钻孔灌注桩施工质量通病与防治

【摘要】：钻孔灌注桩是建筑地基基础施工中较为常用的一种施工工艺，因其承载力高、受力性能可靠、施工噪音及震动较小而在工业与民用建筑中得到广泛的应用。

【关键词】：钻孔灌注桩施工通病防治措施

中图分类号：U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：

引言

钻孔桩基础施工简便、操作易掌握、设备投入一般不是很大。因而，无论在铁路、公路、水利水电等大型建设，还是在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛应用。钻孔桩是在泥浆护壁条件下，利用机械钻进形成桩孔，采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。钻孔、灌注混凝土都是在水下进行，工程质量只能通过科学的过程控制和完工后的仪器检测来确认。因而，对作业人员的操作熟练程度、工艺水平都有较高的要求。如何有效地避免钻孔过程中出现钻头掉落和灌注水下混凝土过程中发生断桩等现象，杜绝混凝土夹碴、不均匀的质量弊病，发生施工质量问题后如何恰如其分地处理以保证整个工程的质量是工程界一直在研究而又未能彻底解决的问题。

一、钻孔灌注桩施工质量通病

1. 孔壁坍陷

钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失。则表示有孔壁坍陷迹象。造成原因：引起孔壁坍塌的原因很多．如土质松散，护筒埋置太浅，护筒的回填士和接缝不严密、漏水漏浆．泥浆密度太小．泥浆护壁不好．下笼及升降机具时碰撞孔壁等。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。

2. 缩径

产生的原因：清孔不彻底,泥浆中含泥块较多，再加上终灌拔管过快，引起桩顶周边夹泥，导致保护层厚度不足。孔中水头下降，对孔壁的静水压力减小，导致局部孔壁土层失稳坍落，造成砼桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿，成桩后形成护颈。

3. 桩位偏位

钻孔过程中若平台变位则会导致桩孔变位，成孔过程中也可能因外力影响导致偏位，因而首先应保证钻孔平台的牢固性，并及时对桩机位置纠偏，并应进行扫孔后冲进成孔；在混凝土灌注过程中若护筒埋设较浅或桩机工作平台压实度不足或由于混凝土运输车辆的冲击影响也会对导致护筒移位，因而在灌注混凝土前应按照规定对孔位、钢筋笼平面位置及固定情况进行检查，并应避免将储料斗、导管卡口盘直接搁置在护筒上而导致护筒下沉或移位，并可在护筒外面用方木和枕木进行支撑，并保证垫木的顶面高出护筒顶20cm以上，在混凝土灌注过程中应放缓混凝土罐车上坡便道，且应与钢护筒并列安放以减少罐车对护筒产生正面冲击力。

4. 护筒冒水

护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉．护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。造成原因：埋设护筒的周围土不密实．或护筒水位差太大．或钻头起落时碰撞。防治措施：在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护简的适当高度开孔，使护筒内保持1.0~1.5m 的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时．则应重新安装护筒。

5. 卡钻

现场表现：钻头在钻孔内,无法继续运转。原因分析：①孔内出现梅花孔、探头石或缩孔。②下钻头时太猛，或钢丝绳松绳太长，使钻头倾倒卡在并壁上。③坍孔时落下的石块或落下较大的工具将钻头卡住。④出现缩孔后，补焊后的钻头尺寸加大，冲击太猛，冲锥被吸住。⑤使用冲击钻在粘土地层中进行钻孔时，冲程量过大,或泥浆太稠，冲锥被吸住。

6. 烂桩头

产生的原因：清孔不彻底,桩顶浮浆过浓过厚，影响水下砼灌注时测量桩顶位置的精度。导管起拔速度过快，尤其是桩头直径过大时，如未经插捣，直接起拔导管，桩头很容易出现砼中间高、四周低的“烂桩头”。浇筑速度过快，导致孔壁局部坍塌，影响测量结果。

二、防治措施

1.材料控制

施工前要对水泥、砂、石子、钢材等原材料进行检查。粗骨料选用卵石或碎石，含泥量控制按设计混凝土强度等级，粗骨料粒径用沉管成孔时应小于50mm；用泥浆护壁成孔时粗骨料粒径应小于40mm，并小于钢筋间最小净距的三分之一；素混凝土灌注桩，应小于桩径的四分之一。细骨料选用中、粗砂，含泥量控制按设计混凝土强度等选取。水泥适合选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，在灌注桩浇筑方式为水下混凝土时，不得选用快硬水泥作胶凝材料。

2. 杜绝泥浆护壁产生的“造壁”现象

在一定时间内，当泥浆比重控制较好时，它能有效地保护孔壁。但在现实工程中，由于各种原因致使“泥壁”越来越厚，使浇灌的混凝土与土壁之间夹有一层“层”，大大降低桩的侧摩阻力，使单桩的承载力降低，因此在成孔时，应控制钻孔钻速与进钻进度，利用钻杆的扰动大小变化，以增加桩与孔壁侧土的接触面积，提高侧向摩阻力，同时应加大混凝土的拌和力度，保证混凝土灌注桩能连续不停地施工，使泥浆在孔内的时间尽量缩短，彻底改变“造壁”现象。

3. 桩基事故的常用补救措施

桩基事故处理补救较多，要进行技术经济比较，选择安全可靠、经济合理和施工方便、施工工期短的方案。对未施工部分应提出预防和改进措施，防止事故的再次发生。(1)接桩法：当成桩后桩顶标高不足，常采用接桩法处理，方法有开挖接桩和嵌入式接桩；(2)补桩法：桩基承台(梁)施工前补桩,如钻孔桩距过大,不能承受上部荷载时,可在桩与桩之间补桩；(3)钻孔补强法:此法适应条件是桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度不够及桩长不足、桩底沉渣过厚等事故，常用高压注浆法来处理：(4)沉井处理法：常用成桩后进行超声检测时,发现桩浅部(深度在20m以浅)存在局部的缺陷,经分析主要在桩身外侧夹泥、露筋,甚至在桩身内有大面积的空洞或空洞内填满杂质等现象。(5)扩大承台梁法；(6)改变事故方法：常用的方法有改变成桩施工顺序和改变成桩方法两种；(7)修改设计：有改变桩型、改变桩位和上部结构卸荷3种方法。

4. 确保桩位、桩顶标高和成孔深度

在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。

虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度，但是如在第一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，这将给第二次清孔带来很大的困难，有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻探小，就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题，因其最大收缩率达1.2％，为提高测绳的测量精度，在使用前要预湿后重新标定，并在使用中经常复核。

为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查外，钻头直径的大小也将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头

5. 加强施工中的检测力度

确保公路桥梁工程质量的一个重要的检测方法就是钻孔灌注桩的无破损检测，对承担此项检测工作的单位和个人都是需要进行严格的审查的，同时还必须对每一个桩进行超声波的检测工作，缺陷桩改善完成后进行二次检测工作，有效确保桩的质量和整个工程的安全性。

结束语

为了保证泥浆护壁桩孔灌注桩的成孔和成桩质量，必须严格按质量控制程序运作。加强各项环节的质量管理,采取有效的防治措施。要求在基础实施前，施工方、设计方、监理方、业主应根据工程地质勘察报告所提供的地质情况仔细审阅,熟悉设计图纸及有关施工、验收规范,核查与地质有关灌注桩方面的资料。施工方应根据地层条件采取相应的施工工艺或进行试钻孔。并论证施工工艺的可能性,布设合理施工顺序，对施工过程中只有抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。才能充分发挥出它的优点达到安全优质、经济高效的预期目的。对施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。

参考文献

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