钻孔灌注桩施工常见问题浅析

曾明华

（广东晶通公路工程建设集团有限公司，广东 汕头 515041）

1 概述

在桥梁桩基础工程中广泛应用的钻孔灌注桩因在地下、水下灌注成桩，隐蔽性强，不便监测，故从场地准备、钻孔、清孔、到水下混凝土的灌注，各环节均易发生各类事故，以至造成严重损失。因此，根据现场地质、水文地质条件，采取科学、合理的预防措施，对于保证桩基质量，有着重要的意义。而钻孔灌注桩桩底回淤量的大小，直接影响到桩基承载力的大小。只有控制和减小桩底回淤量，才能有效保证和提高桩基质量。

2 钻孔灌注桩的事故防范

钻孔灌注桩施工事故主要有塌孔、缩径、浮笼、卡管、混凝土浇筑事故等。

防止孔壁的坍塌。产生孔壁坍塌的主要原因有：孔口表层土松软，护筒长度不足；孔内水头压力不够；土层中地下水压力较高；在砾石层有渗流水或者没水，孔内出现跑水现象；泥浆比重不足；不科学地使用护壁材料；成孔速度太快，孔壁来不及形成泥膜等。因此，应该认真掌握地质柱状图等水文地质、工程地质资料，操作必须适合地质条件。塌孔后应迅速将塌孔以粘土掺加片石或卵石填死，防止地表产生塌陷，放置几天再开钻。

防止缩径的发生。在软土层施工钻孔灌注桩，清孔后，灌注前，钻进时形成的孔内地层压力平衡状态被打破，孔壁四周软土向孔内挤压占位，即形成缩径。这就需要在成孔作业时从钻压和钻速、施工操作等方面进行控制，钻压不宜过大，钻进过程中要严格控制进尺速度，以保证护壁效果。在钻进时经常升降钻头，以达到挤压孔壁的目的，实现孔壁软土排水固结，并同泥浆作用形成较厚的泥皮，以求加强孔壁软土的稳定性，实现降低软土塑变影响的目的。另外，清孔后泥浆比重不宜与钻进时的泥浆比重相差太大。防止施工机具掉入、卡在孔中。在钻进过程中，由于锥头磨损，补焊不及时，导致成孔孔径偏小，补焊后再钻容易发生卡锥现象。因此，在补焊后应逐步边扩孔边向下放锥，严禁一次把锥放到孔底。

防止浮笼。在灌注过程中由于混凝土对钢筋笼的浮力导致钢筋笼升高。钢筋笼的上升是不可逆转的，尤其对于摩擦桩，其钢筋笼底部通常设置在距孔底4 米处。因此，灌注前应把钢筋笼用点焊等方法固定在护筒上。在灌注过程中，混凝土浇筑至钢筋笼底部1m 左右时，降低灌注速度，防止冲力过大。当混凝土面超过笼底4 米以上时，提升导管到笼底上部2m 以上，方可恢复正常灌注速度。

防止卡管。在灌注过程中，除会发生导管卡在钢筋笼内的现象外,还会出现混凝土卡在管中导致浇筑无法进行，其原因大致有：混凝土中碎石粒径偏大；导管某些部位变形，混凝土冲击压力降低；混凝土和易性不好，混凝土有离析现象。另外，首盘混凝土的坍落度应取高限，否则，将导致后来灌注混凝土顶升困难。在卡管发生后，通常采用提升、抖动导管或用大储量料斗增加混凝土的压力并提管的处理方法。因此，需要对骨料粒径、混凝土的塌落度、和易性、搅拌时间等内容进行经常检测和控制。当发现混凝土有离析现象时，要经二次拌和后方可使用。另外，在灌注过程中埋管不宜太小，否则，在卡管后将无法提升导管。

避免混凝土浇筑事故。在灌注过程中，由于混凝土表面深度量测不准确或导管拆管长度计算错误，导致埋管深度不足，以至桩中出现薄弱混凝土夹层，甚至导管拔出混凝土表面，导管进水,形成断桩。因此，在灌注过程中，应认真量测、记录混凝土深度与导管长度，并及时复核数据。施工事故的发生，有其规律性。因此，首先要做到防患于未然，当发生事故时，能做出及时、果断、合理的处理措施，在保证桩基质量的情况下，把损失控制在最小的范围内。

3 桩底回淤量的控制

桩底回淤量的大小是影响桩基承载力的重要因素之一。回淤量的大小决定了清底系数m0值的大小，而清底系数m0 值的大小，决定到桩尖处土的极限承载力的大小。因此，把回淤厚度控制在设计范围内，尤为必要。

回淤的产生。在成孔施工作业过程中，需经常向孔中添加粘土，以用来形成泥膜护壁及用来悬浮钻渣。当终孔以后，为利于混凝土的灌注，需减小孔中泥浆的比重，向孔中注入清水置换稀释泥浆。由于泥浆的稀释，对孔壁的压力将减小。钻进的形成的平衡状态被打破，导致部分松散结构的孔壁不稳定。因此，如果孔壁的土质条件不太好而且护壁效果不佳，易导致孔壁土向孔中塌陷。同时由于泥浆的粘度将降低，泥浆夹裹钻渣及泥沙的能力也随之降低。孔壁土与钻渣等沉积在桩底就形成了回淤。

控制回淤的意义。由于桩底回淤厚度的大小，直接决定了承载力的大小。因此，在钻孔灌桩的施工中桩底回淤厚度成为检测控制的重要指标。在《公路桥涵施工技术规范JTJ041-89 中要求回淤厚度:摩擦桩不大于0.4d～0.6d(其中d为设计桩径)，支承桩不大于设计值。在新颁布的《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000 对回淤厚度有了更严格的要求，对于摩擦桩，桩径≤1.5m，回淤≤300mm；支承桩不大于设计值。以设计桩径为1.3m 桩基为例，在地质土层最不利的情况，对于摩擦桩m0 提高0.1，承载力将提高1/(10mo+28.7)；对于嵌岩桩清孔良好比清孔一般，承载力将提高11.3%。设计文件要求清孔系数m0 不小于0.7，即回淤厚度t 不大于390mm。钻孔施工过程中，为保证有效桩长，需在达到设计孔深后，再预留出可能出现最大回淤厚度所占有的那部分长度。实际钻孔深度要达到设计孔深加上0.39m。而在钻孔进入到坚硬岩层后，由于岩石坚硬，钻机进尺较慢，减小回淤厚度，不仅可以提高桩基承载力，而且还可以缩短工期、减小工程造价。

桩底回淤量的控制。回淤量是清孔到灌注前这一段时间内，所沉积回淤的厚度。有时需要进行二次清孔才能达到要求，这样一来不仅增加了工作难度，而且增加了工作风险，因为二次清孔很容易造成孔壁的塌陷。因此，在实际清孔过程中，就需要具体分析对待每个工程中桩基的地质土层条件，区别对待。当地质条件较好时，清孔后泥浆比重取低值；当地质条件较差时，清孔后泥浆比重取高值。如果泥浆比重降低太大，易引发塌孔等工程事故，而如果泥浆比重降低不到1.10 以下，在灌注过程中，由于泥浆压力较大在灌注到桩的上部后，混凝土压力不足，导致灌注困难，甚至引发断桩等工程事故的发生。根据施工经验，以于地质条件较差的情况，当把钻渣、泥沙清到一定程度，泥浆比重较小后，向孔中及时填加粘土，重新造浆、清孔。即可以避免由于清孔后泥浆比重降低，对孔壁压力减小引发的孔壁塌陷的可能性，又可起到增加裹夹泥沙、钻渣的能力，从而有效控制回淤量。另外，在灌注前应确认导管悬管高度，如导管悬管过高，易使首盘混凝土中水泥被水清洗流失，相当于增加了桩底薄弱层厚度，使桩基承载力降低。

4 结束语

总之，施工时倘若桩基质量不能得到保证，对日后使用安全而言，或将引起相关后遗影响，造成经济损失和相关损失。因此，作为工程技术人员，我们必须对桩基质量问题引以重视，从认识上提高警惕，从管理上加强控制，只有这样，才能为桩基的成桩质量提供更多安全、可靠的技术保障。

[1]周明中.钻孔灌注桩常见问题及控制措施.林业建设，2006.

[2]陈向阳.水下混凝土灌注桩施工的几点注意事项及事故处理.山西水利科技，2001.