爱华网一、工程概况 根据广深沿江三工区本标段地质资料，机场互通主线桥1到7号桩基均利用栈桥搭设钻孔平台，施工全部采用反循环冲击成孔工艺，现在具体介绍一下水上钻孔灌注桩施工和事故处理。 二、水上钻孔灌注桩施工 1.钻孔桩施工 （1）施工流程 施工顺序为：泥浆制备→冲击钻机就位→冲孔、泥浆循环、冲孔→成孔、成孔检查→一次清孔→安装钢筋笼→二次清孔→检查签证→灌注水下混凝土→割除多余钢护筒→清理桩头。 （2）钻孔桩施工 ①钻进 正常钻进的过程为“泥浆循环—冲孔—泥浆循环清碴—钻进”的反复循环程序。钻进过程中，必须勤松绳，少量松绳，防止打空锤，避免钢丝绳承受过大的意外荷载而遭受破坏。钻进时应有备用钻头，轮换使用。钻头直径磨耗超过1.5cm时，及时更换、修补。更换新钻头前必须检查到孔底，始可放入新钻头。若不能到孔底，应抛投片石进行扩孔，使孔径始终保持设计直径。 ②终孔 当孔深达到设计要求，钻孔检查项目（如：表2.1.1所示）符合要求后，即可对桩基进行终孔。 钻孔检查项目见表1。 表1 钻孔检查项目表 ③清孔 A.清孔的目的 清孔的目的是清除钻渣，减少孔底沉渣厚度，以利于钻孔桩的正常施工和符合水下砼灌注时的要求，本合同段内的桩基嵌岩桩，桩端沉渣厚度不大于5cm；摩擦桩桩端沉渣厚度不大于20cm。 B.清孔的方法 桩基清孔的方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等，可根据具体情况选择使用。本合同段内主要采用换浆法清孔，清孔分为两次进行。 a.一次清孔 在成孔之后，需要对钻孔桩进行一次清孔，主要是排出孔内多余钻渣和进行孔深检测。清孔时把出浆管的出浆口牢固的绑扎在钻头上，然后将钻头缓慢的放入孔底，钻头在孔底1.5m的范围内缓慢活动，出浆管吸取孔底泥浆循环约2h，并适当加入清水降低泥浆比重。泥浆指标满足要求（相对密度1.05~1.10、粘度17~20s、含砂率<2%）之后，将钻头提出，下检孔器，检查合格后，即可下钢筋笼。 b.二次清孔 在下完浇注导管后，需进行二次清孔。清孔时将混凝土浇筑导管插至孔底，然后盖上闷头，接上泥浆管，开动泥浆泵，让泥浆进行循环。直到各项指标满足规范对水下混凝土的灌注要求（相对密度：1.03~1.10；粘度：17~20s；含砂率：< 2％；胶体率：>98％；沉渣厚度≤5cm）。 经监理工程师检查合后，方可进行水下混凝土灌注。 ④砼灌注 钻孔桩水下砼灌注采用水封垂直导管、砼料斗、拔（或砍）球加隔水栓的方式进行。砼输送车将砼送至灌注孔，用吊斗将砼吊放进砼料斗，当砼料斗中砼满足最小埋深要求后，拔（或砍）球砼经导管灌入孔内。 A.砼导管 钻孔桩水下砼灌注采用直径为300mm的快速卡口、垂直提升的水封导管。 水封导管在使用前或使用一个时期后，应对其规格、质量和拼接构造进行认真的检查，还需进行拼接、水密、承压和接头抗拉试验，按排列顺序进行统一编号，并记录每节的准确连接长度。确定导管悬空高度，导管悬空一般控制在25~40cm。下灰时储灰槽砼不得对准导管，以防空气挤压在管内出不去。 B.二次清孔 在下好钢筋笼及导管后进行第二次清孔，其目的是清除下钢筋笼时刮下的泥皮和停钻后的沉渣，并调整泥浆性能指标，使其达到灌注水下砼时所需的性能指标。其方法仍为空气反循环法。二次清孔达到要求后，立即拆除清孔头帽和高压风管，进行水下砼灌注作业，其间隔时间越短越好。 C.砼灌注 砼初凝时间大于灌注时间，含砂率、水泥用量符合要求并具有良好的和易性。 灌注前对孔底沉淀厚度再进行一次测定。如沉淀厚度超出规定，可用喷射法，即向孔底进行高压射水或射风数分钟，使沉淀物悬浮然后立即灌注首批水下砼。 灌注时，保证首批砼量能使导管埋入砼的深度不小于1m，并不大于3m。在拔球将首批砼灌入孔底后，立即测探孔内的砼面高度，计算出导管埋设深度，如符合要求即可进行正常灌注。 灌注过程中保证导管埋入砼的深度至少2m~4m，最大不超过6m，灌注过程中的孔深、导管长度、拆导管米数。 灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工，在灌注过程中要防止砼拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使测量不准确。并注意观察管内砼下降和孔内返水情况，及时测量孔内砼面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，保持导管的合理埋深。每次起升导管前，测量一次孔内砼面高度，特殊情况下增加测量次数，正确分析和判断孔内情况。 导管提升时，要保持导管垂直和导管居中，缓慢提升，避免导管与钢筋笼相挂。拆除导管时，动作要快，时间不宜超过15分钟，要防止橡胶垫、工具等掉入孔内，要注意安全。拆下的导管应及时冲洗干净，并堆放整齐。灌注过程中，砼应缓缓灌入导管，防止堵管和影响砼质量。灌注结束拔最后一节导管时，速度要慢，防止沉淀挤入形成泥心。砼灌注标高应高于桩顶设计标高0.5~1.0m，确保凿除桩顶浮渣、浮浆和松散层后桩顶以下砼的质量。 在拔出最后一段导管时，拔管速度要慢，以防桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。 钻孔灌注桩检查项目见表2。 表2 钻孔灌注桩检查项目表 2.钻孔桩施工中的问题预防和处理 （1）偏孔问题 钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔。 因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后，重新安装钻机恢复施工。 地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，然后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物）将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的，静置1~2h后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的，应根据情况静置2h甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。 （2）护筒失稳或脱落 由于护筒埋入深度不够引起护筒失去稳定、脱落。 出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开，接高护筒继续下沉到稳定土层。 （3）卡钻现象 卡钻现象：钻孔入岩后，钻头加大，重新钻进时常会出现卡钻。 发生卡钻现象时，应慢速扫孔通过，并随时检查钻头直径，不可一次对钻头加大太多。 （4）掉钻 由于机械故障、钻杆连接断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。 发生“掉钻”后，应及时采取恰当的方法实施打捞。 钻孔壁稳定的情况，直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。打捞前，先用“探针”探明钻头在孔中的位置为制定打捞方案提供依据。打捞设备和打捞操作方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。 钻孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时，应先加大孔内泥浆的浓度，将钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁，而后，清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌可能时，先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护、帷幕法等方法加固钻孔壁，而后打捞钻头。 （5）砍球失败 由于首批混凝土数量过小、孔底的沉渣厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未保证水中导管首次埋深的现象称为封底失败。 砍球失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。针对以下两种情况，采用不同的处理方法 地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净，重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。 地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注混凝土部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理单位检查合格后进行水下混凝土灌注。 （6）水封卡管 因混凝土和易性差、混凝土中含有大块度骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。 由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果在保证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。 （7）断桩 由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏水等导致导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断，无法继续灌注的现象通称为断桩。 在灌注过程中认定发生断桩事故后，应立即停止继续灌注，确定断桩位置，并采取以下办法处理： 如断桩截面位置处于护筒内时，凿除断桩面以上混凝土后，在护筒内干混凝土接桩。 如断桩截面位置处于护筒外时，应立即拔出导管和钢筋笼，在原位重新钻孔。
（8）钢筋笼上浮 由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称钢筋笼上浮。 发现钢筋笼上浮，应立即暂停灌注，采取以下措施进行处理。 对于钢筋笼上浮较少时可以在采取有效防止上浮的措施后继续灌注。悬吊钢筋焊缝脱落的，应及时补焊；悬吊钢筋弯曲的情况应增加钢管支撑。 钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，比照断桩进行处理。 （9）桩全长小于设计要求这种缺陷 可分为两类：处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求、钻孔底部沉积的虚渣在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计、嵌入基岩深度小于设计。针对具体情况分别采取相应措施处理。 桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土灌注终孔时控制失误。基坑开挖后进行钻孔桩的接长。接长施工前，先清理干净混凝土以上的浮渣和松散混凝土等，将顶面人工凿修平整。然后，在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。接长部分桩孔直径应大于设计钻孔桩直径40cm，深度从平整后混凝土面向下不小于接长部分桩孔直径的一倍。开挖后，将原灌注的混凝土表面清理干净，灌注混凝土至设计位置。接长部分混凝土的强度应比原设计提高一个等级，新旧混凝土的接合面必须作好混凝土的接茬处理。 因钻孔桩底部沉积物未清理干净造成桩全长小于设计或嵌入基岩深度小于设计的，为了保证施工质量，作报废桩处理，在原桩位重新成桩。 综上所述，钻孔桩事故处理的方法很多，难度也较大，因此，在钻孔桩施工中必须作到每个工序严格按照规范操作，水下混凝土灌注统一指挥、紧张而有序，防止钻孔问题的发生。
