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钻孔灌注桩断桩事故的处理与原因分析
李 红

摘要：介绍了大直径钻孔灌注桩断桩事故的详细处理过程，进一步分析出现断桩的原因及施工中的对策。
关键词：钻孔灌注桩；断桩；处理过程；原因分析；对策
一、工程概况
某基础工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，总桩数286根，桩径1.2m，桩端要求进入中风化含粉砂泥岩层厚度大于2.0m，有效桩长约49m，桩身混凝土设计强度为C30，单桩极限承载力标准值为8900KN。桩基检测采取震测法(机械阻抗法)。
该场区的工程地质条件简述如下：
①层：杂填土及素填土，高程18.7～24.88m，厚6.1m。
②层：粉质粘土及亚粉土层，高程5.98～18.78m，厚12.8m，局部夹有淤泥及淤泥质土。
③层：粉细砂层，高程-0.82～5.98m，厚6.8m。
④层：细中砂层，高程-16.92～0.82m，厚16.1m。
⑤层：亚粉土混粉细砂层，高程-20.32～16.92m，厚3.4m，
⑥层：强弱分化含砂泥岩互层，高程在-20.32m以下。
二、主要施工工艺及检测结果
本工程采用GPS-15型泵吸反循环钻机钻进成孔，利用原土造浆正、反循环结合钻进，并根据不同地层选用不同的钻进参数。当钻进至中风化含砂泥岩层后进行反循环取样鉴别，岩性较硬时采用筒式或刮刀钻头钻进，直止钻进至设计孔深。由于现场施工场地较大，采用现场搅拌混凝土灌注，灌注前采用反循环二次清孔并严格控制孔底沉渣厚度不大于10cm。
全部286根桩施工完毕后经检测，I类桩273根，占总桩数的95.5％；II类桩12根，占总桩数的4.2％；III类桩1根，占总桩数的0.3％；其中III类桩为在桩顶下13m处存在缺陷，并初步判断为断桩。
三、断桩的处理原理及步骤
1．处理原理：采用高压水头将缺陷段处混凝土及泥砂进行高压切割，将所夹泥沙等物排出后压入水泥浆进行固结，以使桩身砼达到设计强度要求。
2．处理步骤
①抽芯验证：为验证小应变检测结果的准确性及缺陷段的位置，在桩顶对称位置钻取两个小孔并取样(抽芯孔位置见图一)。发现1#孔在桩身12.8m～13.2m处存在混凝土局部夹砂现象，其它位置岩芯较为完整。2#孔取芯结果良好，岩芯完整。
②钻孔布管：在桩顶布置5个钻孔（其中两个孔为取样孔），呈梅花型布置，采用地质钻机取样钻进，孔径φ76mm，孔深16m。
③高压洗割：采用BW-350/30高压泵，在孔深13-15m处对缺陷段位置进行高压洗割，并将洗割掉的泥砂通过高压水流排出孔外，直止完全清洗干净为止。高压泵最大工作压力达30Mpa，以保证将强度达不到设计要求的混凝土也冲刷干净。
④布管：钻孔清洗干净后，在每个孔内下入直径为1英寸的压浆管，压浆管底部安装压浆器，并将压浆器包裹好后置于缺陷段位置，以防止孔内泥砂将压浆器孔眼堵塞。
⑤封孔：孔底至桩顶标高以下11m处用1～3mm中粗砂填充，上部0～1lm用水泥球封孔。水泥球采用PO 42.5级水泥制作，并加入适量早强剂，水灰比不大于0.4：1。
⑥压浆：封孔10天后即可压浆，泵压控制在0.5～3.0Mpa之间。水泥浆采用PO 42.5级水泥配制，水灰比0.45：1，单孔压浆量大于500Kg。
四、处理效果
压浆完毕后14天进行小应变检测，检测曲线如图二所示，并判断为Ⅱ类桩。
五、断桩质量事故原因分析及对策
1、大直径(直径大于800mm)、深孔(孔深超过30m)钻孔灌注桩必须采用反循环施工工艺，并严格控制泥浆比重不大于1.25，泥浆含砂率小于5%，孔底沉渣不大于10cm。若泥浆比重过大、含砂率较高或孔底沉渣较 图二：小应变检测曲线图
厚，在混凝土灌注过程中，孔内泥砂极易与混凝土混合，造成混凝土强度达不到设计要求，严重者造成断桩事故。
2、本场区②层粉质粘土及亚粉土层中普遍夹有淤泥及淤泥质土，在钻进及混凝土灌注过程中极易发生塌孔事故。特别在灌注过程中发生塌孔，孔壁泥土就直接夹杂在混凝土中，造成断桩事故。所以必须选用优质泥浆保持孔壁稳定，同时在灌注过程中要保持孔壁内、外压力平衡，当泥浆渗漏严重时要及时向孔内补充泥浆。
3、现场搅拌混凝土由于劳动强度大，施工效率底，砼和易性差。特别在大直径灌注桩混凝土灌注过程中每次拔管时间间隔长，砼面浮浆多，灌注过程中容易出现夹泥夹砂现象，严重者出现断桩。因此，在大直径灌注桩施工中尽量避免使用现场搅拌混凝土，或者采用现场搅拌时增加机械和人员数量，同时在混凝土中加入适量木质素黄酸盐，以增强砼的和易性。
4、单孔灌注时间的增加或泥浆比重较大，使砼面浮浆越积越多，用测绳测量砼面时容易产生较大误差，在拔管时常因埋管深度不够而使导管提离砼面。为防止此种情况的发生，在测量孔深时可适当增加测锤的重量，并在砼面附近上下拉动测绳，以判断测锤是否在砼面附近。当砼面离地面较浅时，也可将长钢筋直接插入孔内测量。
六、结语
大直径、深孔钻孔灌注桩施工必须采用反循环施工工艺，并严格按规范要求组织施工，特别是泥浆比重和孔底沉渣厚度要严格控制。同时希望本文能对广大同行在处理断桩事故中借鉴一些经验。

作者简介　李红（1970－），男。汉族，陕西合阳人，1994年成都理工学院探矿工程系探矿工程专业毕业，工程师，常期从事桩基、石油、煤田勘察的生产和技术管理工作。陕西省渭南市朝阳路　E-mail:wnlihong@