钻孔灌注桩常见质量问题的预防及处理

□丁富军（河南省水利第一工程局）

钻孔灌注桩常见质量问题的预防及处理

□丁富军（河南省水利第一工程局）

钻孔灌注桩目前在水利、铁路、公路和房屋建筑等工程中的使用已相当普及，但因属隐蔽工程，成桩工序多，易发生钻孔、灌注混凝土质量、钻机等方面的问题。本文对钻孔灌注桩施工中容易出现的质量问题及其原因进行分析，提出了预防及处理措施。

钻孔灌注桩；质量问题；预防及处理

一、引言

钻孔灌注桩具有噪音低、振动小、桩长和直径按设计要求易于把握、桩端能可靠进入持力层、单桩承载力大等特点，在水利、铁路、公路和房屋建筑等工程中被广泛应用。由于钻孔灌注桩在施工过程中工序复杂，施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，随时都有可能出现各种质量问题，这就要求施工人员及质检人员在施工技术措施的落实中加强施工质量管理，控制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。对灌注桩在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、控制措施，以便有效地对桩基施工质量加以控制。

二、成孔常见质量问题的预防及处理

（一）坍孔

1.坍孔原因

泥浆比重不够或其它泥浆性能指标不符合要求；孔内水头高度不够；护筒埋置太浅；在松软砂层中钻进，进尺太快；提住钻锥钻进，回转速度太快，空转时间太长；水头太大，使孔壁湾浆或护筒形成反穿孔；清孔操作不当，清孔时间过久或清孔后停顿过久；吊入钢筋骨架时碰撞孔壁等。

2.坍孔的预防和处理

（1）在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆。

（2）汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取护筒，增加水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。

（3）发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔、重新埋设护筒再钻。

（4）如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘土混合物到坍孔处以上1～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。

（5）清孔时应指定专人补水，保证钻孔内必要的水头高度。

（6）吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。

（二）钻孔偏斜

1.钻孔偏斜原因

在钻孔的过程中遇到障碍物或孤石，以及在软硬土层交界处和岩石倾斜处钻进，钻头受力不均；钻孔较大处，钻头摆动偏向一方；钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷；钻杆弯曲，接头不正。

2.钻孔偏斜预防和处理

（1）安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

（2）在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水笼头，使其沿导向架向中钻进。

（3）钻杆、接头应逐个检查、及时调正。

（4）在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进。

（三）掉钻落物

1.掉钻落物原因

卡钻时强提强扭，操作不当使钢丝绳或钻杆疲劳断裂，钻杆接头不良或滑丝，马达接线错误，使不应反转的钻机反转钻杆滑脱，操作不慎落入扳手、撬棍等。

2.预防和处理

（1）开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

（2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

（3）掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应先清孔，使打捞工具能接触钻锥和钻杆。

（四）糊钻

糊钻常出现于正反循环回转钻进和冲锥钻进。在软塑粘土层回转转进，因进尺快，钻速过大，出浆口堵塞而造成糊钻。

预防处理办法：首先应对钻杆内径大小按规定计算决定，还应控制进尺，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥。

（五）扩孔和缩孔

扩孔是孔壁坍塌而造成的结果，若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。

缩孔原因有2种：一种是钻锥补焊不及时，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土，遇水膨胀后使孔径缩小。可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。

三、成桩常见质量问题的预防及处理

（一）导管进水

1.主要原因

（1）首批混凝土储量不足，安置导管或混凝土储量已够在提升导管准备开启栓阀时，导管底口孔底的间距过大，混凝土下落后，不能埋没导管底口，以致漏水从底口进入。

（2）导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。

（3）导管提升过猛，或测深错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。

2.预防和处理

（1）若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清出，然后重新下管并准备足够储量的首批混凝土，重新灌注。

（2）若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管，或用原导管插入续灌。但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。最后用潜水泵将管内的水抽干，继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够深度，一般宜＞50cm。由于潜水泵不可能把导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量提高稠度，灌入导管内。以后的混凝土可恢复正常的配合比。

（二）卡管

在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管，有如下2种情况：

1.初灌时隔水栓卡管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，运输途中产生离析，导管接缝处漏水，雨天运送混凝土未加遮盖，使混凝中的水泥浆被冲走，粗骨料集中而造成导管堵塞。

处理办法：可用长杆冲捣导管内混凝土，用吊绳拉动导管，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，进行清理和修整，然后重新吊装导管，重新灌注。

2.机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注混凝土已经初凝，增大了管内混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内。

预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障立即换备用机械，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凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。

（三）埋管

导管无法拔出称为埋管，其原因是：导管进入混凝土过深，导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或提管过猛将导管拉断。

预防办法：应按前述严格控制埋管深度不得超过6m，在导管上端附着式振捣器，每隔数分钟振捣一次，使导管周围注混凝土不致过早地初凝，首批混凝土掺入缓凝剂，加大灌注速度，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，当桩孔较大，已灌注表层混凝土尚未初凝时，可另下一根导管，按前述第一项导管漏水事故的处理要求相应处理，如表层混凝土已初凝，新管插不下去，则应按断桩处理。

当已灌注的混凝土距桩顶不深时，可将原护筒向上接长（或外加一道钢护筒）加压或锤击使护筒底脚沉到已灌注的混凝土面以下，按前述办法抽水、除渣后，接灌普通混凝土。

（四）钢筋笼上浮

1.产生原因：主要是捆扎、焊接质量差，笼身过长（超过7m），笼身变形，当混凝土浇注到钢筋笼底部时，首批混凝土已超过初凝，表面形成硬盖，托浮钢筋笼上浮。

2.预防处理办法：在制作钢筋笼时捆扎一定要结实，焊牢，在灌注混凝土至笼底时，应放慢灌注速度待笼底全部插入后才恢复正常灌注速度。此外，还应注意，小直径桩由于钢筋笼内径与导管间的间隙较小，稍不注意灌注和提升导管速度，就易发生浮笼现象。当发生浮笼后必须严格控制导管和混凝土之间的埋深关系，一般埋深在4m左右时，应边灌边慢速提动导管，当导管底部进入钢筋笼后浮笼现象就可缓解。

（五）断桩、夹泥

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，而续灌混凝土冲破顶层而上升，因而在两层混凝土中夹有泥浆渣土，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断桩、夹泥的桩，应采用地质钻机钻芯取样，作深入的探查，判明情况。可采取在桩身混凝土中钻孔，用压力灌浆加固或者采用换桩芯及补桩等方案处理。

四、结语

钻孔灌注桩施工产生质量问题的原因虽然很多，但究其主要原因，是参与项目施工的管理人员与操作人员的质量意识问题，只要牢固树立“质量第一”的观念，认真遵守操作规程，认真贯彻执行质量责任制，坚持质量标准，完善各工序的质量检查验收制度，采取有效的预防措施，要预防上述常见的质量问题是完全做得到的。如出现质量问题时，应分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救。

丁富军（1974-），工程师，河南省水利第一工程局从事施工技术及管理工作。

2010-05-21