钻孔灌注桩施工中的质量问题及预防措施

【摘 要】 钻孔灌注桩的施工环节较多，隐蔽性较强，技术要求高，工艺复杂，在施工过程中易出现一些质量问题，甚至造成断桩等重大质量问题，危及桥梁的安全，本文通过分析施工中的质量问题的现象、成因，总结出一些预防措施、经验和技术方法。

【关键词】 钻孔灌注桩 质量控制 方法

钻孔灌注桩对各种地质条件的适应性强、施工机具简单、施工安全性好等优点，在工程中得到广泛应用。但由于钻孔灌注桩的施工环节较多，技术要求高，工艺较复杂，隐蔽性强，无法直观的对质量进行控制，人为因素影响较大，若稍有疏忽，易出现一些质量问题，甚至造成断桩等重大质量事故，影响桥梁工程的工程造价、工期及安全使用。

1 钻孔桩施工中的常见问题

1.1 护筒冒水

护筒外壁冒水，导致护筒内水位下降，保证不同护筒的水头压力，会引起成孔塌陷，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。

1.2 孔壁塌陷

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。孔壁塌陷会导致成孔桩桩径不一，严重时会导致桩基的承载力受到极大的影响，甚至无法施工。

1.3 钻孔偏斜

在施工中出现钻孔偏斜，会导致钻机的钻杆不垂直，机架不稳，无法操作。成孔后桩孔出现较大垂直偏差，无法保证成孔桩的垂直度，同时也会严重影响桩基的承载能力。

1.4 桩底沉渣过多

桩底沉渣过多，主要会导致桩基没有到达持力层，此时在桩顶施加荷载时，桩基会下没沉，特别是支承桩和嵌岩桩。桩底沉渣过多对桩基工程来说会影响桩基的承载能力，严重时会出现上部结构的安全事故。

2 出现问题的原因及防治措施

2.1 护筒冒水原因及处理措施

①原因：埋设护筒的周围土夯填不密实；护筒埋设时不垂直，顶面不平整；护筒质量太差，造成漏水后，周边冒水；钻头起落时碰撞护筒，导致护筒周边不实而冒水。

②处理措施：在埋筒时，坑四周用粘土分层夯实，顶面高出原地面20～30cm，使护筒内保持1.0～1.5m的水头高度。钻头起落时，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。

2.2 孔壁塌陷造成原因及处理措施

①原因：土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。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处理措施：在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。钢筋笼接长时要加快焊接时间，成孔后，待灌时间一般不应大于3小时，并控制混凝土的灌注时间，尽量缩短灌注时间。

2.3 钻孔偏斜造成原因及处理措施

①原因：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。

②处理措施：先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于20cm.在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，重新钻进。

2.4 桩底沉渣过多造成原因及处理措施

①造成原因：检查不够认真，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于将沉渣浮起；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。

②处理措施：成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。将孔底残留的沉渣清理干净，清孔后还须将换浆，将孔内含砂量大、泥浆性能差、容易在孔底沉淀的砂浆换成性能好、并能确保在换浆完毕到砼灌这段时间内，孔底不产生或少产生沉淀物的泥浆，待有关单位验槽合格后方能下钢筋笼钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30～40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。

3 灌注过程中出现的质量问题及预防措施

3.1 卡管

①造成原因：初灌时，隔水栓堵管；砼和易性、流动性差造成离析；砼中粗骨料粒径过大；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而卡管；导管进水造成混凝土离析等。

②处理措施：使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。砼必须具备良好的和易性，坍落度宜为18～22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm，为改善砼的和易性和缓凝，水下砼宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0MPa，以避免导管进水。

3.2 钢筋笼上浮

（1）造成原因：1）砼初凝和终凝时间短，孔内砼过早结块，当砼面升至钢筋骨架底时，结块的砼托起钢筋骨架；2）清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，灌注过程中砂粒会沉淀在砼面上，形成较密实的砂层，并随孔内砼逐渐升高，当砂层上升至钢筋骨架底部时托起钢筋骨架；3）砼灌注至钢筋骨架底部时，灌注速度太快，造成钢筋骨架上浮。

（2）处理措施：钢筋笼应定位准确，并与孔口固定牢固。应随时掌握砼浇注的标高及导管埋深，当砼埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管埋置深度宜保持在2～4m，严禁把导管提出砼面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注砼，并准确计算导管埋深和已浇砼面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。

3.3 首灌砼方量不足

①原因：由于计算不准确及导管长度没有量准，导致桩底能浆现象。

②处理措施：准确计算首灌砼方量（首批砼数量应能满足导管初次埋置深度1.0m以上）。

首批砼灌注对于水下灌注桩来说至关重要，因而漏斗的大小必须充分考虑首批砼数量后制作。首批砼灌注时，漏斗下端口须设球栓，以钻机吊住，砼装满漏斗后，钻机提起球栓，砼立即沉入孔底，排开泥浆及沉渣，迅速埋住导管下口，完成首批砼灌注。灌注水下砼时要紧凑、连续进行，导管提升过程中，下管口在砼内的埋深控制在2～6m。水下砼灌注过程中由专人经常测量孔内砼高度，及时调整导管埋深，并填写水下砼灌注记录。孔内砼灌注至孔顶标高后（要求比设计桩顶标高高出1m），必须确认砼表面泥浆已经完全排出后方可终止灌注。

3.4 断桩

（1）造成原因：

①混凝土塌落度太小，骨料太大，运输距离过长，混凝土和易性差，致使导管堵塞，疏通堵管再浇筑混凝土时，中间就会形成夹泥层。

②计算导管埋深时出错，或盲目提升导管，使导管脱离砼面，再浇筑混凝土时，中间出现夹泥层。

③钢筋笼将导管卡住，强力拔管时，使泥浆进入混凝土中。

④灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故。

⑤导管接头处渗漏，泥浆进入管内，混入混凝土中。

⑥混凝土供应中断，不能连续浇筑，中断时间长，造成堵管事故。

（2）处理措施：

①成孔后，必须认真清孔，一般要2次清孔，清孔时间应根据孔内沉渣情况而定，清孔后要及时灌注砼，避免孔底沉渣超过规范规定。

②灌注砼前要准确算出全孔及首次砼灌注量。应随时控制砼面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。

③砼应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。要求灌注过程连续、快速，准备灌注的砼要足量，在灌注砼过程中应避免停电、停水。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 结语

钻孔灌注桩的施工质量控制应注重预防为主，做好事前控制，也就要做好各种风险预测，对可能出现的施工问题都须充分考虑，并制定相应的防范措施，就一定能够防止钻孔灌注桩出现的质量缺陷，发挥其经济、承载力大等优点，做出合格满意的工程。