钻孔灌注桩常见问题成因分析及预防措施

摘要：对钻孔灌注桩施工过程中常见的问题做出总结，分析事故产生的原因，并提出相应的预防措施。

关键词：钻孔灌注桩、质量问题、预防措施

中图分类号：U443.15文献标识码： A

1、引言

钻孔灌注桩作为一种常见的桩基础形式，可以穿越各种复杂土质和地层对地基进行加固处理，具有施工机具简单，施工速度快、施工安全、占地少、相邻干扰小、承载力大等优势而广泛用于房屋建筑、桥梁基础等的施工。由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程，质检人员无法直观控制其质量，且施工环节较多，人为影响因素较大，稍有不慎，就容易出现病害，影响成桩质量，严重时甚至形成断桩等，难以补救，造成工程成本增加。现就钻孔灌注桩施工过程中容易出现的问题及预防措施做些总结。

2、钻孔灌注桩施工中常见问题成因分析及预防措施

在钻孔灌注桩施工的众多操作环节中，任何一个环节的不慎，都容易出现诸如塌孔、钢筋笼上浮、钻孔偏斜及缩孔、钻头掉落、桩头质量较差、断桩等工程事故。

2.1 塌孔

塌孔的表现特征为孔内水位突然下降，空内冒出大量细密水泡，出渣量增加而不见进尺，钻机负载明显增加。成因分析及预防措施如下：

a、泥浆比重不够或泥浆其它性能不能满足要求，或者清孔后泥浆比重，粘度等指标下降；

b、护筒埋置太浅，下端孔口进水或孔口附近地面受到浸泡，或钻机在护筒上振动使孔口坍塌等；

c、孔内水头高度不足，使孔内压力过低，造成孔内外有较大压力差，无法继续支护孔壁；

d、在松软土层中钻进，进尺太快，提钻时空转时间太长等；

e、起落钻头时碰破孔壁；

其预防措施如下：

a、泥浆的作用主要用来护壁，同时起到和降温作用，必须保证钻孔过程中泥浆质量的各项指标满足规范要求，清孔后应及时补充泥浆;

b、护筒埋深应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般埋置深度为2～4m，特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行；

c、钻孔过程中应保证孔内有足够水头高度，以平衡孔内外的压力差;

d、在不同的土层中应选用不同转速和进尺;

e、在起落钻头时应将钻头对准钻孔中心，垂直缓慢进入，待钻头到达指定位置处再行启动；

f、回填砂粘土到塌孔处以上1～2m重新钻孔。

2.2 钢筋笼上浮

在灌注混凝土前，钢筋笼的自重与悬吊力相平衡，在灌注过程中由于以下原因会引起上浮：

a、钢筋笼孔口固定不牢，导管提升用力过大，将笼子钩起；

b、混凝土到达笼子底面时，混凝土灌注量过大，速度过快，引起浮力过大；

c、另外如果混凝土质量不合标准，离析的，塌落度损失较大的混凝土，都易使钢筋笼上浮；

其预防措施如下

a、在钢筋笼上加压重物，并通过焊接将其与施工平台固结，提升导管时也应缓慢进行，若不慎钩住钢筋笼，也不可强行上提；

b、用探孔器测量孔内混凝土深度，在混凝土达到钢筋笼底面附近时，适当减小灌注速度，待混凝土上升到钢筋笼底面以上后在恢复灌注速度；也可适当提升导管，减小埋深;

c、确保混凝土质量满足灌注要求。

2.3 钻孔偏斜及缩孔

钻孔灌注桩规范规定单排桩孔中心位置允许偏差为50mm,出现较大偏差可能由以下原因造成：

a、钻杆刚度不够，钻杆弯曲接头不正，钻机底座安置不水平或产生不均匀沉陷；

b、钻孔过程中突遇较大孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向一侧；

c、在有倾斜的软硬地层交界处，岩石倾斜处或粒径大小悬殊的砂卵石中钻进，钻头受力不均匀而向一侧倾斜；

d、在软土地层中钻进过快，水头压力差小；

预防及处理措施如下：

a、钻杆，接头等应在开钻前逐个检查，发现问题及时调整；安装钻机时确保钻机底座水平，起重滑轮，钻头中心和孔位中心在一条直线上，并经常检查校正，确保其倾斜度在规范允许范围内；

b、在有倾斜软硬地层钻进时，采取减压低俗钻进；

c、遇到斜孔，偏孔时，用探孔器探明位置，在偏孔，缩孔处反复扫孔；偏孔，缩孔严重时要回填砂粘土重新钻孔。

2.4 钻头掉落

如果钻杆接头不牢或疲劳破坏，或者钻进过程中强提强扭，操作不当，都可能使钻头与钻杆脱离，掉落孔中，因此钻孔前仍要做好检查工作，钻孔中不能野蛮操作。钻头的打捞可视具体情况采用打捞叉，打捞钩，打捞或套，偏钩和钻锥平钩等器具。

2.5 桩头强度质量较差

相关规范规定当凿除桩顶浮浆层后，应保证桩顶标高及桩身混凝土质量，因此施工规范也要求混凝土超灌高度在0.5～1.0m之间。而在实际施工中，超灌量控制不当是经常存在的问题。超灌量过大，造成浪费，超灌量不足，桩头质量无法满足。并且桩头混凝土内经常夹杂泥沙等杂质，严重影响桩头质量。因此可以采取如下措施进行控制：

a、严格控制泥浆性能，清孔要彻底，使沉渣，泥沙等杂质被混凝土顶至桩顶，在桩头处形成较厚的浮浆层；

b、混凝土灌注过程中，确保导管埋深保持在2～6m的范围内，尽量少上下活动导管；

c、必须控制好最后一次的灌注量，用探孔器探明混凝土已达的高度，结合设计高度及超灌高度，计算出合理的超灌量。

2.6 断桩

在钻孔灌注桩施工中，由于操作失误，设备不良及水文地质条件等的影响，极容易发生断桩现象，造成重大工程事故。一般而言，常见的断桩形式有以下四种：

a、桩体与基岩之间有未凝固混凝土软体。原因是由于导管下距孔底过远，混凝土被稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固;

b、桩体中段出现未凝固混凝土。原因是受地下水活动的影响或导管密封不够严密，有泥浆浸入导管，与混凝土混合，使水灰比增大;

c、桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开。原因是由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，被泥浆隔离开，或因停电、待料等原因造成夹渣;

d、桩身出现空洞体。原因是未采用“回顶”法灌注，而是采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段产生疏松、空洞现象。

对断桩的预防，是完全应该做得到的，在桩孔成孔后，必须认真清孔，沉渣厚度必须符合设计和规范要求。灌注混凝土前要准确算出全孔及首批混凝土的灌注量，尤其还要注意是否存在孔径扩展情况，严禁避免首次灌注量不足。

a、首批混凝土应保证足量且应该快速灌注，导管底距离孔底不大于0.4m；

b、混凝土配合比应合理，到场的混凝土要保持均匀性，应严格控制其塌落度在180～220mm之间；

c、在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行止水处理，止水成功后方可灌注混凝土；

d、混凝土灌注要保持连续性，尽可能避免在灌注过程中停水、停电；

e、用探孔器测定导管内外混凝土的上升高度，合理掌握导管的拆卸长度，保证导管埋深在2～6m之间，切忌将导管拔出混凝土；

f、在灌注混凝土过程中，要定时测量导管内外混凝土的深度，做好灌注记录，发现异常情况，及时找出原因并解决。

3、结束语

钻孔灌注桩作为一种技术含量高、施工环节较多的隐蔽工程，存在不可预见性，其成品质量的优劣，直接影响着整个工程的安全，施工人员必须严格控制施工过程，避免事故的发生，确保工程质量。