1、1客运专线钻孔灌注桩清孔技术及断桩的预防和处理中铁十一局武广客运专线 XXTJI 标项目经理部作者：李文平(13477790000)钟 秋(13135956531)【摘要】沉渣过厚和断桩都会引起钻孔灌注桩承载力严重不足。本文介绍了钻孔灌注桩清孔的方法，分析了断桩的原因和影响因素，提出了不同原因引起的以及不同位置出现的断桩处理方式。【关键词】钻孔灌注桩 清孔 断桩 预防 处理一、前言钻孔灌注桩属于隐蔽工程，施工工序较多，不宜 长时间中间停顿，其主要工序的施工过程都在水下及地下进行，不便监视。同 时影响钻孔灌注桩施工质量的因素很多，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
2、等难以全部预见，不可避免地会出现诸如桩身缩径、夹泥、断桩和沉渣过厚等各种形 态的质量缺陷，影响 桩身的完整性和单桩的承载能力。其中沉渣厚度对单桩的竖向承载力尤其对柱桩的承载力影响非常大，沉渣厚度超限也是施工中经常出现的问题，必须引起高度重视。二、钻孔灌注桩清孔技术桩孔钻至设计标高后，孔内一部分泥渣沉淀，一部分呈悬浮状态，另一部分附着在孔壁上。同时随间歇时间的增加，后两部分泥渣还会继续 沉淀，从而使孔底 积成一层沉渣，降低桩的承载能力。所以在灌注 桩身混凝土前，必 须将其清除，这项工作称为清孔。根据武广客专规定，沉渣的容许厚度 为：摩擦桩10cm，柱 桩 5cm。清孔的方法应根据钻孔方法、 设计
3、对清孔的要求、机具设备 和孔壁土质情况而定。 常用的方法如下：1、抽渣法用抽渣筒掏孔底沉渣应边抽边加水。保持一定的水头高度。抽渣后，用一根水管插到孔底注水，使水流从孔口溢出。在溢水过程中，孔内的泥浆密度逐渐降低，达到所要求的标准后停止。此法适用于冲抓、冲击成孔的各类土质的摩擦桩。抽渣后孔内泥 浆相对密度应1.3。在灌注混凝土前应再次 检查沉渣量，如沉渣量超过要求，需 进行二次清孔，清孔完成后立即灌注水下混凝土。2、冲渣法冲渣法清孔时由风管将高压空气输进排泥管，使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物，在水柱压力下将泥浆和孔底沉渣排出，同时向孔内注水，保持孔内水位不变，直至 喷出的泥浆指标符合规定时为
4、止，此法适用于不易坍塌的柱桩和摩擦桩清孔。若灌注混凝土前发现清孔后孔底沉淀层仍较厚时，可在导管外安设直径为 30mm 射水管，冲射 35min，使沉淀层翻起，然后立即灌注水下混凝土，射水压力比孔底泥浆压力大50kpa 即可。3、换浆法2正循环旋转钻孔在终孔后，停止进尺，保持泥 浆正常循环，以中速 压入符合规定标准的泥浆，把孔内密度大的泥 浆换出，使含砂率逐步减少，最后 换成纯净的稠泥浆，这种泥浆短时间不会沉淀，使孔底沉淀 层在允许的范围内。其具体步骤是：当钻孔距设计标高 1m 时，改用纯净的稠泥浆（相对密度1.4）钻至设计标高，然后钻头提离孔底 20cm 左右空转，继续供给稠泥浆，保持泥浆正常
5、循 环，待孔内泥 浆换完为 止。三、断桩的原因和预防措施断桩是严重的质量事故，断桩的原因有：1、初灌未封底导管距孔底太 远，初灌量没有埋住导管。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类及大小而定，最高0.5m 。导管顶漏斗方量小于初灌所需封底方量。施工前应根据孔径、导管距孔底高度计算封底砼量，漏斗最大方量不得小于封底砼量，保证初灌量能埋住导管2、导管堵塞浇筑时间过长，上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了聚积在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土浇筑极为困难而堵管，因此应尽可能提高混凝土浇筑速度。快速连续浇筑，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞，如突
6、然浇筑大量的混凝土，使导管内空气不能马上排出，可能 导致堵管。如发生堵管可在导管上部用钢筋疏通，或在下部提取导管上下振击。3、导管漏水导管使用前须做密封试验，浇筑前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷， 发现问题要及时更换。在 浇筑过程中发现漏水 应加快浇筑速度，并加大混凝土埋深，使管内混凝土超出漏水处。4、导管拔出混凝土面导管提漏有两种原因：当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使混凝土强行流出，但如果此时导管埋深较小，极易提漏；因泥浆过稠，在 测量导管埋深时，对混凝土浇筑高度判断错误，而在卸管时又多提，使导管提离混凝土面，产生提漏。因此，必 须严格按照规程用规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核
7、对，保证提升导管不出现失误。5、导管被混凝土埋住、卡死 在浇筑过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及 浇筑时间过长， 导致已浇混凝土流 动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上如果 导管采用提升阻力很大的法兰盘连接，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。因此首先应尽量采用丝口连接的导管,导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇筑速度、孔内护壁泥浆状态来决定。一般情况下，以 26m 为宜。如果导管插入混凝土中的深度较大，供应混凝土 间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，极易 发生“堵管”。如果预料到不能及时供应混凝土（1h），混凝土运输距离远，交通
8、堵塞等因素时，除混凝土中加缓凝剂外，导管插入混凝土中的深度不宜太小，据以往经验，以 56m 为宜，约每隔315min 将导管上下活动几次，幅度约以 2m 为宜，以免使混凝土产生初凝现象。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或浇筑时间过长，加大混凝土下落阻力而阻塞导管。6、坍塌因工程地质情况较差，在浇筑过程中，井壁坍塌 严重或出现流沙等造成类泥沙性断桩。7、机械故障和停电造成施工不能连续进行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。8、天气影响天气的急剧变化如突降暴雨、山洪等往往也是造成施工被迫停止或断桩的原因。三、断桩的处理断桩的处理难度较大，费用和时间的占用较多，因
9、此，断 桩事故应以预防为主。确实出现断桩时， 应根据断桩的原因和部位慎重处理。1、灌注初期的断桩处理灌注初期由于初灌未封底、导管堵塞、 导管拔出混凝土面、坍塌、机械故障和停电、天气影响等原因造成断桩，而此 时孔内混凝土面高度较小，钢筋笼可以拔出， 这时应停止浇筑，拔出钢筋笼，重新成孔。2、孔内混凝土面高度较高时的断桩处理孔内混凝土面高度较高时若由于导管拔出混凝土面而断桩，在混凝土初凝前可以用二次导管插入法，将导管底端加底盖阀，插入混凝土面约 1m，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约 0.5m，底盖阀 脱掉，即可继续进行水下浇筑混凝土施工。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时 ，不宜采用
10、。此方法使用 时，必须由有经验的工程师现场指导，导管长度、吊底盖阀铁丝长 度、 铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置等数据，必须在事先加以确定。还 有一种二次导管插入法是在混凝土初凝前直接将不加底盖阀的导管插入混凝土面1m,然后用吸浆机将导管内泥浆吸出,直至吸出混凝土 浆再进行混凝土灌注。当断桩后停顿时间较长而不能采用二次导管插入法时，可在得到设计单位允许后采用补桩的办法，即在设计桩位两侧补做两根加桩， 顶部设盖梁以扁担桩的形式对原桩进行补强。3、断桩位置距地面不深时的断桩处理此时可采用接桩的办法。接桩一般用人工挖孔的办法处理，清除桩顶残渣，接 钢筋笼，浇筑混凝土至设计标高。施工 时要特别注意接头质量和施工安全。当混凝土面距地面很近时也可采用明挖立模浇筑的办法接到设计标高，但回填时必须分层夯填密实。四、结语清孔是钻孔灌注桩施工的重要环节，清孔方法应针对于不同的地质情况和成孔方法认真选择。断 桩是最严重的钻 孔桩施工事故，其 处理比 较困难，需耗 费大量的人力、物力和时间，因此，应认 真考虑全面分析可能造成断桩的因素。做好各项准备工作，严格按施工程序错左，严 防断桩事故的发生。对于断桩事故要及时查 明原因和断桩位置，正确 选择处理方4法，在保证质量的前提下，以最少的人力、物力，在最短的时间内使事故得到有效的处理。参考文献：12
