浅析钻孔灌注桩质量事故的成因及防治措施

党　新

摘要：随着我国建筑业的迅猛发展，钻孔灌注桩以承载力大、占地少、噪音低、对相邻建筑影响小等诸多优点而在土木工程中广泛应用。本文重点分析了钻孔灌注桩常见质量事故的成因，并提出了相应的防治措施。

关键词：钻孔灌注桩 质量事故 防治措施

0 引言

随着我国建筑业的迅猛发展，钻孔灌注桩以承载力大、占地少、噪音低、对相邻建筑影响小等诸多优点而在土木工程中广泛应用。但钻孔灌注桩因在地下施工，不可预见的因素较多，施工质量控制难度大。桩基施工既有机械操作，又有钢筋加工，混凝土搅拌和灌注等多种工作，工序种类繁多，影响因素复杂，而水下混凝土是成桩的关键性工作，施工要求严格，稍有不慎，就可能出现卡管、坍孔、埋管、缩孔、桩身夹泥、断桩等，容易造成质量事故。因此，灌注过程中应分工明确，密切配合，统一指挥，做到快速、连续施工，灌注成高质量的水下混凝土，防止发生质量事故。下面笔者就常见的钻孔灌注桩质量事故分析原因，并针对不同的问题，采取科学合理技术措施，及时设法补救。经过补强的桩须经认真的检验，确认合格后方可使用。对于确实无法利用的桩，应与设计单位研究采用补桩或其他措施。

1 卡管

在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。卡管有以下两种情况：

1.1 初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌合不均匀，以及运输中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。防治措施：可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整（注意切勿使导管内的混凝土落入井孔），然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔，须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管时应注意导管上重下轻，要采取可靠措施防止翻倒伤人。

1.2 机械发生故障或其他原因时混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了导管内混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内。防治措施：灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加快混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓泥剂，以延缓混凝土的初凝时间。当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以黏土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。

2 坍孔

在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取去的现被埋不能上提，或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，或在潮汐河流中涨潮时，孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。防治措施：保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。如坍孔不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以黏土掺砂砾回填，待回填沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。

3 埋管

导管无法拔出称为埋管。原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。防治措施：按要求严格控制埋管深度，一般不得超过6～8m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停潮时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早地初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加快灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。若埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出，凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面泥渣；派潜水工下至混凝土表面，在水下将导管齐混凝土面切断；拔出小护筒，重新下导管灌注。此桩灌注完成后，上下断层间，应予以补强。

4 短桩

灌短桩头亦称短桩。产生原因：灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面，或由于测深锤太轻，沉不到混凝土表面，发生误测，以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还有些是灌注混凝土时，发生孔壁塌方，未被发觉，测深锤或测深仪探头达不到混凝土表面，这种情况最危险，有时会灌短数米。防治措施：

4.1 在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象，如有坍孔，应按前述办法处理后在续灌。

4.2 测深锤不得低于规范规定的重力及形状，如系泥浆相对密度较大的灌注桩必须取测深锤重力规定值。重锤即使在混凝土坍落度尚大时也可能沉入混凝土数十厘米，测探错误造成的后果只是导管埋入混凝土面的深度较实际的多数十厘米；而首批混凝土的坍落度到灌注后期会越来越小，重锤沉入混凝土的深度也会越来越小，测深还是能够准确的。

4.3 灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。

4.4 采用热敏电阻仪或感应探头测深仪。

4.5 采用铁盒取样器插入可疑层位取样判别。

处理办法可按具体情况接长护筒；或在原护筒里面或外面加设护筒，压入已灌注的混凝土内，然后抽水、除渣，接浇普通混凝土；或用高压水将泥渣和松软层冲松，再用吸泥机将混凝土表面上的泥浆沉渣吸除干净，重新下导管灌注水下混凝土。

5 缩孔

产生孔径小于设计孔径现象称为缩孔。缩孔产生钢筋笼的砼保护层过小及降低桩承载力的质量问题，产生缩孔的主要原因有：钻具焊补不及时，严重磨损的钻锥往往钻出比设计桩径稍小的孔；钻进地层中的软塑土，遇土膨胀后使孔径缩小。防治措施：经常检查钻具尺寸，及时补焊或更换锯齿，有软塑土时，采用失水率小的优质泥浆护壁。采用钻具上下反复扫孔的方法来扩大孔径。

6 桩身夹泥、断桩

大都是以上各种事故引起的次生结果。此外，由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层而上升，因而也会在两层混凝土中夹带有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。对已发生或估计可能发生夹泥断桩的桩，应采用地质钻机，钻芯取样，做深入的探查，判明情况。有下述情况之一时，应采取压浆补强方法处理。①对于柱桩，桩底与基岩之间的夹泥大于设计规定值。②桩身混凝土有夹泥断桩或局部混凝土松散。③取芯率小于95%，并有蜂窝、松散、裹浆等情况。

防治措施：一般采用压入水泥浆补强的方法。其施工要求如下：①对需补强的桩，除用地质钻机已钻一个取芯外（用无破损探测法探测的桩要钻两个孔），应再钻一个孔。一个用做进浆孔，另一个用做出浆孔。孔深要求达到补强位置以下1m，柱桩则应达到基岩。②用高压水泵压浆向一个孔内压入清水，压力不宜小于0.5～0.7Mpa，将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来，直到排出清水为止。③用压浆泵压浆，第一次压入水灰比为0.8吨纯水泥稀浆（宜用425号水泥），进浆管应插入钻孔1.0m以上，用麻絮填塞进浆管周围，防止水泥浆从进浆口冒出。待孔内原有清水从出浆口压出来以后，再用水灰比0.5的浓水泥浆压入。④为使浆液得到充分扩散，应压一阵停一阵，当浓浆从出浆口冒出后，停止压浆，用碎石将出浆口封填，并用麻袋堵实。⑤最后用水灰比为0.4的水泥浆压入，并增大灌浆压力至0.7～0.8Mpa关闭进浆闸，稳压闷浆20～25min，压浆工作即可结束。压浆工作结束，水泥浆硬化以后，应再作一次钻芯，检查补强效果：如断桩夹泥情况已排除，认为合格后，可交付使用；否则，应重钻补桩或会同有关单位研究其他补救措施。

7 结束语

综上所述，钻孔灌注桩施工既有机械操作，又有钢筋加工，混凝土搅拌和灌注等多种工作，工序种类繁多，影响因素复杂，因此，务必要精心施工、严格管理，切实加强质量控制。而灌注桩的各种质量事故，其后果均会导致桩身强度的降低，不能满足设计的受力要求，因此需要作补强处理。事前，应会主管部门、设计单位、工程监理以及施工单位的上级领导单位，共同研究，提出切实可行的处理方法。针对不同的问题，采取科学合理的技术措施,及时设法补救。经过补强的桩须经认真的检验，确认合格后方可交付使用。