应放慢混凝土浇筑速度，允许的最大灌注速度与桩径有关，当桩长为50m之内时可参照下表办理。
灌注桩的混凝土表面靠近钢筋笼底部时的允许的最大灌注速度
桩径（cm） ≥250 220 200 180 150 120 100
灌注速度（m3/min） 2.5 1.9 1.55 1.25 1.0 0.55 0.4
克服钢筋笼上浮，除了主要改善混凝土的流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面考虑外，还应从钢筋笼自身的结构及定位方式上加以考虑，具体措施如下：
⑴钢筋笼上端主筋焊固在护筒上或钢筋笼上口增加压重，可以承受部分混凝土顶托力。
⑵在孔底设置直径不小于主筋的1～2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼底部。
⑶适当加大初灌混凝土的坍落度及和易性，并掺合缓凝剂以延长混凝土的初、终凝时间，以避免钻孔桩顶层混凝土形成强度较高的“硬层”，减小混凝土面上升对钢筋笼的顶托作用。
⑷在灌注水下混凝土的过程中，应特别注意混凝土面到达钢筋笼底标高位置时的操作，为防止钢筋笼上浮，当混凝土面拉近钢筋笼底时应保持较大的埋管深度。放慢灌注速度，以减少混凝土向上的冲击力，当混凝土面超过钢筋笼底2m左右，应减少导管埋深，使导管底口处于钢筋笼底标高附近，并加快灌注速度，以增加钢筋笼的埋深。当混凝土面高于钢筋笼底2～4m后即可正常灌注。
5 灌注成桩后质量缺陷处理
5.1 桩长不够
主要是由于混凝土灌注终孔时控制失误，造成桩顶高程小于设计要求，采用基坑开挖后钻孔桩接长的方法处理。
基坑開挖后，将基底平整，对桩位精确放样，打入钢护筒；或采用人工挖孔的方法，边挖孔边下沉钢护筒，护筒直径应大于设计桩径30～40cm。开挖完成后，应将混凝土顶面的浮渣和松散混凝土清理干净，并将顶面人工修凿平整，灌注混凝土至设计位置。
5.2 检测出现Ⅱ类桩
在浇筑过程中，间隔时间过长，出现冷缝或施工缝；导管接缝漏水，或导管提升过快，使接头处漏水，混凝土产生离析等都会造成Ⅱ类桩发生。
防范措施：在浇筑混凝土前，拌和系统和运输系统要能满足连续作业的要求，避免中途间断浇筑。对导管进行水密试验，水密试验的承压大于孔内水深的1.3倍，同时也要大于导管壁承受压力的1.3倍，导管吊装前要进行试拼，接口处涂黄油，加密封垫以保证连接严密牢固。提拔导管时提速要均匀，避免泥浆水进入导管，加强搅拌监控，防治混凝土离析。
6 结束语
在木兰溪特大桥的施工中，我们通过以预防为主，发现问题及时地采取措施解决问题，不断的总结经验，使得钻孔桩质量得到了有效的保证，全桥共完成桩基1288根，所有桩基在经过第3方检测后，未出现一根III类桩，其中Ⅰ类桩为92%。
关键词：钻孔桩；事故原因；防治措施
1 工程概况
木兰溪特大桥是福（州）厦（门）铁路客运专线的控制工程之一，全长6.83km。全桥共1288根钻孔桩，其中φ1.25m有1144根，φ1.5m有48根，φ2.0m有96根；共有142根位于水中，其中φ1.25m有78根，φ1.5m有16根，φ2.0m有48根。木兰溪特大桥除具有标准高，工艺新，要求严的共同特点外，且具有桩基础施工难度大特点（桩基密布，地下基岩面变化复杂），所以桩基础的施工是整座桥的关键环节。
2 钻孔桩事故原因种类
钻孔桩施工为隐蔽工程，对钻机的选择、埋设护筒、成孔工艺、钢筋笼制作吊装、混凝土浇筑各工序的质量控制好坏，直接影响到钻孔桩质量。如何处理施工过程中出现的事故，是确保钻孔桩成品质量的关键，根据木兰溪特大桥的施工完成情况，在施工中常发生坍孔、斜孔、掉钻、卡钻、漏浆、堵管、埋管、钢筋笼上浮、成型后桩长不足等情况。
3 钻孔过程中事故原因及防治措施
3.1 钻孔桩坍孔
3.1.1 坍孔的原因
⑴泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实孔壁。
⑵未及时补浆（或水）或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等造成孔内水头压力不够。
⑶护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。
⑷在松散砂层中钻进进展太快。
⑸吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
⑹遇溶洞漏浆补充不及时。
3.1.2 坍孔的预防和处理
⑴在松散粉砂土和流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量的泥浆。
⑵汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头的措施。
⑶发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。
⑷如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂或黏土混合物到坍孔处以上1～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。
⑸吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
3.2 钻孔桩斜孔
3.2.1 斜孔的原因
⑴钻孔中遇有较大的孤石或探头石。
⑵在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或者粒经大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。
⑶钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
⑷钻杆弯曲、接头不正。
3.2.2 斜孔的預防和处理
⑴安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮边缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条直线上，并经常检查校正。
⑵钻杆接头应逐个检查，及时调整，当钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。
⑶在有倾斜的软硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，回填片石或混凝土、在卵石层中回填卵石，冲平后在钻进。
3.3 钻孔桩漏浆
钻孔桩施工中漏浆的产生一般是因为护筒埋置较浅，护筒接缝不严，护筒周围回填土不密实造成的。处理的对策是往孔内大量投入黏土块（黏土和麻绳头加水掺和而成）加小片石，加大泥浆浓度，同时以正循环强冲将黏土块和小片石挤入孔壁，漏浆现象基本消失。
4 水下混凝土灌注过程中事故原因及防治措施
4.1 导管进水
4.1.1 主要原因
⑴首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口距孔底的间距太大，混凝土下落后不能埋没导管底口。
⑵导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。
⑶导管接头不严，或焊缝破裂，水从接头或焊缝流入。
⑷导管长度出错。
4.1.2 预防和处理措施
为避免发生导管进水，事前要严格导管检查、签证，采取相应措施加以预防，万一发生，要立即查明事故原因，采取以下处理方法：若是由于第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物通过泥浆泵吸出或用空气吸泥机吸出，不得已时需将钢筋笼提出复钻清孔，然后重新下放钢筋笼，导管并投入足够的储量的首批混凝土，重新灌注。
4.2 堵管
⑴气堵：主要原因是向导管内倾注混凝土时速度太快，导管内空气不能排出而形成高压气囊，造成导管内混凝土压力不够而不能排出，从而形成气堵。
⑵混凝土离析堵管：主要原因是混凝土和易性不良，混凝土沁水、离析甚至混凝土假凝现象造成离析部位混凝土与导管摩擦力增大二造成堵管。
⑶处理措施：传统的方法是捶击导管，使混凝土与导管间的摩擦力减小；使用起吊设备上下抖动导管，并采取让导管快速下落，利用混凝土惯性力致使混凝土流动。当传统方法不能生效时可采用在导管内混凝土上施加压力的方法（如密封导管上口后向导管内注入高压空气），使混凝土流动。另外，对于气堵现象，也可向导管内插入排气管的方法进行针对性处理。
⑷混凝土堵管的现象还可能有其它因素，如混凝土内有异物卡在导管中，灌注混凝土停顿时间过长以致混凝土初凝失去流动性，以及导管漏水造成混凝土离析，陈旧导管底口卷曲等。因而在灌注混凝土过程中，要密切注意以防止混凝土堵管事件的发生，灌注过程中尽可能连续有序，发生堵管要尽快处理，以避免贻误战机，造成返工。
4.3 埋管
导管无法拔出称为埋管。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阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。 预防办法：严格控制导管埋深，宜控制在2～6m。
4.4 钢筋笼上浮
钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于导管上拔，导管钩钢筋笼所致外，主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土灌注速度过快，使得混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。
为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底部1m之内，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之内时，应放慢混凝土浇筑速度，允许的最大灌注速度与桩径有关，当桩长为50m之内时可参照下表办理。
灌注桩的混凝土表面靠近钢筋笼底部时的允许的最大灌注速度
桩径（cm） ≥250 220 200 180 150 120 100
灌注速度（m3/min） 2.5 1.9 1.55 1.25 1.0 0.55 0.4
克服钢筋笼上浮，除了主要改善混凝土的流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面考虑外，还应从钢筋笼自身的结构及定位方式上加以考虑，具体措施如下：
⑴钢筋笼上端主筋焊固在护筒上或钢筋笼上口增加压重，可以承受部分混凝土顶托力。
⑵在孔底设置直径不小于主筋的1～2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼底部。
⑶适当加大初灌混凝土的坍落度及和易性，并掺合缓凝剂以延长混凝土的初、终凝时间，以避免钻孔桩顶层混凝土形成强度较高的“硬层”，减小混凝土面上升对钢筋笼的顶托作用。
⑷在灌注水下混凝土的过程中，应特别注意混凝土面到达钢筋笼底标高位置时的操作，为防止钢筋笼上浮，当混凝土面拉近钢筋笼底时应保持较大的埋管深度。放慢灌注速度，以减少混凝土向上的冲击力，当混凝土面超过钢筋笼底2m左右，应减少导管埋深，使导管底口处于钢筋笼底标高附近，并加快灌注速度，以增加钢筋笼的埋深。当混凝土面高于钢筋笼底2～4m后即可正常灌注。
5 灌注成桩后质量缺陷处理
5.1 桩长不够
主要是由于混凝土灌注终孔时控制失误，造成桩顶高程小于设计要求，采用基坑开挖后钻孔桩接长的方法处理。
基坑開挖后，将基底平整，对桩位精确放样，打入钢护筒；或采用人工挖孔的方法，边挖孔边下沉钢护筒，护筒直径应大于设计桩径30～40cm。开挖完成后，应将混凝土顶面的浮渣和松散混凝土清理干净，并将顶面人工修凿平整，灌注混凝土至设计位置。
5.2 检测出现Ⅱ类桩
在浇筑过程中，间隔时间过长，出现冷缝或施工缝；导管接缝漏水，或导管提升过快，使接头处漏水，混凝土产生离析等都会造成Ⅱ类桩发生。
防范措施：在浇筑混凝土前，拌和系统和运输系统要能满足连续作业的要求，避免中途间断浇筑。对导管进行水密试验，水密试验的承压大于孔内水深的1.3倍，同时也要大于导管壁承受压力的1.3倍，导管吊装前要进行试拼，接口处涂黄油，加密封垫以保证连接严密牢固。提拔导管时提速要均匀，避免泥浆水进入导管，加强搅拌监控，防治混凝土离析。
6 结束语
在木兰溪特大桥的施工中，我们通过以预防为主，发现问题及时地采取措施解决问题，不断的总结经验，使得钻孔桩质量得到了有效的保证，全桥共完成桩基1288根，所有桩基在经过第3方检测后，未出现一根III类桩，其中Ⅰ类桩为92%。