钻孔灌注桩质量通病的成因及其预防

姜岩 孙嘉蔚

摘要：钻孔灌注桩可以穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层，是桩基础中常见的一种基础形式，因其施工速度快、占地少、相邻干扰少、承载力大，被广泛应用于各类建筑工程的地基加固工程中。但若施工操作不当，很容易使钻孔灌注桩发生质量通病，进而威胁桩基工程的安全。本文首先列举了钻孔灌注桩施工中常见的质量通病，然后对各种病害的原因进行了分析，并相应提出了预防的措施，最后提出了钻孔灌注桩质量控制的措施。

关键词：钻孔灌注桩；质量通病；桩基；钢筋笼；断桩

Abstract: the cast-in-place pile can through various soil complex or soft hard soil changes greatly, it is common in pile foundation of a base form, because of its construction speed is quick, covers an area of less, adjacent less disturbance, bearing capacity is big, is widely used in all kinds of construction engineering foundation reinforcement engineering. But if the construction improper operation, it is easy to make bored piles common quality faults occur, and threat the safety of the pile foundation engineering. This paper lists in bored pile construction common quality problems, and then the cause of the disease were analyzed, and put forward the corresponding prevention measures, and finally puts forward some measures of quality control bored piles.

Keywords: bored piles; Quality problems; Pile foundation; Steel reinforcement cage; Broken pile

中图分类号：U443.15+4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、钻孔灌注桩施工中常见质量通病

钻孔灌注桩承受垂直荷载压力，桩顶位置承受压力相对桩下部承受压力要大得多，但钻孔灌注桩的成桩工艺是上部混凝土的强度低，中下段混凝土的强度高，这与实际受力状况是相反的，若不严格控制，容易导致桩上段强度达不到质量要求，使钻孔灌注桩产生质量通病。常见的钻孔灌注桩质量通病有：塌孔、斜孔、缩颈、断桩、桩身离析、钢筋笼上浮、孔壁泥皮过厚、孔底沉渣过厚、桩基偏位等。

二、钻孔灌注桩质量通病产生的原因分析

（一）塌孔原因

塌孔是在成孔过程中孔壁出现局部坍落的现象。造成塌孔主要有以下几个原因：

1、在有砂卵石、卵石或流塑淤泥质土夹层中成孔，这些土层不能直立而塌落。

2、局部有上层滞水渗漏作用，孔口周围排水不良、土质松散使该层土坍塌。

3、成孔后没有及时浇筑混凝土，待灌时间过长或者下钢筋笼时挂破孔壁而造成桩孔坍塌。

（二）缩颈原因

钻进成孔时，地层在应力释放过程中发生缓慢变形，导致孔径变小而造成缩颈现象。桩孔缩颈将导致桩的截面变小，桩基承载力降低，混凝土钢筋保护层变薄、钢筋裸露、钢筋锈蚀严重，桩孔产生缩颈主要是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩造成的。

（三）断桩

断桩是指灌注不连续，混凝土产生中断，桩基整体性受到破坏。断桩产生的主要原因：

1、在混凝土浇筑中，由于混凝土供应不足，无法连续浇筑，孔内混凝土已达到初凝，导致后续混凝土无法下灌，从而形成断桩。

2、如果较大的杂物混入混凝土，或者有部分粗集料粒径过大，导管被卡住，导致灌注中断。

3、混凝土质量不符合要求。当混凝土发生离析或者坍落度太小时，其流动性比较差，在灌注混凝土过程中，发生卡料现象。

4、在混凝土浇筑过程中，导管不小心拔出混凝土面或者导管发生漏水， 在混凝土中混入泥浆，也会形成断桩。

5、由于孔壁坍塌或者泥浆含砂量过高，因为沉淀、浮浆稠度过大，混凝土上返困难，造成灌注中断，形成断桩。

（四）钢筋笼上浮

已经沉放到设计深度位置的钢筋骨架，在浇灌混凝土的过程中，骨架位置比原设计位置高出，俗称“浮笼”。导致钢筋笼上浮的原因有以下几点：

1、钢筋笼骨架内径与导管外壁间距小，粗骨料粒径偏大，主筋搭接焊接头未焊平，在提升导管过程中，法兰盘挂带钢筋笼；

2、钢筋骨架主筋弯曲、骨架整体扭曲，箍筋变形脱落或导管倾斜，使钢筋笼与导管倾斜，使得钢筋笼与导管外壁紧密接触；

3、导管与钢筋笼之间混凝土已凝结，提升导管时将钢筋笼带出；

4、混凝土浇灌速度过快，混凝土面升至钢筋笼底，产生向上“浮力”，导致钢筋笼浮上来。

（五）桩基偏位

基坑开挖后，对照轴线检查桩位，桩位偏差超出允许范围。导致这种现象产生一方面是由于施工人员放样有偏差或钻孔机械定位不准确；另一方面是由于开挖基坑时一次性挖土深度过大，土侧压力造成桩位错动。

三、钻孔灌注桩质量通病的预防措施

（一）塌孔的预防

1、采取有效措施消除不良地层的影响。对于杂填土地层，当杂填土比较薄时，可以直接挖除，再用钢护筒进行护壁；当杂填土比较厚时，可以通过调整钻探工艺来防止其塌孔。砂层塌孔的主要原因是泥浆水头压力过小，当泥浆水头压力大于地下水头压力，就可保持孔壁稳定。当泥浆水头压力差过小时，通过筑台提高孔口高度等措施，提高泥浆的水头压力，保持孔壁稳定，也可以选用优质泥浆的方法来解决。

2、严格按照规范进行施工，各道工序保证高质量，这是防止桩孔坍塌的重要措施。

3、严格掌握成孔与灌注的时间差，防止软土地层释放应力，保证在地层发生蠕变前完成钻孔灌注混凝土。

（二）缩颈的预防

水下桩的另一个病害就是缩颈，在干孔浇筑中不存在这种情况。产生缩颈的主要原因就是土层中含有膨胀土。水下成孔之后，膨胀土遇水膨胀，导致孔壁变小，钢筋笼无法下放。解决这个问题方法就是上下提升钢筋笼扫孔，清除孔底沉渣，直至钢筋笼能顺利下放。

（三）断桩的预防

1、加快成孔的速度，减少孔壁变形的时间，以便尽快浇筑混凝土，达到混凝土侧压力抵消桩孔内土层释放的应力。

2、在钻孔施工过程中，采用与孔径一致的探孔器，随时检查成孔的变化情况，如果发现异常，可使用钻机重新进行扫孔。

3、整个混凝土灌注过程一定要连贯，禁止断续灌注。必要时混凝土中加入适量缓凝剂，延缓混凝土初凝时间。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。

4、灌注过程中不要猛烈往复地拔动导管，且埋管深度要符合规范要求，必要时在导管外部下入泥浆管进行循环，确保孔璧稳定。

（四）钢筋笼上浮的预防

1、钢筋笼初始位置应定位准确。施工过程中，由专职质检员到场把关。安放钢筋笼要保证对中，尽量使钢筋笼中心线与孔位中心重合，最大偏差不大于1cm。

2、吊放采用悬挂器，双耳固定，并与孔口固定牢固，准确控制笼顶标高，防止钢筋笼的上浮与下沉。

3、钢筋笼搬运、吊装过程中要防止变形。

4、加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5～2.0m。

5、灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管的埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。

6、应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2～4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。

7、当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。

（五）桩基偏位的预防

1、在正式钻孔施工前，首先要进行场地平整，定位放线必须按照设计图纸进行，经过严格校核无误后才能进入桩基施工。

2、在施工场地的周围和场地内不容易发生位移的地方，根据施工需要设立一系列的控制桩。在钻机就位之前，利用桩位与控制桩之间的位置关系复核桩位，确保桩位的准确性。

3、提前开挖桩孔，将桩位点放入孔底。在施工之前，将桩孔开挖至0.5～1.0 m，还可以依据场地的施工特点，将桩孔填埋或者保留。

四、钻孔灌注桩质量控制措施

（一）加强对施工人员的业务培训

人员素质是影响工程质量的重要原因，很多质量问题都是因为施工人员素质不高、质量意识淡薄、未严格按操作规程和施工规范进行施工造成的。因此，质量控制首先要对施工人员进行控制，在施工前和施工过程中强调坚持“质量第一”的重要性，不断灌输“质量第一”的思想，以达到加强质量意识、提高施工人员素质的目的。

（二）确保钢筋笼的制作质量

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。

（三）做好桩身质量验收工作

钻孔灌注桩质量的检验内容和方法应符合规范的规定，通常检测承载力采用桩荷试验或大应变动测法，而检验桩身质量一般是通过对钻芯样实施超声波检测进行检验，抽查数量不少于总桩数的10%，若工程需要时，还可相应增加检验数量直至逐根检查。

结语

钻孔灌注桩属于整个工程中的隐蔽项目，因此对其质量的控制有一定难度。在施工之前应该加强对这些常见质量通病的分析，并制定相应的预防对策，强调现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩基各个施T环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制才能得到保证。

参考文献

[1]乔志春，范忠前.质量控制点在钻孔灌注桩施工中的应用[J].建筑经济，2007.7.

[2]张辉.钻孔灌注桩通病的防治及处理[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版)，2010.5.

[3]李晓波.钻孔灌注桩质量通病的成因及其预防[J].建材技术与应用，2004.3.