钻孔灌注桩施工质量控制要点及质量事故处理

摘 要：钻孔灌注桩凭借着适应性强、承载力高等特点而被广泛应用于桩基施工中，但钻孔灌注桩施工隐蔽性较强，一旦在施工中稍有不慎或控制不严，也会出现质量事故。为此，本文阐述了钻孔灌注桩施工质量控制要点，详细介绍了施工中常见的质量事故，并提出了相应的质量事故处理措施，确保钻孔灌注桩的质量，以满足工程设计的要求。

关键词：钻孔灌注桩；质量控制；质量事故；处理

为满足各种建筑对深长桩、高单桩承载力的技术要求，通常采用的桩基施工方法有：钻孔灌注桩、锤击沉管灌注桩、锤击预制桩及静压预制桩四种。而钻孔灌注桩以其对各种地质条件的广泛适应性，能满足不同的桩径要求，穿透能力强，单桩承载力高，施工时对周围建筑物影响小等优点，因此得到了广泛应用。然而，钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，成桩环节多，工序复杂，技术含量高，工程质量影响因素多。施工中稍有不慎就有可能造成质量事故，因此，必须加强施工质量控制。

1 施工质量控制要点

钻孔灌注桩的施工工序为：

施工准备放线、定位护筒埋设、立钻机试钻钻孔循环排渣土层鉴定孔深测量吊放钢筋笼下导管二次清孔混凝土灌注。

在施工中，应该对整个施工工艺过程加以控制，尤其是多个关键工序的质量监控和事故处理，如成孔、泥浆护壁的泥浆浓度控制、循环排渣、二次清孔及水下灌注混凝土等。

依据上述工序，钻孔灌注桩的施工质量控制要点如下：

1）成孔及终孔深度控制。成孔的关键在于确定终孔的深度。例如，端承桩要求确保桩端嵌入持力层的深度，且实际孔深应以持力层岩样为主要依据；摩擦端承桩要求确保设计桩长及桩端进入持力层深度；摩擦桩要求确保设计桩长。对于端承桩及摩擦端承桩而言，终孔深度控制要根据对持力层岩样的判定来决定。判定岩样的依据有：

（1）地质钻孔判定。若钻孔布孔密且合理，可依据地勘报告描绘出岩层顶板等高线，再按工程标高考虑各桩嵌岩深度，可以得到推算出的终孔孔底标高。

（2）岩渣判别。钻孔所获取的岩渣应与地勘报告的描述相符才能认为岩样可靠，判定进入持力层。不论是依据地质钻孔判定，还是依据岩渣判定，均应在达到设计要求终孔深度后，取岩渣经设计、地勘及监理等单位确认后方可结束钻进。

2）钢筋笼制作和沉放。钢筋笼应分段制作，每段长6～9m为宜，以保证钢筋笼在运输过程中不会因产生过大的变形而出现阻碍导管上下的情况；还应按图严格检查钢筋笼的尺寸，确保其符合质量要求。下钢筋笼时应在钢筋笼外侧合适部位各设置4道圆形可转动砂浆块或U形圈，确保混凝土保护层厚度满足设计要求，并防止在水下灌注混凝土时钢筋笼上浮。

3）清孔及沉渣厚度控制。清孔是成孔后利用正、反循环钻机不同的泥浆循环方式冲洗孔底，排出沉渣。要求沉渣厚度

4）混凝土灌注。水下混凝土灌注采用导管法。注意首批混凝土量须埋没导管底口不少于1.5m，故漏斗中首批混凝土量要充足，以防泥水从导管底口进入。出现这种现象时应立即提出导管，将散落在孔底的混凝土拌合物采用空气吸泥机清出，重新下导管灌注。在灌注中要及时计算混凝土使用量，避免同一根桩灌注间隔时间超过混凝土初凝时间。为避免离析及沉渣现象，要求混凝土顶面有0.5～0.8m的超灌量。

2 施工中常见质量事故及处理

钻孔灌注桩直径大、桩孔深，且桩基地质条件复杂，故经常发生质量事故。常见的质量事故如下。

2.1 坍孔事故

1）孔口浅层发生坍孔。事故成因：护筒埋深不足或护筒周边的回填土未分层夯实；孔口附近地表受水浸泡变软；孔内水头压力不足；钻机机位太近，相互震动影响；向孔内补水时，水流对孔壁冲刷；泥浆稠度不足等。

处理措施：（1）护筒倾斜或下沉过多时，应及时扶正护筒，或清除护筒周围的回填土，用粘土分层回填夯实；若情况严重，应挖出护筒，在回填后重新埋置。（2）若护筒筒底以下2～4m范围内存在松散土层，则开钻时应采用粘土加砾石的稠泥浆低速钻进。（3）为防止补水时水流冲刷孔壁，补水管应置于护筒中部。（4）孔内水位应比地下水位高出2m以上，以保证孔内保持足够的水头压力。坍孔若不严重，可按1：1投入粘土和小砾石，回填至坍孔位置以上（或护筒筒底以上）1.0m处，同时加大泥浆比重继续钻进；若严重，应将钻孔全部用砂夹粘土或粘土夹小砾石回填，经3～5d密实后，再重新钻孔。

2）孔内深部发生坍孔。事故成因：孔内水头压力不足；泥浆稠度不够；在松软土层中进尺太快；钻孔通过下部土层有潜流或流速较大而产生对流，加之补水不及时等。

处理措施：（1）保证孔内水头高于孔外2m左右；（2）应注意保持钻孔过程中孔内泥浆的稠度；（3）控制进尺速度；（4）在松散土层中钻进时应适当加大泥浆稠度。坍孔若不严重，可回填至坍孔位置以上1～2m处，同时加大泥浆比重重新钻进；若较严重，应将钻孔全部用砂夹粘土或小砾石、小片石夹粘土回填，经3～5d沉实后校正护筒位置，无误后再重新钻孔。

2.2 埋钻、卡钻、掉钻

事故成因：埋钻坍孔较大导致埋钻；孔内有探头石或有大块孤石坍落极易造成卡钻；当发生了埋钻或卡钻时，强行提钻，造成吊环、吊绳断裂，钻杆与钻头松脱。

处理措施：当发生埋钻或卡钻时，不得强行提钻。若埋钻不深，可用套绳、钩具勾住钻头，并与吊绳共同受力将其提上来；若埋钻较深，钩具打捞困难，此时则应采用空气吸泥机或空气压缩机吹开埋钻的泥砂，再提出钻头。若判明是卡钻，可先用钩具勾住钻头，同时给吊绳施加横向力晃动钻头，待钻头松动后再将其提出；如遇探头石，钻杆传递的震动会加剧，此时不得急于钻进，应耐心磨钻，待将突出孔壁部分磨去后方可继续钻进。一旦发生掉钻，应及时打捞，否则钻头会埋得越深，增加打捞的难度。

2.3 缩孔、斜孔

事故成因：钻锥补焊不及时，磨耗后的钻锥直径缩小，以及地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；土层软硬不均，致使钻头受力不匀；钻孔中遇有较大孤石或探头石；扩孔较大处，钻头摆动偏向一方等均会导致产生斜孔。

处理措施：对缩孔可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。桩架应安装牢固，并对导架进行水平和垂直校正，检修钻孔设备；当出现偏斜过大时，应填入石子粘土至发生偏斜处以上1m左右，重新钻进，控制钻深，慢速提升、下降，往复扫孔纠正；如遇探头石，宜用钻锥打磨钻透，用冲孔机时采取低锤密击，把石打碎。

2.4 钢筋笼上浮

事故成因：当灌注混凝土的导管底口位于钢筋笼底以下时，随着灌注过程中混凝土整体上升，与钢筋笼结合部位的混凝土会对钢筋笼产生一个向上的力，当其足以克服笼体自重及笼体与孔壁间的摩擦力后就会导致笼体上升；当提升导管时，笼体随导管一并上升且上升幅度基本一致则可判定为导管刮住了笼体。

处理措施：当发现笼体上浮时，应当提卸导管、减小导管埋深，使其底口高于笼底，减小托浮力。若仍继续上浮，应采取给笼顶施压的办法，同时放慢混凝土灌注速度；若是导管刮住笼体上升，只需轻轻转动导管，笼子一般会自行落下去。

2.5 桩中出现断桩、夹泥

事故成因：1）由导管进水、卡管、埋管、短桩头等事故引起；2）由于灌注时间过长，而需采取冲灌混凝土的措施突破先前混凝土时，易导致两层混凝土中间夹有泥浆；3）清孔不彻底、灌注中局部塌孔以及提钻时粘连在钻头上的泥石块掉落孔内；4）灌注时间过长，混凝土初凝，随着导管的提出，在桩顶部出现竖向空洞或夹心；5）导管提脱或导管底口埋入混凝土深度较浅，造成后灌、已灌混凝土之间连接不良，强度降低或断桩；6）大幅上提导管后又落下，泥浆随导管挟带进入混凝土形成夹心。

防治措施：由于断桩、夹泥事故多是在后期检测才能发现，这就要求在灌注前认真施测，尽量减少孔内沉淀物，灌注中分工明确、密切配合、快速连续施工，尽量缩短灌注时间和避免导管大幅提落。一旦发生了断桩、夹泥事故，应根据不同的成因，选择如下有针对性的处理措施：1）当能够判定夹泥时，应立即拔出导管，将夹泥部位的混凝土清除，吸出导管内的水和沉淀泥，然后重新下管灌注。2）若孔内混凝土已经凝固造成了断桩，则应采取重新成孔法、沉入钢护筒法、补桩等常用方法进行处理。其中，重新成孔法适用于断桩部位发生在深部、浇注数量较小，或桩底部分无钢筋笼时的场合；沉入钢护筒法适用于断桩部位较浅，钢护筒便于制作的场合，且不受地质和水文条件的限制；补桩是当以上处理措施补救成本太高或不便于施工时，直接在断桩旁一侧或两侧补打桩来分担或替代此断桩的施工方法。

3 结语

综上所述，钻孔灌注桩的施工是一项复杂的系统工程，整个施工过程都属隐蔽工程，因此，成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约。为此，必须掌握好钻钻孔灌注桩的施工技术和加强质量控制，一旦发现质量问题，应结合实际情况及时处理，避免延误工期，影响工程的经济效益甚至工程质量。

参考文献

[1]王海欢.浅谈钻孔灌注桩的施工质量控制与常见事故处理[J].福建建材，2007年06期

[2]陈国云.钻孔灌注桩施工质量控制要点[J].技术与市场，2008年02期