桥梁钻孔灌注桩基础施工常见质量事故及预防

方学哲　张新朝

摘要：本文分析了桥梁钻孔灌注桩基础施工中质量事故，提出了有效的控制措施和处理方法。

关键词：桥梁基础 钻孔灌注桩 质量事故

0 引言

钻孔灌注桩以其适应性强，成本适中，施工简便等特点，广泛应用于桥梁深基础中。但由于灌注桩施工砼需在桩孔中泥浆液面下浇筑，其施工程序和质量控制同一般砼浇筑不同，影响砼施工质量因素较多，因而它的施工技术性要求较高。如果不能很好地掌握其施工技术，就有发生严重质量事故的可能，特别是水下砼成桩质量缺陷难以弥补，钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定及围护结构的安全。

根据笔者从事灌注桩工程施工的经验和体会，针对钻孔灌注桩塌孔现象和混凝土灌注中的钢筋骨架上升以及断桩及夹层问题，探讨其成因和处理方法及控制措施，供施工过程中参考。

1 质量事故及预防

1.1 钻孔偏斜 产生钻孔偏斜的原因: 钻机安装不妥就位稳定性差，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。

预防和处理: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上。钻杆、接头要及时检查，及时调正；钻杆弯曲要及时调直；遇到复杂地质时为防止抢进度盲目加压钻进使钻孔向软弱层倾斜，要及时调速。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，应采用慢速档钻进。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， 可加填粘性土至偏斜处待沉淀密实后再行钻进。

1.2 漏浆及处理方法 本工程位于紧邻长江，钻进过程中遭遇严重流砂。而初期钢护筒埋置深度不够，造成钻孔泥浆泄露。根据这一情况，项目部采取了如下处理办法：加入粘土或PHP高粘度泥浆以提高泥浆稠度，增强护壁；回填大量粘土掺片石、卵石，必要时用低标号混凝土填满裂隙；可加长护筒及夯实回填土，以确保刃脚不漏浆。

此外，在处理漏浆时，如漏浆轻微，可采用单一的回填粘土，效果较明显。但岩层为软弱夹层时，钻进时极易发生斜孔，故在回填粘土的同时，还必须回填一定数量的片石。施工时，必须综合考虑施工环境及现场资料，处理的办法也应相应变动。

1.3 缩孔 缩孔原因一是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑3土(俗称橡皮土)，遇水膨胀后使孔径缩小。

为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水 率小的优质泥浆护壁并必须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩 孔部位达到设计孔径为止。

1.4 掉钻 掉钻的原因有卡钻时强提强扭，操作不当，实钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂；钻头杆接头不良或滑丝；电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱；冲击钻头合金套灌注桩质量差致使钢丝绳拔出等。本工程发生过一次掉钻头，其原因就是钢丝绳疲劳断裂。因此，应经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连结装备。由于钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时， 打捞钻头时，先加大孔内泥浆的浓度，将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁，而后采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。打捞工具有以下几种: 打捞叉、螺旋取物器和卡板取杆器、打捞钩、偏沟或钻锥平钩以及打捞钳等。

1.5 卡管 卡管是水中灌注混凝土过程中，无法继续进行灌注的现象。

形成卡管的原因:初灌时，隔水栓堵管；混凝土和易性、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而卡管；导管进水造成混凝土离析等。

防治措施: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。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。为确保导管连接部位的密封性，导管使用前应做水密试验，进行水密试验的水压不应小于孔内水深的1.3倍的压力，本工程水密试验的水压采用孔内水深的1.5倍。

1.6 埋管 浇注过程中导管无法拔出有两种可能:其一钢筋笼制作质量差，部分钢筋脱离主筋后插入导管吊环内。这时应正反转动导管，使导管与钢筋笼分离并居钻孔中心再继续浇注。其二导管埋深过大或混凝土初凝使导管内外摩擦力增大，水下混凝土灌注应严格控制埋管深度。为防止混凝土初凝，除适当加缓凝剂外还应振动导管。

一旦埋管发生应先查明究竟是何种原因尽可能增大拔力拔起导管(但要防止拔漏导管).拔起过程中应正反摇动导管，使其易于拔起。

1.7 浮笼 由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称浮笼。此时，应立即暂停灌注，采取以下措施进行处理。

首先对于钢筋笼上浮在1倍直径以下的可以在采取有效防止上浮的措施后继续灌注。悬吊钢筋焊缝脱落的，应及时补焊；悬吊钢筋弯曲的情况应增加钢管支撑。如果钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，比照断桩进行处理。

1.8 断桩 由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体；此外，在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。

防治断桩必须认真做好清孔，防止孔壁坍塌；尽可能提高砼浇注速度:一是开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。二是快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；提升导管要准确可靠，灌注砼过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程；在临近灌注结束时可选用较长的竹竿进行协助测量混凝土灌注深度以确保砼的灌注高度；灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲和缺陷发现问题及时更换。

2 钻孔灌注桩的质量控制

因为钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。除了规范要求以外，笔者认为应强调以下几点：①对质量控制应以预防为主，在施工前做好充分的准备工作，制定相应的防范措施，并责任到人。②严把队伍进场关。采用一流的人才、先进的工艺、过硬的设备进场，为优良工程打下坚实的基础。③严把检测关。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要检测手段。我们的做法是：对承担桩基检测任务的单位和个人进行资格审查；逐根桩做超声波检测；对处理后的缺陷桩做二次检测，以确保成桩质量及工程的安全性。

3 结束语

钻孔灌注桩在一项桥梁工程项目中往往会耗费大量的工程资金，也占用较长的施工周期，具有非常重要的作用，其施工质量的优劣直接影响到整个工程的质量，在施工过程中必须严格按照《公路工程质量检验评定标准》的规定，对每一道工序严格检查，发现问题及时查明原因，合理确定防治方案，确保桥梁钻孔灌注桩的施工质量。