钻孔桩加水中排架桩基础施工方案.doc

茶山街道茶中路（环山路—茶白路段）
市政工程
钻
孔
灌
注
桩
专
项
方
案
编制人：
审核人：
审批人：
鲲鹏建设集团
2018年3月3日
目 录
一、编制依据 - 2 -
二、工程概况 - 2 -
三、质量标准 - 5 -
四、施工准备 - 5 -
五、施工方案 - 7 -
六、桩基施工应急措施 - 20 -
七、施工进度计划表 - 32 -
八、质量保证措施 - 32 -
九、安全保证措施 - 35 -
十、环境控制与保证措施 - 42 -
一、编制依据
1. 茶山街道茶中路（环山路—茶白路段）市政工程施工图。
2.现行《城市道路工程设计规范》、《公路路基设计规范》、《公路路基施工设计规范》、《城市桥梁设计规范》、《公路桥涵地基与基础设计规范》、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2—2008）与其他国家相关规范与规程。
3.工程现场调查﹑设计地勘等有关资料。
二、工程概况
本工程为茶山街道茶中路（环山路—茶白路段）市政工程，道路为城市支路，红线宽12米，道路沿线新建桥梁一座，跨越卧龙河，规划河宽20米，桥梁跨径为3×10米，右偏角124°。河道无通航要求。
桥梁宽度：2m（人行道含栏杆）+8m（车行道）+2m（人行道含栏杆）=12m。桥梁结构设计基准期：100年，设计使用年限50年。设计洪水频率：50年一遇洪水位4.21m，规划河底标高为0.00m。桥面横坡：车行道向外侧设置1.5%的横坡，人行道向内侧设置1.5%的横坡。桥面防水等级：II级，C50防水砼抗渗等级：P6。
桥梁结构采用3×10m后张法预应力钢筋混凝土空心板梁，梁高为60cm，板间设铰缝连接，台后车行道范围内设置6m长搭板。
桥台采用重力式桥台，基础采用桩径100cm钻孔灌注桩，桥墩采用排架式桥墩，基础采用桩径100cm钻孔灌注桩。
桥台处平台示意图
桥墩处水中桩机施工平台
水中平台
墩台
数量（根）
桩长（m）
总长（m）
直径（m）
类型
跨径
0号台
6
54.5
327
1
摩擦桩

10
1号墩
3
57.136
171.408
1
摩擦桩
2号墩
3
57.157
171.471
1
摩擦桩
3号台
6
54.5
327
1
摩擦桩
单桩竖向承载力容许值如下表：
桩基类型
承载力容许值（KN）
D100cm摩擦桩（桥墩单桩）
3250
D100cm摩擦桩（桥台单桩）
3150
建筑材料的选取与标准：
（一）混凝土
1． 水泥：应采用高品质的强度等级为62.5级、52.5级与42.5级
硅酸盐水泥，同一座桥的预制梁应采用同一品种水泥。
2. 粗集料：应采用连续级配，如采用碎石，碎石宜采用锤击式破碎生产。各个构件应采用各自相应的合适的粒径，以防混凝土浇筑困难或振捣不实。
3. 混凝土：桩基采用C30水下混凝土。
4.混凝土耐久性要求：普通钢筋混凝土构件混凝土的最大水灰比为0.50，最小水泥用量为300kg/m ³,最大氯离子含量为0.15%（系指与水泥用量的百分率），最大碱含量为1.8Kg/m ³。
（二）普通钢筋
普通钢筋采用HPB300与HRB400钢筋，钢筋应符合《混凝土用钢 第一部分：热轧光圆钢筋》（GB1499.1—2008）与《钢筋混凝土用钢 的二部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2—2007）的规定。
三、质量标准
1、市政工程施工技术规范；
2、市政工程检验评定标准；
3、建设单位对本工程的工期与质量要求；
4、《城市桥梁设计准则》（CJJ11-93）；
5、《公路桥涵设计通用规范》（JTJ D60－2004）；
6、《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；
7、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）；
8、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2—2008）
9、《公路桥涵施工技术规范》（JTG TF50—2011）；
四、施工准备
1. 材料： 桩基础所用的钢筋、探测管、内外钢护筒等施工用料需满足开工需要。后期材料严格按照项目部月度材料计划要求进场。各种材料进场必须有物资人员报试验人员检测。为确保桩质量，灌注C30水下混凝土采用商品混凝土。确保商品混凝土的质量。
2 . 机械设备：桥台桥墩桩基础施工所用的回旋钻、汽车吊、钢筋加工设备、混凝土运输车、混凝土灌注导管、发电机等机械设备均需在开工前到位并满足开工需求。
3. 人员：墩柱基础施工的现场技术管理人员与施工班组进行相应的岗前培训与考核，通过考核后方可持证上岗。管理人员需通过监理与业主组织的履约检查，施工人员满足施工进度需要。
4. 试验与测量：项目部试验与测量人员均持证上岗，所有人员考试合格。所有原材料进场试验检测必须按照试验规范进行，并经监理工程师抽检合格后方可用于施工。测量仪器已经通过年检并能满足施工精度要求。前期测量与桩位复核工作需通过监理复核。
5. 场地、道路：钢筋加工场地需硬化，商品砼运输与钢筋加工厂与桩基础施工现场之间道路都能满足各种机械设备的正常通行。水中钢管桩平台能够满足桩机通行与施工作业。
6. 平整场地：水中桩基施工搭设工作平台，陆地上钻孔需对地面进行平整与适当压实并进行平台搭设，以便放置钻机。
7.打桩机与人员准备：架设2台打桩机，钻机安排施工技术员1名，每台钻机安排两个工班，每个工班设工班长1名，工人4名，实行24小时循环作业，并做好施工记录。
8.施工特点：工作量较少，分布范围小。参加施工的各专业队伍少，协调量不大。
五、施工方案
根据我单位现有的施工设备与施工经验，结合本工程的地质情况与现场施工条件，桩基础施工将采用回旋转机成孔施工工艺。
根据现场情况该桥水上排架总体设计以平稳、牢固，用材节约，方便顺利施工，同时保证工程施工质量为原则。水上平台采用4排Φ280 mm 钢管（Q235钢）排架，上部形成一个平台，以承受桩机在施工过程中产生的荷载。打入的单排桩Φ280 mm 钢管间距为2.1～2.4m，钢管长9~ 10 m，打入基础7.0 m深。
1、单根桩的承载力计算
F =CLτ式中C为桩的周长，τ为土层的抗剪强度指标，L为桩的入土深度。根据地质资料，水上排架施工区域的土质为淤泥，静力触探测得的侧阻力fs＝12.5kPa，保守起见，取土层的抗剪强度指标τ = 10.5kPa。
Fl=π×0.28×6.0×10.5=55.42 kN
钻孔机械GPS-15的尺寸为5×2.90.×10.3 m，自重为6.47吨；每斗可装混凝土0.85 m3，即1.9吨，导管重量为6吨，其他设备的自重为1.5吨。8m长钢管（钢管厚度5mm）自重271kg，而钻孔机械施工平台需要跨越4排桩，每一排桩为2根，即为8根桩，总钢管重量8×271=2.168t。整个荷载为6.47+1.9+6+1.5+2.168=18.04t。
总承载力为8根桩的承载力之与：
F=∑Fi=8×55.42= 443.36 kN
而所有的自重P0=18.04×10=180.4 kN。考虑到动力系数为K0=1.1，安全系数为K=2.0
G = K0×Kl×P0= 1.1×2.0×180.4=396.88 kN
F>G (443.36>396.88)
证明结构的运行是安全、可靠的。
2、钢管自身强度计算
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)，厚度不大于16mm的Q235钢最大抗压强度设计值fm=215MPa，考虑到平台的施工期，故调整系数为K0=1.2。
单根钢管自身强度为：
F1=K0×fm×A=1.2×215×10-3×1/4π×（2802-2702）=1114kN
八根钢管所提供的承载力为：
F=8×F1=8912 kN
F> G=396.88 kN
钢材本身的强度可满足工程要求。
采用长臂挖掘机进行钢管的吊装、打入。具体的施工步骤：材料钢管准备充足→用挖机将单根钢管吊起，在现场施工人员的指挥下，将钢管移动至要打入的位置→用挖机料斗将钢管压入软土中，在压入过程中须保持钢管竖直→重复上述操作，直至所有的钢管都打入土中，打好的钢管应整齐排列，桩的间距须大致相等。
（一）钻孔平台施工准备
1.水位调查
河流水位为2.72米，警戒水位3米，1/50洪水位4.21米。
2.人员、材料、机械准备
劳动力组织表
序号
工种
单位
数量
备注
1
管理人员
人
2

2
安质员
人
1

3
装吊工
人
2

4
电焊工
人
3

5
司机
人
2

6
打桩工
人
8

7
普工
人
3

主要机械设备数量表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
打桩机
100T
台
2

2
汽车吊机
25T
台
1

3
装载机
ZL50
台
1

4
发电机
I20KW
台
1

5
电焊机
JL400
台
3

6
挖掘机
200型
台
1

7
电动葫芦
15T
个
4

8
泥浆泵
15KW
台
4

9
运输车
泥浆专用车
台
4

10
运输船
60T
艘
1

（二）、桩孔平台施工工序
1、平整场地
水中桩基施工搭设工作平台，陆地上钻孔需对地面进行平整与适当压实搭设平台，以便放置钻机。
2、测量放样
首先对设计单位交付的测量资料中所有导线点与水准点进行检查复测，测量放样主要使用全站仪进行，根据各墩台待放桩位的中心坐标与附近两个互相通视的导线点坐标，利用极坐标法即可放出桩位中心桩，为便于检查复核，在中心桩附近适当位置，在纵横方向各设置两个保护桩。
3、护筒的制作与埋设
护筒采用4mm厚钢板卷制，分上下两节，当入土较深时，下半部分可分成二节制作。
护筒制作由专业厂家外加工，要求尺寸准确，不漏水，下半部分护筒的长度H根据河床底标高而定，当长度较长时可分成二节制作，要求水上护筒底打入河床底粘土层内1～1.5m，护筒顶高出水面1.0～1.5m，故在施工前应对水上桩位处水深与淤泥层厚度作详细调查，以确定护筒加工长度，以便与时安排生产与进场。
处于旱地的桥桩，埋设时护筒顶端应高出地面0.3m，护筒底端埋置深度为1.0～1.5m。埋设时，首先用挖土机将桥台位置杂填土块石清理干净并整平，护筒之间采用法兰连接，内衬橡胶垫层，以防漏水。
钻孔桩采用正循环旋转钻机机械成孔，要求护筒内径比钻孔桩设计直径大20厘米。直径1000毫米桩采用直径1200毫米钢护筒，按照不同的桩径以类推，根据各墩台桩基的所处位置不同，采用不同长度，护筒长度设计要求的按照设计施工。
护筒埋设工作是钻孔灌注桩施工的开端，护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周边与护筒底脚是否紧密不透水，对成孔、成桩质量都有重大影响。埋设时，护筒中心线对准测量标定的桩位中心，并严格保持护筒的竖直度，其偏差均严格控制在规范规定的范围值之内。护筒下沉时在搭设好的固定平台上设置简易导向架，作为钢护筒的定位框架，下沉采用静压下沉。为保证钻孔桩的施工精度，在钢护筒整个下沉过程中用全站仪跟踪监测。对于处在岸上的各墩台，采用挖埋法埋置护筒。护壁顶端高度，除满足施工要求外，应高出地面0.3米。水中桩与陆地桩均要保证护筒顶端必须保证高出地下水位1.0~1.5米以上，使护筒内水能产生20千帕以上的静电压力，以保证孔壁不坍塌。护筒埋好后，平面偏差不超过5厘米，倾斜度不大于1%。
4、泥浆循环系统
本工程拟采用正循环回旋钻机。
岸边桩设双层护筒，外层护筒内放一台泥浆泵，将内层护筒溢出的泥浆输至循环池。
按现场情况与工程范围，设置一套循环系统，泥浆循环系统有一个泥浆池、循环池与沉淀池，之间用明沟相通，泥浆池约15m3，循环池约20m3，且各池挖深为1.5～2.5m，地面以上部分用砖墙砌筑而成，砂浆抹面，在池边设防护栏。在泥浆池上配置3PN泥浆泵用于循环，旱地桩利用明沟将泥浆输至循环池，使护筒内水位保持一定的水头，且泥浆不外泄。
钻孔作业，严禁泥浆排入农田或就近河道内，为保证路基质量，位置设在道路红线外，紧靠道路或河边，便于泥渣用泥浆车或船只外运。泥浆池中间隔仓分成沉淀池与泥浆池。钻孔护筒内泥浆通过泥浆泵进入沉淀池，钻孔用浆再用泥浆泵把好泥浆打入孔内成孔。
桥位地质表层多为粘性土，因此采用原土造浆，但现场必须准备一定数量且性能较好（塑性指数大于25，含砂率小于4%）的黄泥或膨润土，以备不测。由于泥浆静水压力比水大，可在孔壁形成一层泥皮阻隔孔外渗流，保护孔壁免于坍塌，故在开工前准备数量充足符合要求的泥浆，泥浆性能指标要求如下：
土 质
相对密度
粘度（s）
失水率ml/30mm
PH值
含砂率%
粘性土
1.05~1.20
16~22
＜25
8~10
＜8~4
砂性土与松散易坍地层
1.20~1.45
19~28
＜15
8~10
＜8~4
循环线路为：桩孔→循环池→沉淀池→泥浆池→桩孔
施工中产生多余泥浆严禁现场直接排放，废浆与沉渣采用槽车封闭式运输工具外运，弃至指定驳船码头外运，杜绝环境污染。
5、开孔与钻进
(1)、开钻时先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。
开孔与整个钻进过程中，始终保持孔内水位高出地下水位（河中水位）1.5m-2.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出，掏渣后应与时补水。
在砂与卵石夹土等松散层开孔或钻进时，按1：1投入粘土与小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔璧。必要时须重复回填反复冲击2-3次。
开钻时应慢速钻进，保护好护筒刃脚处的孔壁，钻进深度5~10m后，再快速钻进。泥浆比重根据地层情况确定，一般地层1.05~1.2，易坍地层1.2~1.45。钻进过程中随时注意孔内水压差，以防止产生涌砂，孔中泥浆随时进行检查，保持各项指标符合要求，不因泥浆过浓影响进度，过稀易于塌孔。在钻孔过程中，在进入不同地层时，与时捞取碴样，装入可密封的塑料袋中，并标号。随时检测护筒水平位置与竖直线，如发现偏移，应将护筒拔出，调整后重新压入钻进。
（2）钻进时与时填写钻孔施工记录，交接班时交待钻进情况与下一班应注意事项。连续三班作业，根据钻进感觉与快慢情况以与取样分析判明地层变化。
（3）因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。
6、钻孔检查、清孔成孔
（1）钻孔达到设计标高时，用测绳进行测量，并记录（钻孔施工人员严格控制孔深，不得用超探代替钻渣沉淀，更不能少钻），通知项目质检人员检测合格后，报监理检测。
（2）钻孔完成后用检孔器检测孔径与倾斜度。成孔孔径不得小于设计直径，倾斜度不大于1%（检孔器用Φ22钢筋笼制成，外径与设计直径相等，长度为4-6米），用长度符合规定的检孔器上下两次检查桩径是否合格，合格后进行清孔。
（3）验孔合格后，采用掏渣法清空，要求用手摸泥浆中无2㎜-3㎜大的颗粒为止，掏渣后，用一根水管插入孔底注入高压水，使水流将泥浆冲稀，泥浆相对密度降低后向孔口溢水，现场试验人员用标准比重仪实测，当孔内泥浆指标达到1.03~1.1，孔底回淤厚度≤300㎜，即可停止清孔。
7、钢筋笼的制作与入孔
（1）钢筋笼下料前先调直、除锈，主筋长度需搭接时保证焊缝的长度，单面焊不小于10d,双面焊不小于5d,Ⅰ级钢筋采用结422型电焊条,Ⅱ级钢筋采用结502或者结506型电焊条。
（2）钢筋笼钢筋制作在施工现场的钢筋棚内进行，现场绑扎成形。
（3）钢筋笼顶端焊接4根16mm的钢筋吊环（长度按实际标高确定），穿轻型钢轨固定于井口枕木架上。
（4）井架处用25×25cm的方木搭放两层，承担钢筋笼与导管重量。钢护筒不得负载任何构件重量。
（5）起吊钢筋笼时，严格控制钢筋笼的变形，在钢筋笼的里边用铅丝绑扎足够长度的莎杆，吊钩处用钢扁担勾挂钢筋笼。钢筋笼整体入孔的时间不得超过2小时。桩顶用4个2寸钢管护壁，保证轴心位置。
（6）安放钢筋笼要牢固，以防在砼浇筑过程中钢筋笼落入孔中或被浮起。防止钢筋笼插入孔壁。
(7)安放钢筋笼之前进行试孔确保孔是否圆滑、规整。当井孔钻到预计的深度后，通过钻杆或钢丝绳将探孔器迅速下入孔内，如无受阻现象，则井孔即符合圆直的要求；反之，要提出探孔器再修整井孔，直至探孔器上下顺利通过时为止。
8、拼下导管
（1）下导管前要对导管进行闭水试验，保证导管拼接牢固，保证不能漏水，导管不能接触到钢筋笼，以防导管在提升过程中挂坏钢筋笼或将钢筋笼提起。
（2砼导管采用旋转式嵌口导管。
（3）拼下导管之前应先将导管进行组合，放在平整地面上对接拧紧，检查顶丝的松紧度，并在导管外侧用红漆注明长度，然后在导管两端用钢板焊封，并在一端焊两根Φ10mm的钢管，一根连接在空压机上，一根连结在气压表上，用空压机压气，检查导管的密封度，用千斤顶检查导管的抗拉力。
（4）导管底口至孔底标高控制在0.25-0.4米之间。
（5）工程技术人员要自始至终坚守在现场，严格检查顶丝与导管的下放节数。
9、灌注水下混凝土
灌注前，应借助导管进行二次清孔，控制沉淀厚度与泥浆各项指标不超限，并再次核对钢筋笼标高、导管下端距孔底尺寸、孔深、孔壁有无坍塌等现象。
混凝土由搅拌站严格按照施工配合比进行拌制，并由现场试验员制作混凝土试块。混凝土运到灌注地点时，应由试验员检查其塌落度与与易性，如不符合要求。应进行第二次拌与，二次拌与仍不符合要求时，不得使用。混凝土输送车在开始放料前，要进行充分搅拌，防止与易性损失造成堵管现象。水下混凝土塌落度以18~22cm为宜，并宜有良好的流动性，灌注水下混凝土的动作迅速，防止塌孔与泥浆沉淀过厚。首批混凝土灌入孔底后，立即测探混凝土面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求即可正常灌注。首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注，混凝土灌注间隔时间不应超过混凝土的初凝时间(混凝土初凝时间根据混凝土的配比由试验确定)以防止顶层混凝土流动性减小，提升导管困难，增加事故的可能性。灌注过程中，导管埋入混凝土的深度一般应控制在2~6cm范围内。导管提升时保持轴线与位置居中，逐步提升。在灌注过程中当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗的灌入漏斗与导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度。灌注标高应高出桩顶设计标高2.0m，以便清除浮浆与消除测量误差，保证桩头质量良好。最后一节导管拔出时，要缓慢进行，防止造成桩顶泥芯。在灌注水下混凝土前与灌注过程中应如实填写工程检查证并做好水下混凝土灌注施工记录。另外还应注意：
（1）砼采用拌合站集中拌合，砼灌车运输，灌车将砼直接运送到漏斗中，漏斗中砼数量以保证首盘封底控制。
（2）灌注砼前实验室应做好砼配合比实验。灌筑过程中要坚守在施工现场，与时做好试件取样工作。
（3）灌注砼前应检查沉淀层厚度，沉淀层厚度控制300㎜以内，超过规定用空压机吹浮。
（4）砼灌注采用导管法，灌注砼由一人统一指挥下令剪球，灌注速度要循序渐进。导管底部以适当的深度埋在灌入的砼拌合物内。灌注首批砼时，导管下口至孔底的距离一般为25~40cm，第一次灌注的砼应将导管埋入的深度不得小于1m。在灌注过程中，应经常用百米绳探测孔内砼面位置，与时调整导管埋深，导管埋深控制在2m~6m之间，拆除导管时，控制在每次只拆除一节（2~2.5m）。
（5）为防止钢筋骨架上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，降低砼的灌注速度。当砼上升到钢筋骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。
10、桩头处理
钻孔桩混泥土灌注完毕后，与时清理桩头上的浮浆与松散混泥土，清理时先对桩顶标高进行测量，利用所得的实际桩顶标高与桩顶设计标高求得需要清钻孔桩的长度，用油漆在桩壁上做好标识。清理采用人工配合机械进行，机械清理至设计标高以上20cm左右，采用人工清理，清理至设计标高后，再对桩顶进行凿毛，以确保桩顶混泥土与上部混泥土结构物之间的胶结。
钻孔灌注桩施工工艺流程（见下页）
六、桩基施工应急措施
一、 桩基在钻孔过程中容易出现的问题与处理措施
1．坍孔   
坍孔的特征是孔内水位突然下降又回升，孔口冒出细密的水泡，出渣量明显增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。坍孔的原因大多数是由于泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成的。发生坍孔后，应查明坍孔的位置再进行处理。坍孔位置较深且不是很严重时，采用粘土回填至坍孔位置以上2m~3m，并采取加大泥浆比重、改善泥浆性能、加高水头等措施，继续慢慢钻进；坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填，如果无砂类土与砾石土，可采用粘质土掺入5%~8%的水泥进行回填，待孔内回填土稳定后重新开钻；坍孔位置不深时，可采用加深护筒的方法，将护筒内的填土夯实，重新开钻。
2． 斜孔   
斜孔一般多发生在采用冲击钻成孔上。造成斜孔的原因通常是由于地质松软不均、岩面倾斜、钻架移位、钻架不平或钻头遇到探头石等原因造成的。钻孔时，要经常检查钻盘是否水平或钢丝绳是否垂直，孔口位置的钻杆或钢丝绳的平面位置是否正确，一旦发现偏差应与时调整。当出现斜孔时，一般可在偏斜处吊住钻头反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填粘质土（采用回旋钻成孔）或片石（采用冲击钻成孔）到偏斜处顶面，待沉积密实、稳定后重新开钻。
3． 扩孔   
扩孔大多数是由于孔壁坍塌或钻杆摆动过大造成的。对于扩孔的处理，目前没有更好的处理措施，一般是采用失水率小的优质泥浆护壁，改善钻机的机械性能（减小钻摆动）来控制扩孔率。
4． 缩孔   
缩孔通常是由于地层中含有膨胀土、软塑土、泥质页岩等不良地质造成的，钻头磨损过大亦能使孔径稍小。缩孔发生后，应立即查明原因，如因钻头磨损过大造成的缩孔现象，应对钻头与时补焊，加大钻头。如因以上不良地质条件造成的，当缩孔不严重时，可采用钻头上下反复扫孔来扩大孔径；当缩孔严重时，采取钢护筒防护，一般情况下钢护筒的长度要根据不良地质的厚度情况来确定，最好是不良地质部分全部下钢护筒。
5． 孔内漏浆   
孔内漏浆一般是钻孔钻至透水层时由于泥浆的性能较差、或护筒周围透水、或钻孔遇到小溶洞时发生的。当遇护筒内水头不能保持时，一般采取护筒周围回填土夯实、增加护筒埋置深度、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度与粘度、倒入粘土使钻头慢速转动等措施。当用冲击钻冲孔时，可往孔内回填片石、卵石与适当投入一定数量的水泥，反复冲击，增加护壁。
6． 卡钻   
卡钻常发生冲击钻冲孔时，因先形成了梅花孔、十字孔、冲锤磨损未与时补焊、钻孔直径变小而新钻又过大、冲锤倾倒、遇到探头石或孔内掉入物件卡住等原因造成的。卡钻锤后不宜强提，可用小锤冲击或用边冲边吸的办法将卡锤周围的钻渣松动后再提出。
7． 掉钻   
掉钻一般是由于钻杆磨损过甚、钻锤的钢丝绳磨损过甚或钢丝绳的卡口螺丝松动造成的。掉钻是在桩基钻孔过程中经常发生的故障之一，每台钻机都应配备足够的打捞工具。掉钻后应马上用打捞叉、打捞钩、绳套等工具打捞。如果由于打捞时间过长造成钻头被埋，应先清理泥沙，然后再使用打捞工具进行打捞。特别强调指出：初次掉钻头时，钻头在孔内一般是正立的，如果一次打捞不成功造成第二次或者多次掉钻，那么钻头掉在孔内就不一定是正立的，给打捞造成更大的困难。
二、桩基在清孔过程中容易出现的问题与处理措施
桩基在清孔过程中容易出现的问题有：塌孔、泥浆含砂率过大、沉渣过大等。清孔造成塌孔的原因是由于换浆过快、较快地降低泥浆相对密度造成的。清孔造成塌孔时，要根据塌孔的严重程度采取不同的处理方法进行处理。塌孔不严重时，可采用加大泥浆相对密度等改善泥浆性能的措施后继续清孔。塌孔严重时，该孔需要回填重新钻孔；泥浆含砂率过大与沉渣过大都是由于清孔时加水过快、过多、换浆时不与时捞渣或捞渣不干净、没有使用二级以上沉渣池等原因造成的。泥浆含砂率与沉渣过大时都应加大泥浆相对密度继续清孔，边清边捞渣，等泥浆的含砂率符合要求后再把泥浆的相对密度降低至符合要求。
三、桩基在灌注混凝土过程中容易出现的问题与处理措施
1．导管进水   
首批混凝土下落后导管进水，应将已灌注的混凝土用吸泥机（可用导管作吸泥管）全部吸出，再针对导管进水的原因改正操作工艺或增加首批混凝土储量重新灌注；在混凝土灌注的中期，导管进水是由于多提升导管且管口超出已灌混凝土表面时发生的。遇到这种情况时，可依次将导管拔出，用吸泥机或潜水泥浆泵将原灌注混凝土表面的沉淀物全部吸出，将装有底塞的导管重压插入原混凝土表面2m以下，然后在无水导管中继续灌注，将导管适当提升，继续灌注的混凝土可冲开导管底塞流出。
2．导管堵管   
初灌导管堵管大多数是由于隔水硬球栓或硬柱塞被卡住而造成的。发生初灌堵管时，可用长杆往管内冲捣，或用振动器振动、硬物敲打导管外侧，或提升导管迅速下落振冲，或用钻杆加配重冲击导管内混凝土。如果这些方法都无效，应将导管拔出，取出导管内物质，重新下导管灌注混凝土；中期导管堵塞大多数是由于灌注时间过长，表面混凝土已初凝或者是由于混凝土的砂石级配差造成混凝土离析或者是由于混凝土中有大块物体或者是由于混凝土在导管内停留时间过长而发生堵塞的。当发生中期导管堵塞时，处理的方法是将导管连同堵塞物一起拔出，疏通导管。若原灌注的混凝土表层尚未初凝，可用新导管插入原灌混凝土的表面2m以下深度，用潜水泥浆泵下入导管底将管内的泥浆抽干净，再用圆杆接长的小掏渣桶将管内表面混有泥浆的混凝土掏干净后继续灌注混凝土。
3．灌注坍孔   
大的坍孔特征与钻孔期间比较相似，可用测探仪或测锤探测，如探头达不到混凝土面高程时即可证实发生坍孔。发生灌注坍孔有以下几种原因：护筒脚漏水；潮汐区未保持所需的水头；地下水压超过孔内水压；孔内泥浆相对密度、粘度过低；孔口周围堆放重物或机械振动。发生灌注坍塌时，如坍塌数量不大，可采用吸泥机吸出混凝土表面坍塌的泥土，如不继续坍孔，可恢复正常灌注。如坍孔仍在继续且有扩大之势，应将导管与钢筋骨架一起拔出，用粘土或掺入5%~8%的水泥将孔填满，待孔位周围地层稳定后再重新钻孔施工。
4．钢筋笼上升   
灌注混凝土时钢筋笼上升的主要原因是由于混凝土冲出导管底口后向上的顶托力把钢筋笼上浮。为防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮，灌注混凝土前，应将钢筋笼的顶端焊接在护筒或其他牢固的物体上。在灌注混凝土过程中，当灌注混凝土顶面距钢筋笼底部约1m时，应降低混凝土的灌注速度；当混凝土面上升到钢筋笼底4m以上时，提升导管使导管底口高出钢筋笼底2m以上后即可恢复正常速度灌注混凝土。
5．埋管   
埋管一般是由于导管埋置深度过大所造成的。为了避免造成埋管事故，在混凝土灌注过程中应严格控制埋管深度在2m~6m之间；若已造成埋管事故，即要对该桩基进行处理。
四、导管进水
1.原因：初灌混凝土储量不足，混凝土储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入；导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入；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。
预防与处理方法：若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌与物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机以与抓斗清出，严重时应将钢筋笼提出采取复钻清除，重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水与沉淀土用吸泥与抽水的方法吸出。如需重下新管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够深度，一般宜大于200 cm 。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。若混凝土面在水面以下，未初凝时，可在导管底部设置防水塞，将导管重新插入混凝土内（导管侧面再加重力，克服水的浮力）。导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。若混凝土面在水面以下，已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的水泥浆抽除，并将原混凝土顶面的泥渣与软弱层清除干净，再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。
五、卡管
在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。卡管有以下两种情况：初灌时隔水栓卡管；混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌与不均匀，以与运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。
处理办法：可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整（注意切勿使导管内的混凝土落入井孔），然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌与物落入井孔，须将散落在孔底的拌与物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻，要采取措施防止翻倒伤人。
机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了导管内混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。
六、声测管孔底堵塞
声测管在每一节焊接完后，孔内要灌水，水要经过净化处理后才能灌深测管，达到预防探测管底部堵塞目的。声测管施工时接头焊接要牢固，不得漏浆，顶、底口封闭严实，声测管与钢筋笼用粗铁丝软连接
七、常见的断桩形式
1.1 从目前情况看,常见的断桩形式一般有以四种:
⑴混凝上桩体与基岩之间被不凝固。由于导管下孔距孔底过远或混凝上被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固而出现断桩现象。
(2)桩身中段出现混凝土不凝体。受地下水活动的影响或泞管密封不良,冲洗液浸入使局部混凝土水灰比增大,也能产生断桩现象。
(3)桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开。在浇注混凝上时,泞管提升过多,露出了混凝土面, 或因停电、待料等原因造成夹渣, 这些问题也是产生断桩现象的重要原因。
(4)桩身出现空洞体。原因是未采用“回顶”法灌注, 而是从孔口直接倾倒的办法灌注混凝土,产生离析,造成凝固后不密实,个别区段产生疏松、空洞现象。
1.2 影响断桩的因素
断桩是由于桩基混凝土的某一部分与全部端面段泥浆浸入,破坏了桩的整体性受力形态, 形成废桩。影响断桩的因素是各种各样的,但主要是由于材料、工艺不当造成的,归纳起来,这些产生因素主要有以下几点:⑴水泥初凝时间过短; ⑵骨料粒径偏太,砂粒中有大卵石;⑶水泥混凝土的与易性差,流动性差;⑷清孔工作不彻底;⑸导管埋得过深或过浅;⑹导管进水了;⑺由于机械故障、施工机具配置、劳动力组织不合理,致使灌注时间过长。
2 产生断桩的原因分析
断桩作为产生严重质量事故的重要原因。对于诱发断桩的因素,我们必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的对策,预防事故的发生。一旦发生事故,就要与时采取补救措施。分析起来,断桩产生的原因有以下几个方面:
2.1 在灌注混凝土过程中
由于测定已灌混凝土表面标高错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象,形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期,超压力不大或探测仪器不精确时,易将泥浆中混合的坍土层误认为是混凝土表面。因此,必须严格按照规程规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。
2.2 在灌注过程中
导管的埋置深度是一个重要的施工指标。由于导管埋深过大,以与灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后且提升阻力很大的法兰盘连接的导管, 在提升时, 因为连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
2.3 产生卡管现象
由于人工配料的随意性较大,如果责任心差, 造成混凝土配合比在执行过程中的误差大, 使坍落度波动大, 拌出的混合料时稀时干。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;由于坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管, 都会导致卡管事故,造成断桩。所以,要严格控制混凝土配合比,缩短灌注时间,这是减少与避免此类断桩的重要措施。
2.4 坍塌
由于工程地质情况较差,施工单位组织施工时重视不够,有甚者分包或转包,施工者没有经验,在灌注过程中,井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等, 造成类泥砂性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例,较为严重, 而且位置深、难处理。这些都是导致工期无限延期与经济浪费的重要因素。
2.5 特殊原因
由于导管漏水、机械故障与停电造成施工不能连续进行,井中水位突然下降等因素,都可能造成断桩。因此,认真对待灌注前的准备工作, 这对保证桩基的质量是也十分重要的。
3 断桩的预防与处治措施
针对上述分析,我们应从预防与处治两方面采取措施:
3.1 采取预防措施
⑴要选用初凝时间不早于2.5h 的水泥,对于桩较长,桩径大,灌注时间较长者,可在首批混凝土中掺入缓凝剂;
⑵严格把好材料关,严格控制粗骨料最大粒径不大于导管内径的1/6 — 1/8 与钢筋最小净距的1/4,细骨料的级配选择良好的中砂,同时注意剔除细骨料中的大卵石;
⑶最大限度地降低实际生产与试验之间的偏差,施工过程中要与时做好材料含水量的检测,应该做到每车集料都要过秤,采取重量比控制,保证用水量与含砂率不至产生较大偏差,保证混凝土的与易性与流动性,其坍落度控制在18cm-20cm 之间;
⑷要严格按规范要求进行清孔。由于孔内沉淀层厚度对于摩擦桩不大于0.5 倍的桩径,对于柱桩不大于设计规定;泥浆的比重在1.05-1.20 之间,含砂率小于4%,粘度17s —20s。灌注前,必须对孔底沉淀层厚度再进行一次测定,如厚度超过规定,需再次清孔,可用灌注导管做吸泥管用空气吸泥机清孔,或对孔底高压射水或射风3min-5min,使沉渣悬浮,然后立即灌注混凝土;
⑸灌注即将结束时,如出现混凝土顶升困难时, 除按规范保证漏斗底口高出井孔水面4m=6m 外, 应在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土。在拔出最后一段导管时,拔管速度应较慢些,以防泥浆挤入桩内。
3.2 处治措施
(1)灌注初期的断桩
在开盘后,仅仅灌注了数米就因故中止,而且确实不能在短时间内恢复灌注,则应立即拔出导管,用气举法吸渣将孔内尚未凝结的混凝土清除干净,不宜采用二次剪球的方法,因为这样处理易造成夹泥的缺陷。如断桩时,孔内混凝土已有相当数量,气举法难以吸除而混凝土面离护筒底还有一定距离。这种情况下可考虑割除部分钢筋笼,趁混凝土强度低时用