“桥梁基础施工中，钻孔灌注桩施工、钢筋笼上浮、断桩等”知识点、考点案例分析题 背景材料： 某沿海大桥，其主墩基础有40根桩径为1.55m的钻孔灌注桩，实际成孔深度达50m.桥位区地质为：表层为5m的砾石，以下为37m的卵漂石层，在以下为软岩层.承包商采用下列施工方法进行施工： 场地平整，桩位放样，埋设护筒之后，采用冲击钻进行钻孔.然后设立钢筋骨架，在钢筋笼制作时，采用搭接焊接，当钢筋笼下放后，发现孔底沉淀量超标，但超标量较小，施工人员采用空压机风管进行扰动，使孔底残留沉渣处于悬浮状态.之后，安装导管，导管底口距孔底的距离为35cm，且导管口处于沉淀的淤泥渣之上，对导管进行接头抗拉试验，并用1.5倍的孔内水深压力的水压进行水密承压试验，试验合理后，进行混凝土灌注，混凝土塌落度18cm，混凝土灌注在整个过程中均连续均匀进行. 施工单位考虑到灌注时间较长，在混凝土中加入缓凝剂.首批混凝土灌注后埋置导管的深度为1.2m，在随后的灌注过程中，导管的埋置深度为3m.当灌注混凝土进行到10m时，出现塌孔，此时，施工人员立即用吸泥机进行清理；当灌注混凝土进行到23m时，发现导管埋管，但堵塞长度较短，施工人员采取用型钢插入导管的方法疏通导管；当灌注到27m时，导管挂在钢筋骨架上，施工人员采取了强制提升的方法；进行到32m时，又一次堵塞导管，施工人员在导管在导管始终处于混凝土中的状态下，拔抽抖动导管，之后继续灌注混凝土，直到顺利完成.养生一段时间发现有断桩事故. 问题： 1．断桩可能发生在何处，原因是什么？ 2．在灌注水下混凝土时，导管可能出现的问题有哪些？ 3．若在施工过程中出现钢筋笼上浮，则原因为什么？ 4．钻孔灌注桩的施工的主要工序是？ 5．塞管处理的方法有哪些？

（1）a.可能发生在10m处：吸泥机清理不彻底时，形成灌注桩中断或混凝土中夹有泥石.b.可能发生在27m处；采取强制提升而造成导管脱节.
（2）进水，塞管，埋管；
（3）a：导管提升钩挂；b：混凝土灌注不应匀速进行.（当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底2m之间，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度）
（4）埋设护筒，制备泥浆，钻孔，清底，钢筋笼制作与吊装，灌注水下混凝土；
（5）可采用拔抽抖动导管（不可将导管口拔出混凝土面）；当所堵塞的导管长度较短时，也可以用型钢插入导管内来疏通导管，也可以在导管上固定附着式振捣器进行振动；
（6）冲击法冲抓法旋转法
考点解读：钻孔灌注桩施工（案例分析考试题要点）
1．钻孔灌注桩的特点
钻孔灌注桩桩长可以根据持力土层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，便利施工，故应用较为普遍.
2．钻孔灌注桩施工的主要工序
钻孔灌注桩施工的主要工序有：○1埋设护筒、○2制备泥浆、○3钻孔、○4清底、○5钢筋笼制作与○6吊装以及○7灌注水下混凝土等.
(1)埋设护筒：护筒能稳定孔壁、防止坍孔，还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等.
护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm)，每节长度约2～3m.一般常用钢护筒，在陆上与深水中均能使用，钻孔完成，可取出重复使用.在深水中埋设护筒时，先打入导向架，再用锤击或振动加压沉入护筒.护筒人土深度视土质与流速而定.护筒平面位置的偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%.
(2)泥浆制备：钻孔泥浆由水、黏土（膨润土）和添加剂组成，具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用.
通常采用塑性指数大于25，粒径小于0.005mm的黏土颗粒含量大于50%的黏土，通过泥浆搅拌机或人工调和，贮存在泥浆池内，再用泥浆泵输入钻孔内.
(3)钻孔：一般采用螺旋钻头或冲击锥等成孔，或用旋转机具辅以高压水冲成孔，常用的方法是：正循环回转法，反循环回转法；潜水电钻法，冲抓锥法，冲击锥法.
•正循环回转法：系利用钻具旋转切削土体钻进，泥浆系将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷人钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用.其特点是钻进与排渣同时连续进行，在适用的土层中钻进速度较快，但需设置泥浆槽、沉淀池等，施工占地较多，且机具设备较复杂.
•反循环回转法：与正循环法不同的是泥浆输入钻孔内，然后从钻头的钻杆下口吸进，通过钻杆中心排出至沉淀池内.其钻进与排渣效率较高，但接长钻杆时装卸麻烦，钻渣容易堵塞管路.另外，因泥浆是从上向下流动，孔壁坍塌的可能性较正循环法的大，为此需用较高质量的泥浆.
(4)孔径检查与清孔：钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量，是钻孔桩成败的关键.为此，除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应采用适当器具对孔深、孔径、孔形等认真检查，符合设计要求后，填写“终孔检查证”.
•清孔的方法：有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等，应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定.其中抽浆法清孔较为彻底，适用于各种钻孔方法的灌注桩.对孔壁易坍塌的钻孔，清孔时操作要细心，防止塌孔.
•清孔的质量要求：对摩擦桩；孔底沉淀土的厚度，中、小桥不得大于(0.4～0.6)d(d为桩的直径)，大桥按设计文件规定.清孔后的泥浆性能指标，含砂率为4%～8%，相对密度为1.10～1.25，黏度为18～20s.对支承桩（柱桩、嵌岩桩），宜用抽浆法清孔，并宜清理至吸泥管出清水为止.灌注混凝土前，孔底沉淀土厚度不得大于50mm.若孔壁易坍塌，必须在泥浆中灌注混凝土时，建议采用砂浆置换钻渣清孔法，清孔后的泥浆含砂率不大于4%.其他泥浆性能指标同摩擦桩要求.对于沉淀土厚度的测量，用冲击、冲抓锤时，沉淀土厚度从锥头或抓锥底部所到达的孔底平面算起.沉淀土厚度测量方法可在清孔后用取样盒（开口铁盒）吊到孔底，待到灌注混凝土前取出，直接量测沉淀在盒内的沉渣厚度.
(5)灌注混凝土
在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成桩基础.
3．灌注桩质量检验与质量标准
每根灌注桩应留取混凝土抗压强度试件不少于2组.同时应以钻取芯样法或超声波法、机械阻抗法、水电效应法等无破损检测法对桩的匀质性进行检测.检测应符合下列规定：
其一，宜对各墩台有代表性的桩用无破损法进行检测，重要工程或重要部位的桩宜逐根检测；
其二，对质量有怀疑的桩及因灌注故障处理过的桩，均应进行检测.
4．钻孔桩水下混凝土的质量要求
(1)强度应不低于设计强度.除检查灌注过程中预留试块的抗压强度外，还应凿平桩头，凿取桩头混凝土试块做抗压强度试验，一般可按基桩总数的5%～10%抽查；大桥的钻孔桩，应以地质钻机钻取桩身混凝土芯样做抗压试验，同时检查桩尖沉淀土实际厚度和桩底土层情况，钻取的芯样直径应不小于70mm.
(2)桩身混凝土无断层或夹层，钻孔桩桩底不高于设计标高，桩底沉淀厚度不大于设计规定.应仔细检查分析所有各桩径的混凝土灌注记录，并用无破损方法检验桩身，认为其中某些桩的质量可疑，则应以地质钻机钻通全桩取芯样，检查该桩有无夹泥、断桩、混凝土质量松软，并做芯样的抗压强度试验.
(3)桩头凿除预留部分无残余松散层和薄弱混凝土层；需嵌入承台内的桩头及锚固钢筋长度符合规范要求.
在质量检查中，如发现断桩或其他重大质量事故，应会同有关部门共同研究提出处理方案.在处理过程中，应作详细记录.处理完毕后，再作一次检查，认为合格后方可进行下一道工序的施工.
5．施工中易出现的问题及预防和处理方法
(1)钢筋笼上浮
这里指的是灌注桩在浇筑混凝土时钢筋笼上浮的现象.
．原因分析
混凝土在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快；钢筋笼未采取固定措施.
．防治措施
当混凝土上升到接近钢筋笼下端时，应放慢浇筑速度，减小混凝土面上升的动能作用，以免钢筋笼被顶托而上浮.当钢筋笼被埋入混凝土中有一定深度时，再提升导管，减少导管埋入深度，使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度浇筑，在通常情况下，可防止钢筋笼上浮.此外，浇筑混凝土前，应将钢筋笼固定在孔位护筒上，也可防止上浮.
(2)断桩
断桩是成桩后经探测，桩身局部没有混凝土，存在泥夹层，或截面断裂的现象，是最严重的一种成桩缺陷，直接影响结构基础的承载力.
•原因分析（书p439页1B420220更全面）
(a)混凝土坍落度太小，骨料太大，运输距离过长，混凝土和易性差，致使导管堵塞，疏通堵管再浇筑混凝土时，中间就会形成夹泥层.
(b)计算导管埋管深度时出错，或盲目提升导管，使导管脱离混凝土面，荐浇筑混凝土时，中间就会形成夹泥层.
(c)钢筋笼将导管卡住，强力拔管时，使泥浆混入混凝土中.
(d)导管接头处渗漏，泥浆进入管内，混入混凝土中.
(e)混凝土供应中断，不能连续浇筑，中断时间过长，造成堵管事故.
•预防措施
(a)混凝土配合比应严格按照有关水下混凝土的规范配制，并经常测试坍落度，防止导管堵塞.
(b)严禁不经测算盲目提拔导管，踌止导管脱离混凝土面.
(c)钢筋笼主筋接头要焊平，以免提升导管时，法兰挂住钢筋笼.
(d)浇筑混凝土应使用经过检漏和耐压试验的导管.
(e)浇筑混凝土前应保证混凝土搅拌机能正常运转，必要时应有一台备用搅拌机作应急之用.
•治理方法
(a)当导管堵塞而混凝土尚未初凝时，可吊起导管，再吊起一节钢轨或其他重物在导管内冲击，把堵管的混凝土冲散或迅速提出导管，用高压水冲掉堵管混凝土后，重新放入导管浇筑混凝土.
(b)当断桩位置在地下水位以上时，如果桩的直径较大（一般在1m以上），可抽掉桩孔内泥浆，在钢筋笼的保护下，人下到桩孔中，对先前浇筑的混凝土面进行凿毛处理并清洗钢筋，然后继续浇筑混凝土.
(c)当断桩位置在地下水位以下时，可用直径较原桩直径稍小的钻头，在原桩位处钻孔，钻至断桩部位以下适当深度时，重新清孔，并在断桩部位增设一节钢筋笼，笼的下半截埋人新钻的孔中，然后继续浇筑混凝土.
(d)当导管被钢筋笼挂住时，如果钢筋笼埋人混凝土中不深，可提起钢筋笼，转动导管，使导管脱离.如果钢筋笼埋入混凝土中很深，只好放弃导管.
(e)灌注桩因严重塌方而断桩或导管拔出后重新放入导管时均形成断桩，是否需要在原桩外侧补桩，需经检测后与有关单位商定.
(3)桩身混凝土质量差
桩身掘凝土质量差是指桩身出现蜂窝、空洞、央泥层或级配不均的现象.
．原因分析
(a)浇灌棍凝土时未边灌边振捣，使桩身混凝土不密实.
(b)浇灌锟凝土时或上部放钢筋笼时，孔壁土坍落在混凝土中，造成桩身夹泥.
(c)混凝土配合比坍落度掌握不严，下料高度过大，混凝土产生离析，造成桩身级配和强度不均匀.
．防治措施
(a)浇灌混凝土时应边灌边振捣.
(b)浇灌混凝土时或上部放钢筋笼时，注意不要碰撞土壁，造成土体坍落.
(c)认真控制混凝土的配合比和坍落度，浇灌混凝土时设置串筒下料，防止混凝土产生离析现象，使混凝土强度均匀.

略