谈对钻孔灌注桩的控制与常规处理措施

时维超

(中铁十六局集团置业投资有限公司，北京 100018)

0 引言

钻孔灌注桩较广泛的运用于公路、铁路、房建、市政等各个领域，其设备构造简单，操作方便，灵活性好，对土质的要求不高、对周围环境影响小、适用面广、安全保障性好、噪声低、振动少等优点颇受广大工程人员的青睐，但在施工过程中常常会遇到诸如坍孔、钻孔偏斜、钻头被卡、流砂、钻头脱落等较棘手的问题，而且往往是突发性的，极易造成较大的经济损失和质量问题，如何避免、有效处理各种问题，对提高工程的安全保障、加快进度、确保质量有着重大意义。

1 常规施工方法及原理

混凝土灌注桩常用的成孔方法有冲击钻成孔、回转钻成孔、潜水钻成孔、钻孔压浆成孔、振动沉管成孔、锤击沉管成孔、人工挖孔成孔等，目前较常用的是冲击钻成孔，其成孔原理主要是通过冲击钻头上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，并通过泥浆置换或掏渣方式将其推携带至孔外。

2 施工工艺

施工工艺流程如下:

场地处理→测量放线→钻机就位→埋设护筒→钻孔→验孔→清孔→清孔检查→安放钢筋笼→二次清孔→检查沉渣厚度→吊放导管→灌注混凝土→拆除导管→桩头处理→检查验收。

3 原因分析及探讨

钻孔开始时常采用低锤小冲程密击，锤高一般控制在0.4 m～0.6 m，及时加块石、粘土和水，孔深至护筒下3 m～4 m后，方可加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5 m～2.0 m以上，转入正常连续冲击;在施工过程中常常会出现以下问题，结合以往施工经验及常规的处理措施与方法进行一一描述，共同探讨。

3.1 垂直度及轴线偏位

1)在钻孔过程中常存在以下情况造成倾斜、跑位现象:存在探头石、孤石，或是基岩面产状较陡，钻头两侧受力不均，产生一侧偏移;钻机底座不水平，或是土基软硬不均，在钻进过程中逐渐产生不均匀沉陷，偏移原来的位置;在施工过程中随意更换小钻头。

2)预防措施:施工前确保场地已平整，局部表层如有存在松软地层须及时处理，一般施工中采用挖除换填处理，深层的软弱地层一般影响不大。钻孔前先用洛阳铲、细钢筋等工具探明此处是否存在地下孤石、障碍物等情况，较浅的挖除，较深的制定相应的处理措施，提前做好准备。钻进过程中每1 m～2 m要检查一次成孔垂直度和轴线偏位情况，一般在现场主要采用吊线锤目测检查，检查锤头在下落过程中钢丝绳是否有倾斜，钢丝绳与十字护桩是否呈三点一线，如有偏差，立即停止施工，及时处理。禁止使用存在严重磨损的钻头，要认真检查钻头是否有严重磨损现象，如有须采取修复或更换处理，禁止换用小钻头。

3)处理方法:发现存在探头石、孤石的情况时，在偏位一侧回填较大块的块石，平衡两边的冲击力，或是将钻机稍移向探头石一侧，高冲程猛击探头石，破碎后再调整位置，继续钻孔，一般现场主要采用前者，后者调整钻机，容易产生桩位偏位，重新加固等一系列新问题;对于基岩面产状较陡的情况，可在偏移一侧回填碎石，加大泥浆比重，充分利用钻头的转动，低冲程、高频锤击、间断锤击，逐渐纠正偏位。处理过程时间较长，容易出现孔壁不稳定的现象，此时必须确保泥浆比重符合要求，并有专人负责监控孔壁周边的沉降情况;因钻机基座在钻孔过程中产生不平衡倾斜造成偏差，其主要原因是原地基表层未处理好，软硬不均，此时必须立即停止施工，采用吊机将钻机吊起，增加底部枕木，提高地基的承载力，调平基座，同时加固支腿处的稳定，防止跑位。

3.2 钻头脱落

1)钻头与钢丝绳连接部位是钻孔过程中主要的受力部件，同时也是磨损最大的部件，出现脱落情况一般存在以下原因:连接件长时间磨损严重，且及时涂润滑油保养，在转向装置连接处或附近磨断;绳卡螺丝松动，或损坏，绳卡锁固力损失，造成松脱;钻头连接件本身存在薄弱面或质量问题;新上场作业人员经验不足，误以为钢丝绳的转动产生较大磨损，将转向连接装置用电焊固结，造成钢丝绳的拧断。

2)预防措施及处理方法:产生钻头脱落的主要原因就是因为前期准备工作未做好，埋下安全隐患，重点加强前期预防措施工作是重中之重，后期处理会给工程造成巨大的损失，因此要重点加强机具设备管理，制定日常检查、保养，维修制度，由专人负责落实;对新上场的工人做好业务知识的培训与学习，具备常见问题处理与防范能力;施工前配备各种打捞设备，如打捞活套、打捞钩、冲抓锥等，必要时配备潜水员。

3)处理方法:一般采用打捞钩、冲抓锥等设备，及时打捞，切不可久拖，必要时采用人工潜水挂钩打捞，但此方法风险大，成本高，一般不使用。

3.3 孔壁坍塌

1)孔壁坍塌是最常见，也是最容易发生的问题，如不及时处理好，将会前功尽弃，现场一般存在以下原因:遇到流砂、软淤泥、破碎地层或松砂层等不良的地质，在地层变化时未及时调整泥浆比重或比重偏低，不能很好的起到固结作用，同时孔外水压比孔内大，孔壁松散，泥浆流失，有时遇到未探明的喀斯特地形，造成泥浆迅速流失，来不及补浆;冲击钻头或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，造成孔壁不稳;成孔后未及时灌注混凝土或下钢筋笼时撞击孔壁造成坍孔。

2)预防措施:在施工前认真核对地质勘察报告，同时做好局部施工部位的复核，探明是否存在特殊地质情况，以防不良地质的影响，对不良地质提前做好处理措施;施工中做好钻孔记录，严格监控停钻时间，禁止空置时间过长，造成坍孔隐患。

3)处理方法:对于局部塌孔现象，一般工地上常采用加大泥浆比重，低幅高频冲击，利用泥浆的固结作用改良周边不良土质。对于较大范围、塌坍较严重的情况，须探明位置，将碎石、砂和粘土(或黄土)混合物回填至坍孔位置以上1 m～2 m，将周边坍孔部位填实后，再重新冲孔，低速钻进，将混合物锤入周边不良地层，做成泥浆结块，形成坚厚孔壁，阻止坍孔。清孔或漏浆时及时补充泥浆，保持浆面在护筒范围内，下钢筋笼前先检查钢筋笼的平直度，避免在预制或起吊过程中弯曲，下钢筋笼时确保垂直度，不撞击孔壁。

3.4 冲击钻头被卡

1)在钻孔过程中由于操作工人的大意或是经验不足，容易造成钻头被卡，一般存在以下原因:钻头未能很好、均匀的转动，造成钻孔不圆，钻进过程中被卡在狭窄的部位，或是遇到大的探头石，落在钻头与孔壁之间，将钻头卡住;长时间使用磨损严重，未及时补焊，所钻的孔径逐渐变小，钻头入孔冲击时被卡;上部孔壁坍落物卡住钻头，或是放绳太多，冲击钻头倾倒顶住孔壁;钻头冲程太高，底部泥浆密度大，粘度过高，以致钻头被吸住。

2)预防措施:施工前检查钻头的转向装置是否灵活可靠，在钻孔过程中也须随时观察转动情况，如有情况，及时处理;做好设备的检查养护制度，重点检查钻机刹车片是否有效，施工中放绳太多的情况多数是因为刹车片严重磨损，刹车失灵造成的;严格控制停钻时间，如遇特殊情况，须在确保泥浆比重的同时，每隔10 min左右进行一次提钻作业;充分利用泥浆泵向孔内泵送性能优良的泥浆，置换粘度过高的泥浆。

3)处理方法:若出现因孔不圆造成的卡钻情况，可将钻头向下活动一定空间进行转动，待转到合适位置后再提起，并反复冲刷孔径变小处的孔壁，提出钻头后及时修复或更换钻头;如钻头倾倒，顶住侧壁，可采用打捞钩或打捞活套助提，同时提高泥浆比重，将坍落物悬浮到洞口，及时清理泥浆池，防止沉渣再度流入孔桩内;如钻头已被粘住吸牢，可将水管下沉至孔底用清水高压冲击，将孔底泥浆冲稀，同时进行向上提拉钻头，如仍不行，可同时采用小型炸药爆破产生的瞬时力量将钻头提起，处理时间越短越好，不可拖延太久，否则会造成坍孔现象。

3.5 冲击无钻进

1)钻孔作业一般是连续作业，快速施工，缩短空孔时间，在施工过程中常常会因为其他原因存在钻孔效率低，作业时间长的情况，一般主要存在以下原因:钻头刃脚变钝或未焊牢被冲击掉，或是孔内泥浆浓度不够，石渣沉于孔底，钻头反复击打渣层。

2)预防措施:施工前认真检查钻头质量，钻孔过程中随时检查，及时修复钻头;施工中认真做好钻孔记录，时时量测孔深及成孔效率，及时发现问题。

3)处理方法:如出现无法钻进或成孔效率低的情况，可向孔内增加粘土块，加大泥浆比重，但不能太大，以沉渣浮起为宜，否则过大的泥浆比重会减小钻头的冲击力，起不到加快速度的作用;同时护壁泥浆变厚，减小后期混凝土桩与周围土层的摩擦力。

4 结语

成孔作业质量的高低决定着成桩作业的成败，如果未处理好存在的问题，将会给日后工程质量埋下巨大的隐患，因此如何高效的处理各种问题，尤其是突发事件，避免安全质量事故的发生是一个长期的课题，因为在实际施工过程中往往还会遇到比上述更复杂、更棘手的问题，这就要求我们施工人员要认真学好专业基础知识，认真总结，正确应用有关规范，熟悉地质资料、设计图纸、相关文件及各项技术要求，不断提高自身的业务素质和技术水平，实事求是，具体问题具体分析，采取各种有效的措施，确保孔桩成孔质量。

[1]《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社，2010.

[2]齐淑珍，贾继国，张业力.浅谈混凝土钻孔灌注桩工艺流程[J].水利科技与经济，2005(15):26-27.

[3]孙新华.钻孔灌注桩施工工艺及常见缺陷处理[J].山西建筑，2008，34(7):141-143.