桥梁钻孔灌注桩施工病害防治浅析

摘 要：桥梁钻孔桩在桥梁桩基中是最为常用的桩基性质之一，虽然钻孔桩施工工艺已相对成熟，在工程实践中反复应用与推敲，但实际施工中仍然有许多值得思考的问题。该文通过对钻孔灌注桩的病害分析有针对性的提出了防治措施。

关键词：桥梁；钻孔灌注桩；施工；病害

一、引言

灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。

一般的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、设置导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。

二、病害概述及其防治、处理措施

（一）坍孔

发现病害：坍孔病害均发生在地下，水面出现密集水泡，孔内水位有明显下降，循环过程中出渣量突然增加，钻机出现负荷载。

病害成因：引发坍孔的原因有很多，护筒的制作不规范与埋置方法不当，循环泥浆不符合标准，护壁效果不好，孔内水平面低于地下水平面造成空内外压强不均，下方钢筋笼垂直度未达要求触动孔壁，清孔后放置时间过长等等。

病害防治与处理：严格控制钻进程序，及时靠现场试验把握泥浆比重、胶体率、粘度等指标，砂层地区钻孔桩孔内外水平面之差保持在2.5～3.0m，确保护筒有足够的埋深，一旦发生坍孔应拆除护筒回填重钻，采用黏土回填夯实，对于深孔则需加大泥浆比重采用砾石混以粘土回填，沉积密实后重新钻进。

（二）斜孔

由于从开始安置钻机及钻孔过程中未及时调整钻机垂直度，钻成弯曲、倾斜度超过标准要求的桩基。其中包括自然因素和操作技术人员的主观因素，钻头遭遇地下地质明显变化，地层软硬变化大，不均匀不连续，而主观因素包括钻机安置时支撑点不够稳固，一段时间钻进后未及时修正垂直度，护筒埋置不垂直等等。

一般可选择在钻架横梁上吊装一组滑轮，悬于钻孔正上方，在孔口沿钻孔钻进方向设置标尺，滑轮上测绳一端连结重力垂球，一端用外力牵引，将垂球换换放入孔中，通过标尺读数可以判断钻孔有无弯曲，在何处发生弯曲。当然最佳方法还是采用仪器进行准确检测，靠检孔器或电子水平仪进行钻孔倾斜度的检查。

（三）护筒变形或下沉

地下突遇大型石块等障碍物造成护筒内外压力差大，护筒下钻孔内大面积坍孔，底层发生变化，都会导致护筒倾斜甚至下沉，护筒局部也有可能发生变形、漏水、开裂。一般前者需要拔掉护筒重新回填再重新埋设护筒。对于后者，则需要在护筒变形的位置通过潜水员水下切割、筒内设置支撑利用千斤顶调整变形处甚至严重时需要利用起重机、卷扬机等设备将整个护筒拔出。

在实际三个操作中，插打护筒时需要尽量将护筒埋置深度加深，增加其稳定性，有水的河床内注意水体反复冲刷的影响，钻孔内泥浆比重和粘度对护筒产生的浮力对护筒的沉降量也有不小的影响。

（四）卡钻

冲击钻进时极易出现梅花钻，钻头被地下某个地层狭窄部位被迫卡住，部分机械设备或坍孔产生的落石也会发生卡住钻头的事故，钻进各个时段中要及时检查钻头损耗，如未能及时补焊钻头，则钻孔直径逐渐缩小，另一方面，补焊超标更可能加大卡钻的可能性。其他各种常见的卡钻诱因包括，岩石本身膨胀形成，岩层渗透性能好致使泥皮增厚。钻孔卡钻的事故本源在于钻孔穿过了渗水率强的岩层，泥浆中水分被岩石或其他混合物吸收，泥浆的性能发生不利于护壁堵漏的变化。由液体变为胶体的粘泥。其对孔壁的附着力和对钻具的握裹力越来越大。直至将钻具牢牢固结在钻孔中，即卡钻事故。

（五）混凝土灌注病害

1.断桩

发生断桩的主要原因是混凝土凝固的不够连续，中间夹杂有泥土或其他混合物形成夹层而发生断桩。主要原因包括：导管底提起距离孔底过远，混凝土内混入过多泥浆，由于灌注时的碰撞或导管密封不良致使泥浆混入混凝土，水灰比增大，关注过程中因为外界因素例如停电，送料慢等原因造成夹渣，出现桩身中形成泥浆和岩渣混合而成的夹层，混凝土桩上下分开而发生断桩。

2.短桩

一般在实际混凝土灌注桩的灌注最终都要进行超灌，灌注结束后如若桩顶高程低于设计高程即形成短桩。在灌注即将达到灌注高度时，需要添加清水稀释泥浆，以清水将泥浆、泥渣和混凝土的混合物冲散，清洁干净混凝土表面的泥浆沉渣重新下导管灌注混凝土。

3.缩颈

产生缩颈的最直接原因是塑性土自身膨胀，为了避免成孔孔径小于设计值，要选用优质泥浆，提高泥浆含水量，保证成孔过程连续，在成孔的一段时间内，孔壁形成护壁，避免了孔壁渗水的发生，从而杜绝了膨胀。一旦发现可能发生缩颈，可在导正器外侧焊接一定的合金刀片，反复扫孔以扩大孔径。

三、结束语

钻孔灌注桩作为最常见的桥梁桩基础形式，施工方便，造价低廉。然而作为水下混凝土灌注，整个施工过程中均属于隐蔽工程，想要完全把握施工安全及质量，不但需要严格按照施工组织设计有条不紊的执行各项规范和标准，更要有工程实践中的实战经验，才能更好的将灌注桩病害彻底防治。

参考文献：

[1]钻孔灌注桩设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2007,(2).

[2]桥梁钻孔桩基础[M].北京:中国铁道出版社,2010,(9).