导管法二次封底在钻孔灌注断桩处理中的应用研究分析

摘要：针对钻孔桩混凝土灌注过程中存在断桩现象，本文参考相关规范数据指标，提出了导管法二次封底灌注的具体措施步骤，希望能够给类似工程提供一些参考和帮助。

关键词：钻孔桩；断桩处理；二次封底

作者简介：贾博明（1980- ），男，黑龙江伊春人，本科学历，助理工程师，土木工程方向。

1、钻孔灌注断桩的常规处理方法

导管法灌注水下混凝土的过程中经常发生堵管、导管漏气、导管提拔过度等操作失误，使混凝土不得不中断灌注，使桩身混凝土不连续导致断桩。针对此情况常规的处理方式采用黏土回填重新冲击成孔、下钢筋笼、灌注混凝土。

常规方法的缺点：1）断桩时已经灌注的混凝土和钢筋笼在重新冲钻过程中处理难度较大；2）根据桩径和灌注的混凝土量不同，处理费用成倍增长，处理周期长；

常规方法的优点：能够保证正常施工的工序质量控制。

2、导管法二次封底断桩处理

断桩后孔下混凝土在导管插入后具备连续涌动的前提下，采用导管法二次封底的优点是：

（1）能够保证混凝土的连续性；

（2）避免了断桩的常规处理带来的费用的增加和工期的延误；

（3）可作为断桩处理的最后措施，根据二次封底效果选择最终断桩处理方案。

采用导管法二次封底的缺点是

（1）较常规处理方法具有一定的风险性，处理后的桩身有可能出现不密实或存在瑕疵；

（2）需要有专业的技术人员进行现场指挥处理，操作工人需要预先演练，具备一定的熟练程度；

3、钻孔桩二次封底的方案

3.1二次封底原理

二次封底灌注的基本原理：根据孔深、二次封底导管悬空高度、首灌指标、和现场地势设备之间的标高选择导管安装长度。由导管、钢护筒的固定内径和导管长度判断混凝土到达孔底的准确时机，迅速降低大漏斗将导管插入孔底下混凝土1.5m以上，使导管内混凝土与桩体混凝土融合，达到接桩连续灌注的目的。

3.2二次封底导管最小落降高度的确定（H）

2.1.1孔底混凝土状况

孔底混凝土根据其密实程度和含泥杂质情况分为三层，最下面（h3）是桩身完好的混凝土，还未初凝，对导管的插入有较大的阻力，一直到设计孔底；其上一层（h2）为夹杂着少量沉渣的混凝土，对导管的插入有较大的阻力，厚度约为0.5m；最上面一层为混凝土浮浆夹杂着沉渣和泥浆，对导管的插入无阻力。

二次封底工艺流程

3.1.2导管可落降高度确定

H=h1+1.5m-0.4m+h0+h4 （3-1）

首灌要求埋管深度为1.5m，在减去首灌的悬空高度取0.4m，首灌导管口到混凝土表面1.1m处将不影响混凝土的继续灌注质量，继续灌注（h2）层沉渣也不会造成断桩事故；现场罐车和料斗间需要调整的高度（h0），一般不用考虑料斗椎体高度可满足要求；断桩后提管时掉落的混凝土厚度为（h4）。

3.3确定二次封底导管长度

L1=H+L2-h1 （3-2）

导管安装长度（3-2）为导管最小落降距离加上孔深（L2），减去（h1）悬空高度即为导管的理论安装长度。实际现场操作过程中，只要能够满足后续混凝土的连续注入需尽可能的将导管加长。

3.4导管的安装

导管在组装过程中上部导管尽可能多采用0.5m或1.0m较短调整节方便混凝土灌注，导管组装完成后，要进行上下方向试探性插入适当扰动混凝土，最好插入到落管深度，减缓混凝土初凝速度。检查导管是否与钢筋发生挂碰，适当调整导管位置。

3.5钢护筒水头上升高度的确定（h）

将导管内充满混凝土时从导管内排出泥浆的体积，换算成在钢护筒内上升的高度（3-3）。

h×D2= L1×d2 （3-3）

和灌注前水面相比钢护筒内液面上升的高度（h）就是二次封底混凝土流出导管出口瞬间在孔口直观反映出的重要数据信号（3-4）。

h= L1d2/D2（3-4）

D―钢护筒内壁直径（m），实测量取；d―导管内壁直径（m），实测量取；L1―二次封底导管长度（m），L1=H+L2-h1；L2―断桩后孔底到钢护筒顶口高度（m）；

H―二次封底时导管最小落降高度（m），H=h1+1.5m-0.4m+h0+h4；h0―现场罐车和料斗间需要调整的高度（m），一般不用考虑料斗椎体高度可满足要求；h―二次封底开始前与混凝土流出导管出口时钢护筒内水面上升的高度（m）；h1―悬空高低（m），0.4m；h2―首灌是形成的不密实层（m），0.5m；h3―桩身混凝土完好部分（m）；h4―断桩提管时掉落的混凝土厚度（m）。

工艺图示

3.6混凝土的灌注及导管的插入

1）在钢护筒内液面上标示出h，作为参照液面高度。

2）将大料斗加塞，填满混凝土后提升大料斗，调整导管悬空高度为0.4m，此时导管内充满泥浆，泥浆液面在大料斗锥形口处，此时不可在试探性插入，否则泥浆会进入大料斗中，影响混凝土质量。

3）混凝土的质量要求，坍落度控制到210mm―220mm为宜，

4）开始混凝土的灌注，当钢护筒内液面升至h处，立刻下落导管直接插入混凝土中，导管落降高度（H）。在实际的操作过程中，由于时机的把握不一定是理想状态，所以遵从“可稍延后不可提前”的插入原则，插入的深度也与理论深度有出入，实际操作过程中，不仅要满足理论的最小插入深度而且采取尽量将导管深插的处理办法，这样更能提高二次灌注的效果。

5）在混凝土的灌注过程中保证2.0m以上的埋管深度，为保证桩头质量混凝土超灌高度由规范要求的0.5m，保守调整到1.0m-1.5m。

4、结论

钻孔桩二次封底的施工工艺有一定的局限性和风险性，虽然二次封底不适用于孔下混凝土初凝无法将导管插入的情况，但是在在混凝土初凝前还可以涌动的情况下效果较理想，而且比较适合长大桩的二次灌注处理，能够大幅度的节省质量事故处理费用，保证工期。

参考文献：

[1]高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设[2010]241）北京，中国铁道出版社2011年，47~57页．

[2]铁路桥涵钻孔桩施工技术指南（TZ 322―2010），铁道部经济规划研究院，29~35页．