钻孔灌注桩常见质量通病的成因及控制措施

摘 要 作者通过以往项目钻孔灌注桩施工亲身体验，结合理论知识，首先总结了钻孔灌注桩常见的质量通病，进而对影响成桩质量的原因进行了分析，最后对各种通病提出了相应的预防措施，从而实现钻孔灌注桩施工的成桩质量控制，预防质量事故。

关键词 钻孔灌注桩；质量通病；成因；控制措施

中图分类号： O213.1 文献标识码： A 文章编号：

引言

钻孔灌注桩可以穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层（如各类黏性土、砂土、碎砾石土、风化岩及多夹层的岩层）对地基进行加固处理,其对承载力的适应范围广。但由于钻孔灌注桩的施工环节较多,技术要求高,工艺较复杂,需要在一个较短的时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注,无法直观的对质量进行控制,人为因素的影响较大,若稍有疏忽,就很容易出现一些质量病害,甚至造成病桩、断桩等重大质量事故,危及桩基工程的安全。下面将从分析桩基病害的成因入手，介绍一些控制桩身质量病害的措施。

1、钻孔灌注桩常见的质量通病

由于钻孔灌注桩在承受垂直荷载压力的时候，以桩顶位置所受的压力最大，下部承受的压力相对较小。但是，钻孔灌注桩的成桩工艺与实际受力状况正好相反，往往是上部混凝土的强度低，而中下段混凝土的强度高，若不严格控制，容易出现桩上段强度达不到质量要求的情况。除此之外，还容易出现缩颈、孔壁塌落、孔底沉淤、桩身空洞、蜂窝、夹泥等质量缺陷，造成桩基承载力的下降，影响到工程结构的安全。因此在工程上必须严格控制。

2、影响成桩质量的原因

2.1 影响桩身上部强度的原因分析

(1)浇灌混凝土时, 若导管插入混凝土之内过深, 浇注速度又较快, 则容易在孔体深部沉积较多的骨料, 所造成的混凝土的离析, 容易导致桩体上部强度较低的质量问题。

(2) 在实际施工过程中, 钻孔后要彻底清除孔底的淤泥，但实际上很难将淤泥彻底清除, 于是在浇灌第一斗混凝土进行封底施工时, 孔底沉积的淤泥必然混入混凝土中。由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的,先灌入的混凝土顶升于孔的上面, 这样就容易出现桩上段强度较低的现象。

2.2 影响其他桩身质量的原因分析

(1)钻孔灌注桩的承载力主要表现为桩周摩阻力, 而桩周摩阻力与孔壁形状和护壁质量密切相关。在施工过程中,孔壁的形状是由钻头旋转速度、钻杆下降速度和土质等因素决定的, 泥浆性能(包括容重、粘度胶体率、砂率等指标) 愈好、高程越高, 越能保护好护壁, 其桩周摩阻力愈大, 但施工难度加大, 费用也相应提高。

(2)混凝土浇注施工中, 若导管插入混凝土内过浅(

(3)在钻孔成孔、拆除钻杆泥浆、停止循环至吊放钢筋笼、浇灌水下混凝土的全过程中, 施工环节多, 时间长, 会在孔底淤积较厚的淤泥而影响成桩质量。静置的时间越长, 淤积的淤泥越多。

3、成桩质量的控制

（1）桩上段强度的保证措施。①成桩质量与桩身的浇注高度有关，一般控制成桩高度高出设计桩顶标高0.5m～1.0m。混凝土标号应符合设计要求，否则要返工重浇。②依据桩径和桩底的浓度，正确确定出第一斗混凝土的体积，一般可取1.5～2.0，也可以按桩身的设计体积的10%加以控制。③导管插入混凝土内的长度应适宜，一般为2m～6m，长桩可相应有所增加。

（2）桩身质量的保证措施。①工程施工前，应先做2个以上的试验钻孔，通过检测钻孔的孔径、垂直度、孔壁稳定性和孔底沉淤等指标，用以核对所选设备、工艺方法是否符合技术要求。检测时，孔壁的稳定时间应≮12h，检测数目≮2个。②在混凝土灌注前的一段时间里，须保证孔壁的稳定性，不能有缩颈或孔壁塌落现象发生。要保证孔底沉渣厚度达到规范的技术要求（端承桩≤50mm、摩擦端承桩及端承摩擦桩≤100mm、摩擦桩≤300mm），以免影响桩的承载力，钻孔到设计持力层以后，要对泥浆进行循环稀释来降低相对密度，以清除泥浆中悬浮的砂子、石渣。③护壁用的泥浆应满足护壁要求，液面需高于地下水位0.5m以上。若护壁的泥浆胶体率低、砂率大，则不仅护壁性能差，而且因其容重较大，势必产生沉淀速度过快的问题。一般来讲，当在黏土或亚黏土中成孔时，可注入清

水以原土造浆护壁，控制排碴泥浆的相对密度在1.1～1.2之间；当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.1～1.3之间。施工过程中，应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标，使浇注前孔底500mm以内泥浆的相对密度≯1.25，含砂率≯8%，黏度≯28Pa·s。④使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室于导管直径和钢筋笼主最小净距的1/4，且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝性能，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6~1.0MPa，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。⑤吊放入孔的钢筋笼不得碰撞壁孔，不得有变形损坏。吊放后，先将钢筋笼在垂直位置上固定好，然后进行第二次清孔，检测孔底的淤泥厚度，符合规定后，于0.5h之内开始混凝土的灌注施工。⑥成孔后必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。绑扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。

（3）混凝土灌注施工的技术要点。

由于水下混凝土施工的隐蔽性强，很容易产生松散、离析、缩颈等混凝土质量缺陷，因此，必须着重控制水下混凝土的浇注质量，包括选好原材料、做好配合比、改进工机具、严格按操作规程施工等方面。①完成钻孔到混凝土浇灌过程的作业时间要紧凑，不宜过长；混凝土的浆体浓度要恰当，浇灌量不得低于设计值，不然会降低泥浆的置换率造成夹泥。②导管口距孔底要保持400mm左右的距离，旋转时要精确测量，反复校核。当球塞被压出导管并灌下一定数量的混凝土后，应将导管缓慢下降100mm～200mm，使灌注初期导管被混凝土埋入的深度尽可能加大，以保证底层的混凝土质量。③在灌注过程中，要严格把握施工进度和时间，经常地略微提升导管，以使混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度一般控制在1m～3m之间且不得小于1m，每间隔15～20min，要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。④若施工过程中发生了混凝土堵塞导管的现象，要分清原因有针对性地加以解决，切不要无控制地靠提管消除堵塞。

（4）桩身质量的验收、灌注桩质量的检验内容和方法应符合规范的规定，通常检测承载力采用桩荷试验或大应变动测法，而检验桩身质量一般是通过对钻芯样实施超声波检测进行检验，抽查数量不少于总桩数的10%，若工程需要时，还可相应增加检验数量直至逐根检查。

结语

纵然钻孔灌注桩在施工方面有许多优点，但由于施工环节多，成桩质量会受到很多因素的影响。因此为了确保成桩质量和桩基工程的安全，必须对钻孔灌注桩的施工全过程进行严格的质量控制和检测，管理人员要有强烈的责任心，重视施工的各个环节，发现问题及时采取措施予以补救，相信也只有这样钻孔灌注桩才能在工程中发挥更大的功效。

参考文献

[1] JT J 041, 公路桥涵施工技术规范[ S] .

[2] 田哲远, 张 捷. 钻孔灌注桩施工质量通病及对策[ J] . 山西建筑, 2005, 31( 18) : 13- 14.