钻孔灌注桩施工常见问题及处理措施

陈韶东

（广东三穗建筑工程有限公司，广东 吴川 524500）

1 前言

随着我国经济的快速发展，为满足经济建设的需要，我国的公路建设特别是高速公路建设得到了迅猛的发展，而桥梁工程在公路工程中占有举足轻重的地位。钻孔灌注桩是一种较为普遍的基础形式，在公路桥梁建设中应用广泛。其主要施工环节包括机械钻孔和灌注水下混凝土。桩基础按传力和作用性质的不同，主要分为端承桩和摩擦桩。端承桩是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载直接传给桩端的坚硬土层上的桩。摩擦桩是指沉入软弱土层一定深度，将建筑物的荷载分布到四周的土中和桩端下的土中，主要是靠桩身侧面与土之间的摩擦力承受上部结构的荷载。

2 塌孔和斜孔

2.1 塌孔

（1）护筒的制作及埋置不合理。护筒是用448 mm厚的钢板制作成，护筒内径要比桩径大200 mm～400 mm，长度一般不小于2 m，其中要保持护筒上口高出地表30 cm以上，护筒的埋置深度应根据设计要求或桩径及水文地质情况确定。护筒周围要用黏土回填并压实，以防止护筒移位。

（2）泥浆配置不符合要求。在理论上是要求泥浆浓度越高越好，但若泥浆太浓，在后期混凝土的浇筑过程中，由于泥浆产生的压力过大，混凝土上升阻力相对较大，容易造成堵管现象，若泥浆太稀，起不到护壁作用，因而对泥浆浓度的控制非常关键，应按设计及规范要求严格控制泥浆的浓度，在钻孔过程中随时检测泥浆的浓度，如发现过稀，要及时加土调浆。

（3）孔内水头压力不足。在钻孔时，要时刻保持一定的水头高度，以保证孔内有足够的压力从而保证孔身土层的平衡。当孔内水头较低时，会导致对孔壁的压力不足，在周围土的压力下，孔身无法保持平衡，就会向孔内坍塌。为防止塌孔，正常孔内水头要始终保持高出地下水位1 m以上，若孔内水位下降，要及时向孔内灌水，以维持水位。

2.2 斜孔

（1）钻机架发生倾斜。因钻机前端钻头连接钻杆部位相对沉重，在钻进过程中，钻机架会不断地向钻机前端发生倾斜，若场地较为软弱，倾斜现象更为严重。因此，在对钻机进行调平时，往往会将钻机前端连接钻头的部位较后部稍高，这样，随着钻机前端的不断下沉，慢慢的钻机架就会恢复到竖直的状态下。

（2）在钻进过程中，当钻头遇到地下障碍物或坚硬异物如岩层等时，会将钻头打偏，此外如果钻头两侧的土层一边较软弱松散一边较坚硬密实，钻头在坚硬土层中钻进遇到的阻力比较大，会向遇到阻力相对较小的软弱土层的一边发生偏移并继续钻进，这样钻头就偏离了中心线位置，从而造成斜孔。因而，在钻进过程中，要经常检测钻头偏移情况，如每钻进几米或者每钻进一杆深度就进行检查，以便及时做出调整。

3 钢筋笼下放不到位原因及防治措施

3.1 缩径的主要原因

（1）塑性土膨胀。如果地下土质层含有塑性土，在钻孔完成之后，由于塑性作用下，土体向孔内发生膨胀，造成孔身直径缩小。

（2）孔内压力不足。当孔内水头偏低，压力不足时，孔身土在周围土压力下，向孔内压缩，使孔身直径缩小，如果继续压缩的话，会导致塌孔。

3.2 防治措施

成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀，如出现缩径，采用上、下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

4 剪球时卡管和浇筑过程中堵管

4.1 剪球时卡管

（1）剪球制作不规范。剪球一般可用木球或混凝土制成圆柱状，其直径宜比导管内径小20 mm～25 mm，用30 mm～50 mm厚的橡胶圈将其包裹住。剪球的作用主要是堵住料斗下料口与导管的接口，以使得料斗内保持一定数量的混凝土，在下放首批混凝土时能连续不间断，保证首批混凝土能完全掩埋导管底口，防止混凝土桩出现夹层。

（2）混凝土施工性能不佳。由于水下混凝土浇筑的特殊性，混凝土的坍落度一般比较大，基本设计规定在18 cm～22 cm之间，如果混凝土坍落度过小或拌和不均匀，加上混凝土在料斗中粗骨料较重会下沉，可能导致料斗口处粗集料过于集中而互相挤压堵塞料斗口，那样即使剪球已下落，混凝土也难以下落。

4.2 浇筑过程中堵管

因某些原因（如断电、机械故障等）造成混凝土在导管内停留时间过长，或浇筑时间过长，部分混凝土已经初凝，使得混凝土下落阻力增大而造成堵管。这种事故要以预防为主，在浇筑前应进行全面检查，充分做好事前准备工作，尽可能保证混凝土浇筑的连续性。而在炎热季节施工时，混凝土内还应掺加一定比例的缓凝剂，以延长混凝土的初凝时间，避免混凝土过早发生初凝，造成堵管甚至断桩等一系列问题。如对运输车辆、拌和设备等要做好检查并合理安排，在浇筑前要准备好发电机，以保证在突然发生停电时能及时发电，继续完成浇筑。如出现堵管，处理好后对该桩的质量仍有疑问，则可在成桩28 d后，利用动测技术对桩身进行检测，原理即是利用声波在不同介质中传播速度的不同，检查是否断桩或者在桩身中出现夹层。

5 埋管和断桩

5.1 埋管

（1）导管安装位置不合理。为防止导管被钢筋笼挂住导致无法上提，在安装导管时，应不断调整导管的位置，尽量将导管安装在孔中心线位置，避免导管与钢筋笼接触，如果在浇筑过程中导管被钢筋笼挂住，应左右转动导管，使导管与钢筋笼分离，再继续浇筑。

（2）导管埋深过大。导管埋在混凝土中的深度越大，其与混凝土的摩擦力就越大。一旦过深，导致摩擦力过大，导管可能无法拔出。正常埋管深度以控制在2 m～6 m之间为宜。

（3）混凝土发生初凝。因浇筑时间过长，导致先浇下去的混凝土已经开始初凝，将导管凝结在混凝土中而无法拔出。因此，为防止混凝土初凝，应尽可能的缩短浇筑时间，并应在浇筑过程中上、下活动导管，在必要的情况下，如炎热季节，还可添加缓凝剂延缓混凝土的初凝。

5.2 断桩

在桩基施工中，断桩属于重大质量事故之一，造成断桩的原因主要有以下几种：

（1）在混凝土浇筑过程中，导管提升幅度过大，导管底口脱离混凝土面，泥浆等异物进入混凝土中，在混凝土中产生夹层。

（2）在浇筑过程中，因浇筑速度过快，导管内含有空气时，会形成一个高压气囊，造成混凝土浇筑失去连续性，从而在混凝土内部形成夹层。当出现这种情况时，要减慢混凝土的浇筑速度，让后续混凝土徐徐灌入，不可整斗地将混凝土灌入导管。

在混凝土浇筑完成后，如果对该桩有质量上的怀疑，则要等到混凝土达到28 d龄期后，经过成品桩质量检测才能判断是否合格，其检测分为两步：首先对桩进行超声波检测，其原理是利用声波在不同媒介中的传播速度的不同，根据声波在混凝土中的传播速度的异常变化，来判断混凝土桩身中是否有夹层或裂缝，如经过声波检测判断桩身有异常情况时，还可以通过钻芯取样的办法，即利用取芯机钻取经声波检测有问题部位的混凝土，然后直接进行外观观察及强度检测，通过检测结果得出最终结论。

如确定断桩，采取的补救措施有：①如果该桩较短，可采用沉桩的办法，将该桩通过锤击下沉，然后在该桩位上重新浇筑一根桩；如果该桩较长，可对该桩进行爆破处理，但必须要采取一定的防护措施，进行小范围内的局部爆破，在确保人员安全的情况下，尽量做到不影响周围土层以及附近已完成的工程或建筑物。②如果出现夹层，上述两种处理措施既费时又费力，而且代价高昂。此时，可采用高压喷射注浆法进行处理，具体施工操作方法如下：在桩顶布设3个钻芯孔，钻芯取样至缺陷部分以下50 cm，仔细分析缺陷处芯样，查明缺陷部位和范围，将注浆管通过钻孔设置到夹泥区，用高压水泵将高压水流对缺陷段自上而下进行切割喷射，当从一孔喷射水流而从另一孔溢出时，可认定缺陷段已打通，再换另外一孔进行处理，直至3个孔全部打通。钻孔之间连通之后，压入清水进行排渣，当出口水全部变清后，清渣工作结束，然后再压入同强度的混凝土进行补强处理。处理完成等28 d龄期到后进行强度检测，检测结果合格，即表明处理措施成功，通过验收，可进行下一步工作。

6 结束语

钻孔灌注桩施工中，钻孔灌注桩施工的顺利进行在很大程度上依赖于施工人员的作业水平及工作态度，要确保钻孔灌注桩良好的工程质量，就要做好每一步的工作，切实加强质量管理意识，严格按照施工技术规范执行，不断提高施工管理水平，努力提高科学技术水平，相信我们有能力防止质量事故发生、确保工程质量得到有效控制。