目录
1.灌注桩……………………………………………………………2
1.1泥浆护壁成孔灌注桩的施工…………………………………2
1.2常见到钻孔事故及处理方法…………………………………3
2.套管成孔灌注桩…………………………………………………9
2.1振动沉管灌注桩的施工………………………………………9
2.1.1振动沉管灌注桩的施工过程………………………………9
2.1.2振动沉管灌注桩的施工质量要求…………………………10
2.2锤击沉管灌注桩的施工………………………………………11
2.2.1锤击沉管灌注桩施工质量要求……………………………11
2.2.2施工中常见问题和处理方法………………………………11
3.沉入桩……………………………………………………………12
3.1锤击压桩的施工………………………………………………12
3.2技术要点………………………………………………………12
3.3沉桩质量标准…………………………………………………13
3.4静力压桩的施工………………………………………………13
3.5压桩的施工注意事项…………………………………………14
参考文献……………………………………………………………15
桥梁桩基础的施工技术及事故处理
摘要
桩基础是桥梁基础中最为常见的，由于深埋在地面或水面以下，施工中出现问题不易发现，导致发生质量事故。本文将主要介绍成桩的技术要求及过程中易出现的质量问题和相应的处理方法
关键词：桥梁桩基础事故处理
Thepilefoundationproblemsarecommoninthebridgeconstruction,astheresultofbeingburieddeeplybelowthesurfaceofthegroundorwaterwhichleadstothattheconstructionproblemsaredifficulttofind.Inmypaper,thetechnicalrequirementsforthepilebuilding,thequalityproblemswhichareeasilyoccurandthecorrespondinghandingapproachesaremainlyincluded.
Keywords:Bridgepilefoundationincidenthanding
桥梁工程常用的桩基础通常有灌注桩基础和沉入桩基础，下面先介绍灌注桩
1.灌注桩
灌注桩一般分为泥浆护壁成孔灌注桩和套管成孔灌注桩
1.1泥浆护壁成孔灌注桩的施工
泥浆护壁成孔灌注桩的施工是先有钻孔设备进行钻孔，待孔深达到设计要求后即行清孔，放入钢筋笼，然后进行水下浇筑混凝土而成桩。为防止在钻孔过程中塌孔，在孔中注入相对密度有一定要求的泥浆进行护壁。
护筒内径宜比桩径大200～400mm0.3m或水面1.0～2.0m1.5～2.0m2～6m0.5m～1.0m各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔内冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。
泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。
由于出渣后未及时补充泥浆(或水)，或河水，潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻机通过砂砾等强透水层，孔内水流失等造成孔内水头高度不够。
护筒埋置太浅，下端孔口漏水，坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。
在松软砂层中钻进进尺太快。
提出钻锥钻进，四转速太快，空转时间长。
冲击(抓)锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大，造成过大振动。
水头过高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或水)，使孔内水位低于地下水位。
清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁，清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。
吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度，胶体率的泥浆或高质量泥浆，冲击钻孔时投入粘土，掺片，卵石，低冲程锤击，使粘土膏片，卵石挤入孔壁起护壁作用。
汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管，连通管等措施保证水头相对稳定。
发生孔口崩塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。
如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。
严格控制冲程高度和炸药用量。
清孔时应指定专人补浆(或水)，保证孔内必要的水头高度，供浆(水)管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，以免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。
吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
各种钻孔方法均可能发生钻孔倾斜事故。
钻孔中遇有较大的孤石或探头石。
在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进，或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。
扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。
钻机底座安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
钻杆弯曲，接头不正。
安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正由于钻机较长，转动时上部摆动过大，必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引龙头，使其沿导向架对中钻进。
钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。
在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，或回填片、卵石冲平后再钻进。
冲击钻进时，应回填砂砾石和黄土待沉积密实后再继续钻进，偏斜严重的可在开始倾斜处设置少量炸药(小于1kg)爆破，然后用砂类土和砂砾石回填到该处位置以上1m左右，重新冲钻。
各种钻孔方法均可能发生。
卡钻时强提强扭，操作不当，实钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。
钻头杆接头不良或滑丝。
电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。
冲击钻头合金套灌注桩质量差致使钢丝绳拔出。
转向环、转向套等焊接处断开。
钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。
钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换。
操作不慎，落入扳手、撬棍等物。
开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。
经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连结装备。
便于打捞落锥，可在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环，打捞杆，或在锥身上捆几圈钢丝绳等。
掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。打捞工具有以下几种:
打捞叉
螺旋取物器和卡板取杆器
打捞钩
打捞活套
偏沟或钻锥平钩
打捞钳
对严重的坍孔埋锥，可采用比钻径直径大的空心冲击锥或冲抓锥将坍在原锥上面的土、石清除掉，接触原锥后，再换用比原锥直径稍大的栅或圆柱形的空心锥，冲钻至原锥底部，使原锥与周围孔壁分离后，提出空心锥，再将前述的打捞钩入孔钩捞，用卷扬机会同链滑车同时提位。
糊钻和埋钻常出现于正、反循环(含潜水钻机)回钻进和冲击锤钻进。正、反循环回转钻进中，糊钻的表征是细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺，出现别泵现象;在粘土层中冲击成孔时，由于冲击太大、泥浆粘度太高，钻渣量大、钻杆内径小、出浆孔堵塞以致钻头被糊住或被埋位。
对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石泥块泥包糊钻，选用刮板齿小，出浆孔大的钻锥，对于冲击钻，除上述方法外，还应减少冲程适当控制进尺，若已严重糊钻，应停钻，清除钻渣，对钻杆内径，钻渣进出孔和排渣设备的进尺进行检查计算。
扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动状态，土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同塌孔相同，轻则为扩孔，重则为崩孔。若只孔内局部发生崩塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌渣量大大增加，若因扩孔后继续崩塌影响钻进，应按崩孔事故处理。
缩孔即孔径的超长缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻，提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。
一是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔;
另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土)，遇水膨胀后使孔径缩小。
为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并必须快转慢进，并复钻二三次或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计孔径为止。
常发生在冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，发生如梅花或十字的形状，锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。
泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。
操作时钢丝绳太松或冲程太少，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击装置。
有非均质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现掉头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。
应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。
选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。
用低冲程时，每冲击一段据用高一些的冲击程冲击，交替冲击修整孔形。
出现梅花孔后，可用片、卵石混和粘土回填钻孔，重新冲击。
卡锥也常发生在以冲击锥钻进时，冲锥卡在孔内提不起来，发生卡锥。
钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。
未及时焊补冲锥，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的冲锥大了，又用高冲程猛击，极易发生卡锥。
伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。
孔口掉下石块或其他物件，卡住钻锥。
在粘土层中冲击的冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。
大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。
处理卡锥应先弄清情况，针对卡锥原因进行处理。宜待冲锥有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。
当为梅花卡铅时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥松动一个角度，有可能将钻锥提出。
卡钻不宜强提以防坍孔，埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡位的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石头落下。
用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放入进孔内，将冲锥勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上、下、左、右摆动试探，有时能将冲锥提出。
在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。
用其他工具，如小的冲锥，小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。
用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。
使用专门加工的工具，将顶住孔壁的钻头拔正。
用以上方法提升卡锥无效时，可试用水下爆破提锥法，将炸药(少于1kg)放入孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震动卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提位，一般是能提出的。
针对发生卡锥的原因采取相应措施。
钻杆折断
钻杆折断常发生在正反循环回转钻进时。一旦发生折杆，钻机的负荷立即减轻，驱动机械的运转噪声减少，钻进速度接近于零，即使提钻后再钻进仍无效，则证明确系发生了折杆故障。
折杆原因
用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其强度刚度太小，容易折断。
钻进中选用的转速不当，使钻杆所受到扭转或弯曲等应力增大，因而折断。
钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚。
地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作。
孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。
选择钻孔直径和管壁厚度尺寸时，应计算决定。
不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。
钻进过程要控制进尺速度。
钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者，及时更换。
在钻进中若遇异物，须经处理后再钻进。
如已发生钻杆折断事故，可按其述方法打捞，并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。
在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失。
护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。
护筒制作不良，接触不严密，造成漏浆。
水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗漏。
凡属于第一种情况的回转钻机使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺石片，卵石反复冲击，增加护壁。
属于护筒漏浆的，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定处理。如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接触。如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。
0.5%。桩管沉至要求深度时，还应用吊铊检查管内有无泥浆或渗水。在混凝土落入桩管后，开动振动桩锤，先振动5～10s1.2～1.5m/min0.8～1.0m/min0.5m左右，应停5～10s80%，而单打法桩径较钢桩管的管径扩大约30%。再由于未凝固的混凝土受到钢桩管的冲击挤压而涨开，也提高了混凝土的密实度，提高了桩的承载能力。
根据实际需要，可采取全部复打或局部复打等处理办法。
有时为了消除灌注桩的缩颈采用反插法。即在拔管时，每拔出0.5～1m2/3活瓣桩靴长，如反复进行，并始终保持振动，直至全部拔出地面。在拔管过程中应分段添加混凝土，保持管内混凝土面始终不低于地表面，或高于地下水位1～1.5m0.5m/min，在桩尖约1.5m范围内宜多次反插，以扩大桩的端部截面。反插法桩截面比钢桩管扩大约50%。该法宜在饱和土层中采用。
2.1.2施工质量要求
振动灌注桩的混凝土强度等级不宜低于C15，其坍落度：当桩身配筋时宜8～10cm6～0cm30mm。单振法时，浇筑混凝土量应使桩的平均截面积与桩管截面积之比不小于1.1倍。
钢桩管活瓣桩靴应具有足够的强度和刚度，活瓣间缝隙严密。
桩身混凝土必须连续浇筑，在混凝土初凝前全部浇筑完毕，每次拔管距离不能过高，应保持管内有2m以上的混凝土层。拔管过程中应由专人用测锤检查管内混凝土下降情况。当桩距小于3.5倍桩管外径时，应采取跳打法施工，中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度等级的50%以上方可施工。否则就应该在邻桩初凝前施工完毕。
灌注桩施工时，必须做好施工记录，并随时观测桩顶和地面有无隆起及水平位移。
灌注桩桩孔平面位置和垂直度与设计位置允许偏差：1～27cm；3根以上桩基中的最外边的桩为1/2桩径；中间的桩为一个桩径。桩的垂直度偏差为1%
2.2锤击沉管灌注桩施工
锤击沉管灌注桩施工时，时利用落锤或蒸汽锤将钢桩管打入土中成孔的，施工工艺过程与振动沉管灌注桩相同，所不同的是用桩锤锤击钢管下沉至设计要求深度，其他同振动沉管灌注桩施工。
2.2.1施工质量要求
（1）每次向桩管内浇筑混凝土应尽量多灌。用长桩管打短桩时，混凝土应一次灌足，打长桩时，第一次尽量灌满，第一次桩管上拔高度应控制在能容纳第二次所需混凝土量为限，不宜拔得过高，应保持管内不少于2m高度的混凝土层。
（2）拔管时速度应匀速，应保持对桩管进行连续地低锤密击。对于一般土层，拔管速度不大于1m/min为宜，对于软弱土层及软硬交界处应控制在0.8m/min以内。
（3）倒打拔管的锤击次数，单动气锤不小于每分钟70次；落锤小落距轻轻击不得小于每分钟50次。在管底未拔到设计桩顶标高之前，倒打锤击不得中断。
锤击沉管灌注桩混凝土强度等级不宜低于C15，应使用22.5以上的硅酸盐水泥配制，每立方米混凝土的水泥用量不宜少于350kg。碎石粒径，有筋时不大于25mm，无筋时不大于40mm。桩靴混凝土强度等级不得低于C30。
其他工艺及质量要求同振动灌注桩施工。
2.2.2施工中常见问题和处理方法
（1）断桩
断桩一般常见于地面以下1～3m0.5m厚的水泥砂浆作封底，在灌1m高混凝土增压，然后继续沉管。
3.沉入桩
3.1锤击压桩的施工
首先应设置桩基础轴线的定位点，确保该点始终不会受沉桩施工的影响，其次要确定沉桩的顺序，一般由一端向另一端连续进行，当桩基平面尺寸较大、桩数较多或桩距较小时，宜由中间向两端或四周施工。当桩埋置有深浅之别时，宜先沉深的，后沉浅的，在斜坡地带沉桩时，应先沉坡顶，后沉坡脚的桩。
3.2技术要点：
在同一个墩、台的桩基中，同一水平面内的桩的接头数不得超过基桩总数的1/4，但时按等强度设计的法兰盘接头可不受此限制。
采用法兰接桩的接合处，可加垫沥青纸等材料，如法兰有不密贴处应用薄钢片塞紧。法兰螺栓应逐个拧紧，且加设弹簧垫或加焊，防止锤击时螺栓松动。
预制钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩在锤击沉桩之前，桩身混凝土强度应达到设计要求。
桩锤应根据工程监理条件和单桩轴向承载力选定。
锤击初始宜用较低落距，桩锤、替打、送桩与桩宜保持同一轴线。锤击过程应采用重锤低击。
锤击沉桩时，应采用与锤、桩相适应的、有弹性和厚度的锤垫和桩垫，并注意及时修理更换，以保护桩头、桩体。
沉桩过程中遇有贯入度剧变的情况，或发生桩斜、位移、严重回弹，桩顶或桩体出现严重裂缝、破碎等情况时，应暂停沉桩，分析原因，采取有效措施后在施工。
锤击沉桩应考虑锤击振动和挤土等因素对土体的稳定和邻近建筑物的影响，必要时可设置测点，对岸坡、邻近建筑物进行位移和沉降观测、记录，如有异常时应停止沉桩，并研究处理措施。
沉桩深度以控制桩尖设计标高为主，当桩尖已达到设计标高，而贯入度仍较大时，应继续锤击，使贯入度接近控制贯入度，当贯入度已达到控制贯入度，而桩尖标高未达到设计标高时，应继续锤击100mm左右或锤击30～501.0～1.5600mm时用1.0，600mm时用1.5）时应停止冲水，改用锤击。水冲锤击沉桩后，应及时与邻桩或固定结构夹紧，防止倾斜位移。
3.3沉桩质量标准：
（1）桩中轴线偏斜率允许偏差
直桩为1%，斜桩为±0.15tanα（α角为斜桩轴线的斜角）。
（2）单排桩位允许偏差
垂直于帽梁轴线为40mm，沿帽梁轴线为50mm。
（3）群桩桩位允许偏差
边桩为d/4mm；中桩为d/2且＜250mm。（d为桩径或边长）
3.4静力压桩的施工
静力压桩特别适合于软土地基和城市中施工。其优点为无噪声、无振动、邻近有建筑物时也可进行压桩。除此之外，压桩与打桩相比还具有如下的优点：（1）节约材料：由于打桩时对桩的冲击能较大，使桩体内产生较大的锤击应力，因此不得不将混凝土强度等级提高到C30～C40C20。据统计，压桩比打桩可节省混凝土26%，节省钢筋47%，降低造价26%。另外，其衬垫材料也可省去，桩顶也不易破碎。（2）提高施工质量：打桩不仅桩顶而且桩身也常出现被打裂事故，压桩则可避免这些。压桩所引起的桩周围土体隆起和水平挤动，造成桩移动等事故均较打桩小得多。但压桩只限于压垂直桩及软土地基的沉桩施工，故有一定的局限性。监理工程师论坛http://bbs.job2299.com/
施工工艺：压桩时用起重机先将预制桩吊入压桩夹头，并调整垂直后，用夹紧千斤顶夹紧预制桩，开动主液压千斤顶，两个液压千斤顶同时加压、将压桩夹头连同预制桩一并压入地下。千斤顶的一个冲程约1.8m，即将桩压入地下1.8m后，松开夹紧千斤顶，主液压千斤顶将压桩夹头上提1.8m，重新压紧预制桩，再压第二个冲程，如此反复循环作业，直至将桩全部压入地下。
3.5压桩的施工注意事项
（1）压桩前应对土层土质情况了解清除，并对压桩设备维修保养好，以保证压桩时机械可靠运行。如果工艺上的必要停息（如接桩、套送桩等），应将桩尖停息在软土层中，以使启动阻力不致过大。
（2）当需要接桩时，上、下两节桩必须保持轴线一致，并使接桩时间尽量缩短，以免桩压不下去。
（3）压桩机行驶道路的地基应有足够的承载力，必要时应加以处理。
（4）压桩过程中，当桩尖遇上夹砂层时，压桩阻力会突然增大，这时以最大压桩力，忽压忽停的办法，可能会使桩缓慢地下沉。
（5）当桩压至设计标高时，不可过早地停压，否则，在补压时会造成阻力过大而压不下去。
在刘青峰导师的指导下，得以完成本文，在此表示非常感谢。
参考文献：《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000人民交通出版社
《桥梁深水基础》人民交通出版社刘自明主编
《地基与基础工程》中国建筑工程出版社武树春主编
扬州大学本科生毕业设计（论文）
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