锦江特大桥冲孔灌注桩施工中出现若干问题的分析与处理措施

湖南交通职业技术学院 410132

1 工程概况

锦江特大桥位于丰城市同田乡,跨越赣江支流锦江河。该桥于2012年7月开工建设,工期为36个月,全桥总长1208m，上部构造采用40×30m先简支后连续预应力混凝土T梁，每孔10片T梁，共400片T梁。下部构造采用柱式桥墩、桥台,钻孔灌注桩基础。全桥桩基共172根，承台/系梁82个，墩柱/台身共164个。施工采用冲击钻成孔,水下C25 混凝土灌注。

2 施工工艺

锦江特大桥的桩基大多采用的是冲击钻钻孔桩，其施工主要工艺为：平整场地、测量放线、钻孔、清孔、浇筑水下混凝土施工。本文重点介绍钻孔和浇筑混凝土工艺流程。

2.1 钻孔

锦江特大桥采用冲击钻成孔。钻锤由铸铁制成，重约5t，十字形状,外径为1.48m。为提高其对石头的冲击破碎能力,在钻锤上加焊合金锥角,用37kW 卷扬机提升钻锤。

开孔：通常情况下，等邻孔混凝土灌注后，方可进行下一孔的开钻，主要是防止冲击振动使邻孔坍壁或邻孔刚灌注混凝土的凝固。在孔口地质为人工填土时，开孔前在孔内多放一些黏土,并加适量粒径不大于15cm的片石,顶部抛平,用低冲程冲砸,泥浆比重1.3左右。钻进0.5m～1.0m,再回填粘土，继续以低冲程冲砸，如此反复二、三次，必要时多重复几次。待冲砸至钻头顶在护筒下超过1m时，方可加高冲程正常钻进。

钻孔：钻孔过程根据地质情况，采用不同方法钻进。粘土质、粉质土采用中冲程（0.75m左右），输入较低稠度泥浆，防止卡钻、埋钻；易塌孔的土质采用小冲程（0.5m左右），多投黏土提高泥浆的黏度与相对密度，并填加片石、碎石，使之被挤入孔壁。

抽碴：冲孔至护筒下4m～5m时，用抽碴筒抽碴，每钻进0.5m～1.0m抽碴一次，抽至钻碴明显减少无粗颗粒为止，抽碴时应及时补水和粘土，使泥浆比重符合要求，冲孔时每隔3～4h，将钻头或抽碴筒在孔内上下提放几次，把下面的泥浆拉上来，以护孔壁。

刃口的补焊：钻头刃口在钻进中不断磨损，每班应进行检查，当冲锤尺寸磨损到小于设计桩径或磨钝时，应及时补焊，以免造成缩径或卡钻事故。为防止卡钻，一次补焊不宜过多，且补焊后在原孔使用时，宜先用低冲程冲击一段时间，方可用较高冲程钻进。

2.2 浇筑混凝土

导管采用壁厚4mm直径300mm的钢管制成，分节长度为0.5m～6.0m，导管接头处采用法兰加橡胶密封圈连接。导管使用前应试拼、试压，并试验隔水栓能否顺利通过，试水压力要根据桩长确定。导管配置长度要准确，导管底部距孔底为40cm。

导管安装必须严密不漏气，还要控制好导管的垂直度，防止导管弯曲碰撞孔壁，造成塌孔。导管下放时，为了防止法兰连接螺杆挂钢筋笼，在每个法兰处增设锥形保护罩。为了加快安装速度，可根据吊车最大允许起吊高度及重量，将导管拼装成长段进行安装。导管安装完毕再次进行孔深测量。如果沉渣厚度大于设计要求时，进行清孔，直到满足设计要求后，填写隐蔽工程验收记录表方可灌注混凝土。

混凝土采用集中拌合，混凝土运输车运输的施工方法。混凝土必须具有良好的和易性，配合比应通过实验确定。坍落度宜为180mm～220mm；选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应不大于40mm，采用连续级配。导管应安装在桩径中心，由稳固架支固。导管的底部至孔底的距离为0.25m～0.4m，导管安装完毕后，再次检查孔底沉渣和孔底泥浆的情况，检查合格后方可进行混凝土浇筑工作。

为了保证水下混凝土的质量，贮料斗内混凝土的初存量3m3，同时保证两台混凝土运输车在旁边连续向贮料斗内混凝土，以保证首次浇筑时导管底端能埋入混凝土中1m以上。随着混凝土的上升，要适当提升和拆卸导管，导管低端埋入混凝土面以下的深度应为2m～6m，严禁把导管提出混凝土面。浇筑时要有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差和混凝土的浇筑方量。每一根桩的混凝土浇筑必须连续进行，一次完成。控制最后一次混凝土的灌入量，应保证设计桩顶标高和混凝土质量，灌注桩混凝土的充盈系数采用1.12。浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制。

混凝土在拌制和浇筑过程中应经常检查其质量，检查混凝土原材料的品种规格和用量，每一工作班不能小于二次；混凝土的坍落度，每个工班检查不少于两次。混凝土配合比在外界影响有变动时，应及时检查。混凝土的搅拌时间也应随时检查。每根桩的混凝土应按规范或监理工程师要求留一组或几组试块，检查桩身的混凝土强度，试块混凝土在浇筑混凝土同盘的搅拌机中留取，其制作、养护、试验应符合标准。

3 事故分析与处理

冲孔灌注桩施工过程中遇到的质量问题及事故较多，本文针对工程特点就成孔和浇注过程中出现的主要质量问题和事故进行分析，并提出处理的措施。

3.1 塌孔

在该工程成孔过程中,大部分基桩都发生过漏浆,漏浆部位主要发生在基岩面与其覆盖层的交接处。在土层中也由于土洞的存在而漏浆,此种情况较少,且由于土洞较大,浆液流失非常迅速而引起塌孔。施工中共曾发生过16根较为严重的塌孔事故。塌孔的原因则均是由于孔内水头剧降,补浆补水不及而引起。孔内局部坍塌的现象也多有发生,如2#桩和3#桩均是在水下混凝土灌注前的清孔过程中孔壁发生坍塌。

经分析，该工程塌孔的原因笔者认为主要有二。其一是泥浆的原因，在成孔过程中，泥浆若不能形成很好的泥皮，则泥浆就形不成良好的护壁作用，因此在沙性土层中冲孔时，务必配制合格的泥浆，稠度应与土层性质相适应；其二是如果孔内泥浆的比重过小或孔内外水头差过小也会出现塌孔现象。

对事故处理办法：如塌孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度；如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。

3.2 卡锤

在该工程成孔过程中,卡锤现象是一个主要的质量事故。根据本工程特点分析，主要有以下三种原因：一是因为缩颈造成的卡锤；二是孔壁有较大孤石，当孤石跌落时卡住冲击锤；三是换锤后，冲击锤径比桩孔径大，造成卡锤。

在施工过程中，以上三种原因引起的卡锤事故，做了如下处理：对于第一种因为缩颈造成的卡锤，可用润滑性较好的重泥浆导管循环，试图将孔内的石子冲出来；对于第二种情况，先可尝试用小锥慢慢撞击锤头，使卷扬机微微上提，多次尝试，方可解决问题。如果上述方法不能解决问题，则可采用水下爆破的方法。

3.3 断桩

断桩是冲孔灌注桩施工过程中常见的质量事故，本工程在施工过程中同样也出现断桩事故。结合工程的实际，分析主要基于以下两种原因。第一种情况是在开始浇灌混凝土时，导管没有完全被混凝土埋住，会使泥或水进入导管，不能保证持续地灌注，从而导致出现断桩的现象；第二种情况是由于土体受挤后，向土体薄弱处传递挤压力，从而使地面出现隆起现象，形成对邻桩的摩擦，构成一个向上的拉力，易使桩断裂。

断桩的成因较多，当出现断桩情况时，处理难度就很大。因此在施工中，要根据工程的实际情况，提前发现问题，提前分析原因所在，以预防为主。对于第一种情况，为保证混凝土能够连续灌注，可在施工场地设置两条混凝土运输通道，同时应使首批灌注的混凝土量满足埋置导管的深度，一般可不小于1m。对于第二种情况，首先可尝试采用小的钻机钻头十公分取芯，到断桩的部位，再用注浆机注如高强度水泥砂浆将断桩地方压密实。其次就是用比较费工费时的风镐凿到断桩部位为止，清理下部混凝土使表面无浮浆，无松动混凝土，用水清洗干净，然后浇灌混凝土。

4 结语

冲孔灌注桩施工环节多，且具有地下隐蔽工程施工的复杂性,因此施工过程中容易发生工程事故。笔者认为桩基施工质量控制应以预防为主,在施工过程中加强管理、协调,并制定相应监督岗位责任制度,采取科学、可行的施工方案,尽可能将避免或降低质量事故的发生。

[1]高永璐.冲孔灌注桩施工工艺及质量控制.丹东海工,2011(00).

[2]吴俊峰.冲孔灌注桩施工中的常见问题及防治措施.福建建筑,2011(04).

[3]刘鹏.浅析建筑工程冲孔灌注桩施工.城市建设理论研究,2013（08）.