钻孔灌注桩的质量控制及缺陷防治措施

摘要：随着我国基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩因具有抗震性好、承载力大、施工噪音小等诸多优点在工程中得到了广泛应用。但由于影响钻孔灌注桩施工质量的因素很多，并且施工环节较多，技术要求高，工艺较复杂，需要在较短的时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注，若施工质量控制稍有疏忽，很容易出现质量缺陷，甚至造成病桩、断桩等重大质量事故。现结合工作实践就灌注桩质量控制方法及缺陷防止措施作简要论述。

关键词：钻孔灌注桩；质量缺陷；防治与处理

中图分类号U416.1 文献标识码A 文章编号

1灌注桩施工准备

施工前要做好场地平整，探明和清除桩位处的地下障碍物，按平面布置图的要求做好施工现场的施工道路、供水供电、泥浆池和排浆槽等泥浆循环系统、施工设施布置、材料堆放等临时设施的布置。护筒位置应埋设准确和稳定，旱地、筑岛处护筒与坑壁之间用粘土分层回填夯实，护筒与桩位中心线偏差≯50mm，倾斜度≯1%，护筒埋置深度应根据设计要求或水文地质确定。施工前先做试成桩，在试成孔过程中，根据持力层情况，决定选用钻头型式，选择合适的清孔方式。成孔结束后应检验孔径、垂直度、孔壁稳定和沉渣泥浆密度等指标是否满足设计要求，以此作为施工时选择工艺参数的依据。

2质量控制

2.1成孔质量控制

成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量若控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。

1）当桩孔净距过小时，采取隔孔施工程序，钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。在成桩初始桩身混凝土的强度很低，且成孔是依靠泥浆来平衡的，故选择适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。2）在易坍塌的地层中施工，选用高塑性粘土或膨润土，拌制泥浆进行泥浆护壁。

3）施工中应尽量不间断，不得中途无故停钻。 4）确保桩位、桩顶标高和成孔深度。虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度，但是如首次清孔时泥浆比重控制不当，或在提钻具时碰撞了孔壁，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象，给下步施工带来困难。

5）控制桩身成孔垂直精度。这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径测试。

6）检测孔深、倾斜度、直径和清孔。钻孔完成后，检测孔深、直径和倾斜度，保证孔径和孔深达到设计要求，倾斜度不得大于1%。灌注桩成孔至设计标高，要利用钻杆在原位对孔内的石碴、泥浆进行清理，直到孔口返浆比重持续小于1.10～1.20，做到孔内含泥量、碴量和孔底沉渣符合设计要求。

7）灌注水下混凝土前清孔。清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。成孔至设计标高应进行清孔，测得孔底沉渣厚度符合规范规定，即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。

2.2沉渣量的检查

终孔后，应将钻头提离孔底空转，在保证护壁的前提下达到初步稀析泥浆，尽可能将孔底岩屑、泥块打碎并随泥浆浮出孔外。清孔后应在2h内灌注混凝土并检查孔底沉渣厚度，沉渣厚度应符合不同桩型的要求，一般以端承力为主的桩沉渣≯l00mm。若超过规定要求，应重新清孔。

2.3桩身强度的控制

地基承载力符合设计要求，如桩身强度不足，桩的承载力亦得不到保证，桩身强度是桩质量控制的另一关键。 而影响混凝土质量因素则很多，有些是可见的，有些是不可见的。在工程实践中，不少桩由于混凝土质量问题而使桩身强度达不到设计要求，因此桩身质量的控制主要在于控制混凝土的质量。

1）在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，否则会容易造成混凝土体冲刷孔壁，孔壁下坠或坍落，出现堵管、埋管，断桩等质量问题。

2）混凝土实际灌注量不得少于设计桩身体积。清孔验收合格后，各项准备到位，在混凝土到场后停止清孔，进行料斗等安装。根据导管内外混凝土的压力平衡法计算首灌混凝土量，确定采用的料斗容量。混凝土灌注前必须检查砼坍落度是否满足，检查孔内导管的长度及离孔底的距离；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。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。正常浇筑过程导管埋入混凝土的深度一般控制在1～3m之间且≮1m ，每间隔一定时间要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。管底在混凝土中的埋置深度应通过测量确定，不能盲目估计，避免拔空。在混凝土面上升将要接近钢筋笼底部时，应放慢浇捣的速度，减少导管埋深以降低混凝土上升的冲击力。

3）混凝土灌注工作开始后，要保持连续不间断地进行并且每斗混凝土灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管所用时间严格控制，中途不得停工。随时检测混凝土高度，及时拆除或提升导管，以使混凝土均匀注入。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。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。帮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。 4）成桩质量与桩身的浇注高度有关，灌注混凝土接近桩顶时，为确保桩顶混凝土的质量，漏斗及导管中混凝土的高度与孔内混凝土面的高差≯2m。一般控制成桩高度高出设计桩顶标高0.5～1.0m。待凿去高出部分的混凝土后，剩余部分不应有浮浆和夹泥，混凝土强度要达到设计要求，否则要返工重浇。5）控制导管埋深2～4m，使混凝土面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入混凝土，防止提漏引起断桩事故。

6）当气温低于0℃度以下浇筑混凝土时，应采取保温措施，浇筑时混凝土不得低于5℃，在桩顶混凝土未到达设计强度50%以前不得受冻。

3混凝土灌注桩基础缺陷的防治措施

3.1缩径

成孔时，要加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀；如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

3.2桩底沉渣量过大

若一次清孔后，达不到要求，可采取改善泥浆性能，延长清孔时间等。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如超过规范要求，应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行，准备一个清孔接头，一头可接导管，一头接胶管，在导管下完后，提离孔底一定距离，在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环，以保证桩底干净。

3.3钢筋笼上浮

在灌注混凝土过程中，要随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上；若发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。

3.4 断桩与夹泥层

认真做好清孔，防止孔壁坍塌；开始浇混凝土时准备充足大量混凝土，使其产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。浇筑后就要快速连续浇注，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；准确提升导管，灌注混凝土过程中随时测量导管埋深，避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面，并严格遵守操作规程；在灌注过程中每灌注一定方数测一次混凝土面上升的高度，确保桩身混凝土每段桩体充盈系数必须≮1.0。

3.5吊脚桩

首先做好清孔工作，达到要求立即浇筑混凝土；注意泥浆密度和使孔内水位经常保持高于孔外水位半米以上，施工注意保护孔壁，不让重物碰撞，造成孔壁坍塌。

3.6钻孔偏移

安装钻机时，要对导杆进行水平和垂直校正，检修钻孔设备如钻杆弯曲，及时更换，遇软硬土层应控制进尺，低速钻进；偏斜过大时，填入石子、粘土重新钻进，控制钻速，慢速上下提升，下降，往复扫孔纠正。如遇岩石宜用钻机钻透，用冲孔机时用低锤密击，把石块打碎，倾斜基岩时，投入块石，使表面略平，用锤密打。

4小 结

综上所述，钻孔桩混凝土施工隐蔽性强，很容易产生质量问题，是施工质量监控的关键环节。在浇灌混凝土前必须做好各项准备，关键环节如第一次浇灌的混凝土量、中间过程提管拆管的高度等要现场即时核定，混凝土灌注应连续施工，中途的停工将对桩质量产生极大的隐患。现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基工程质量才能得到保证。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院. 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008.

[2]中国建筑科学研究院. 混凝土结构施工质量验收规范 GB50204-2011.

[3]建筑施工手册编写组.建筑施工手册（第四版）.北京：中国建筑工业出版社出版，2003-09.

作者简介：高舜（1963—），男，工程师。2003年毕业于西安建筑科技大学土木工程专业，现兖矿集团邹城长城工程建设监理有限公司从事监理工作。发表专业学术论文2篇。