钻孔灌注桩的质量管理问题及防治措施

【摘 要】桩基础工程是一种隐蔽工程，同时又是托起高楼大厦、长桥巨港的基础工程，直接维系着整个工程的安危和正常使用。桩基础作为建筑工程强制控制内容之一，是建筑工程质量管理的重中之重。本文对钻孔灌注桩的质量管理与控制措施作了分析，供相关人员参考。

【关键词】钻孔灌注桩；施工工艺；质量控制；技术应用

引言

钻孔灌注桩，目前在民用和工业建筑施工中已占据了重要地位，但灌注桩的施工大部分是在水下进行，不可预计因素多，施工工序种类繁多，影响因素多，水下混凝土施工要求严格，稍有不慎，就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等质量事故，所以，要积极采取各种有效预防措施，才能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。

1 钻孔灌注桩施工过程中常出现的问题及成因

1.1 孔壁塌陷

孔口坍塌容易被发现，而孔内坍陷则需要仔细观察，如孔内水位突然下降；孔口水面冒细密水泡；出土量显著增加，没有进尺或进尺甚小；孔深突然变浅，钻头达不到原来孔深；钻机负荷显著增加等均表明孔内有坍塌。

孔壁塌陷的主要原因：土质较差、土体张力小、泥浆护壁不好、护筒周围未用黏土紧密填封以及护筒内水位不高，或者钻进速度较快、孔钻时间过长、成孔后待灌时间和灌注时间过长等。

1.2 孔内局部缩颈

缩颈即孔径小于设计孔径的要求。

可能的原因：泥浆性能欠佳，失水量大，引起塑性黏土层吸水膨胀后使孔径缩小。

1.3 护筒下层、冒水

护筒外壁冒水会引起地基下沉、护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，可能导致无法施工。

可能的原因：埋设护筒周围的土不够密实；护筒水位差太大；钻头起落时碰撞了护筒。

1.4 钻孔偏斜、弯孔

在钻孔时，由于横向作用钻进时产生孔位偏斜或弯孔。

可能的原因：钻机安装就位稳定性，钻杆弯曲或钻杆接头不直，钻头摆动大；进入岩层交界面时钻进过大；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石、其他硬物等情形。

1.5 桩底沉渣量过多

桩底沉渣最过多，将影响桩的承载力[2]

可能的原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难以将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。

1.6 卡管

卡管指水下灌注混凝土过程中，混凝土出现无法自行下落。

可能的原因：混凝土颗粒料级配差、混凝土和易性及流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长，孔内已灌注混凝土初凝；导管进水造成混凝土离析；导管埋深太大或泥浆比重太大，混凝土内外压力差小等。

1.7 钢筋笼上浮

钢筋笼上浮指钢筋笼的位置高于设计位置。

可能的原因：孔内泥浆比重太大致使钢筋笼浮力大；混凝土配合比、水灰比控制不好；钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大，钢筋笼被混凝土拖顶上升；当混凝土灌至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮；由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇筑时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端末及时提到钢筋笼底部以上，混凝土从导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。

2 质量管理与控制的关键

2.1 地基承载力的鉴定

从桩的施工程序来讲，在质量控制中，首先确保地基承载力符合设计要求，否则将使桩失效。地基承载力取决于岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。

2.2 桩身强度的控制

地基承载力符合设计要求，若桩身强度不足，桩的承载力亦得不到保证，桩身强度是桩质量管理的另一关键。

桩身质量管理主要在于控制混凝土的质量，桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与混凝土质量。钢筋笼的制作检查简单明了；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，因此桩身质量的管理主要在于监控好混凝土的质量。

钻孔桩混凝土质量不仅与浇注工艺有关，还与成孔工艺有很大关系。要确保桩孔成孔质量与灌注工艺的合理性与操作得当。钻孔桩成孔质量在于：桩径不小于设计桩径，护壁可靠；关系到混凝土质量的灌注工艺主要是：

2.2.1 控制好混凝土质量的和易性，防止出现堵管、埋管，引起断桩事故；

2.2.2 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。

2.3 沉渣量的检查

对摩擦桩来说，由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力或依附力，逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中，如果在设计中端部反力不大，端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大；而对于钻孔端承桩，如果沉渣量过大，势必造成受荷时发生大量沉降，同样使桩的承载力失效。

3 质量控制措施

3.1 监控措施

比较准确判断桩身混凝土质量的是静载与抽芯，但是由于静载、轴芯为操作性检验，且费用高、时间长，所以常常采用动测法判定桩身混凝土的质量，而动测法具有一定的局限性，动测结果不能作为桩基工程竣工的验收依据，用于普查质量仅供验收参考。

对灌注桩质量监控要依施工单位素质，掌握施工过程实际情况与施工记录来判断混凝土质量。审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程质量情况；审查施工工艺是否适合于施工的实际情况，采取了什么质量保证措施。

3.2 主要质量问题与控制措施

3.2.1 桩底地基承载力不足

原因：桩端没有支承在持力层上面。

控制措施：这种情况一般出现在复杂地层，一般最好取芯检验，如不能孔孔取芯，要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况、工程地质资料进行综合考虑。