近海岸灌注桩施工质量通病特征及全过程控制

田辉

(中交第四航务工程勘察设计院，广东广州 510230)

0 引言

近年来，钻孔灌注桩由于成桩速度快，场地适应能力强，环境效益好，桩基承载力高等优势，正越来越多的在近海岸工程中得到运用。

然而由于海上钻孔灌注桩的施工条件差，且需要在较短时间内完成多个工艺环节，实现对混凝土的隐蔽，如果控制不好，很容易出现一些质量病害，进而影响工程质量。因此，如何解决灌注桩施工过程中的质量通病，加强桩基的质量控制对工程具有较大的实际意义。

1 常见的质量通病特征及成因

钻孔灌注桩在施工过程中，容易出现下面的质量通病。

1.1 桩位偏差较大

1)特征。灌注桩成孔以后，孔底与孔口上下不垂直或者轴线偏差超出规范允许范围。

2)成因。坐标网的控制不够精确，施工平台的平稳性不够及施工机械自身的原因都将导致桩位偏差较大。

1.2 钢筋笼上浮

1)特征。已经沉放到设计标高位置的钢筋笼骨架，在混凝土灌注过程中，随着混凝土灌注高度的上升而上升，也称为“浮笼”。

2)成因。钢筋笼沉放到位后固定不够或首次混凝土灌注速度过快是钢筋笼上浮的主要原因。

1.3 孔壁塌落

1)特征。在灌注桩成孔或混凝土灌注过程中，孔壁材料塌落，导致护筒内水或泥浆位突然上升溢出护筒，并冒出气泡。

2)成因。孔壁材料较差或孔内水头不够是导致孔壁坍塌的主要原因。

1.4 导管进泥浆或堵管

1)特征。混凝土灌注过程中，孔内泥浆从导管的接头处或底端进入导管称为导管进浆;混凝土在导管中初步硬化影响混凝土的继续下沉称为堵管。

2)原因。导管气密性不好或拔管过猛将导致导管进浆;混凝土质量太差或灌注间隔时间过长将导致堵管。

1.5 缩颈

1)特征。灌注桩成孔以后，灌注桩局部断面桩径小于设计断面要求。

2)成因。孔壁材料的吸水膨胀性是缩颈发生的主要原因。

1.6 桩身夹泥或断桩

1)特征。混凝土凝固后，桩中被泥浆或其他疏松体夹入桩芯混凝土形成间断桩。

2)成因。混凝土灌注过程中孔壁材料塌落或拔管出混凝土面是产生桩身夹泥或断桩的主要原因。

1.7 孔底沉渣过厚

1)特征。灌注桩灌注完成后，桩身底部没有混凝土或夹有泥土的桩长超过设计要求值。

2)成因。清孔质量不高是导致孔底沉渣过厚的主要原因。

2 全过程质量控制方案

2.1 桩位偏差较大

1)事前控制。

对近海岸工程建立严格的坐标控制网，确保每个桩位的坐标准确，根据坐标安置好护筒，及时复核护筒的位置和标高。施工前对施工机具进行检验和校核，确保钻杆的垂直度和仪器仪表精度符合要求;根据近海的施工环境搭设稳固的临时施工平台，防止由于转机运动造成机身倾斜，进而影响钻杆的垂直度。

2)事中控制。

开钻初期，合理的控制转速，成孔达一定深度时，检查校核钻架及钻杆的垂直度，确保成孔垂直度在允许范围内，待各方面均正常后，方可开始加速钻孔，在钻进过程中，应用水平尺矫正转盘水平度和机身平稳性，加钻杆时应重新复测转盘水平度;遇到地下障碍物时先对障碍物进行处理，不同土层交接处应降低成孔速度，待平稳穿过后再恢复正常钻进速度。

3)事后控制。

对成孔桩位及时进行复测，倾斜度不大的，利用钻机上下反复扫孔，直至孔壁校直;倾斜度偏差较大，应根据实际情况对倾斜孔段回填砂粘土，待回填土沉积密实后重新成孔。

2.2 钢筋笼上浮

1)事前控制。严格按设计图纸进行钢筋笼的加工，并根据实际情况适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，减少混凝土向上的顶托力;钢筋笼定位准确后，将钢筋笼上端焊接在钢护筒上，利用钢护筒的反作用力防止其上升。

2)事中控制。灌注混凝土过程中，实时掌控混凝土灌注的标高及导管埋深，当灌注混凝土表面在钢筋笼底部上下约1 m时，应放慢混凝土灌注速度，当确定混凝土埋置深度超过钢筋笼约3 m时，及时提升导管。

3)事后控制。当灌注完成后发现钢筋笼出现上浮，要及时查明原因，并会同设计单位对单桩承载力进行验算，必要时进行补桩处理。

2.3 孔壁塌孔

1)事前控制。施工前，在现场进行钻孔试验，参照勘察报告对实际地层进行复核，在基本配合比的基础上进行调配试验，找出最优的泥浆浓度指标。根据现场实际对桩位施工顺序进行合理安排，尽量采用间隔施工;收集并仔细研读潮差变化表，根据潮差变化合理安排每根桩的施工时间，尽量在潮位变化慢的时间区段施工，便于控制桩内外水压差。

2)事中控制。钢筋笼的安放要准确到位，尽量避免刮擦孔壁材料，同时要适当加快焊接，避免孔位空置时间过长。施工中应根据孔径大小及土层情况来调整钻斗的升降速度，一般粘土层，钻进速度较快;在松散砂砾、砂层中钻进时，要适当降低钻进速度;当钻孔通过砂砾等强透水层时，可以适当在泥浆中加防漏剂，必要时可直接向孔内填加粘土，并用钻头挤密搅拌，直到不漏浆为止;土质尤其差的部位不宜空钻，并适当加大泥浆密度。施工过程中，严格控制好泥浆浓度指标，随时进行测定，出现偏差，及时调整，并根据潮差变化增减泥浆，时刻保持筒内泥浆水位高出潮位1 m左右。

3)事后控制。发生轻微塌孔后，立即停止施工，采取保持或适当加大水头等措施，防止继续塌孔，并及时查明原因，然后用吸泥机吸出塌入孔中的泥土;若塌孔较为严重，应该保存孔位，回填粘土掺砂砾，待回填土沉实后，重新钻孔成桩。

2.4 桩底沉渣过厚

1)事前控制。采用先进焊接工艺加快对接钢筋笼速度，减少孔位空置时间，同时钢筋笼沉放时，尽量避免碰撞孔壁。

2)事中控制。钢筋笼沉放完成后，要立即组织进行二次清孔，并对清孔的泥浆浓度指标和沉渣厚度进行实时检测，确保检测结果满足规范和设计要求，清孔后仍不能满足要求时，可以使用真空泵通过管道伸向桩底吸走端部沉渣。混凝土灌注之前，应对首次灌注混凝土方量进行准确测算，确保有足够的混凝土储备量，利用首次混凝土的下沉的巨大冲击力溅除孔底沉渣。

3)事后控制。对混凝土灌注完成后发现沉渣较厚，可以根据实际情况通过注浆补强进行处理，不满足要求时，采取补桩措施。

2.5 导管进泥浆

1)事前控制。混凝土灌注前，应该对导管进行试拼装、试压，试水压力为0.6 MPa～1.0 MPa，确保导管连接部位的密封性。严格控制导管底口距孔底间距，并根据间距计算首次灌注混凝土用量，确保混凝土上升埋入导管深度大于1 m。

2)事中控制。灌注混凝土过程中严格控制导管提升速度，确保导管插入孔内混凝土深度不低于2 m，避免导管底部完全脱离混凝土面。

3)事后控制。对首次灌注混凝土引起的导管进泥浆，应立即将导管及钢筋笼拔出，钻机重新就位后用钻斗将孔内混凝土取出，然后重新下放钢筋笼、导管，并投入足够量的混凝土重新灌注。

若是导管接头气密性不好导致进浆，应迅速拔出旧管，重新插入新管，然后用潜水泵将导管内的泥浆及沉淀物抽出后继续灌注。

2.6 缩颈

1)事前控制。根据试桩结果和勘察报告，对孔深范围的土层进行划分，并根据划分选择成孔速度。

2)事中控制。成孔时，尽量加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。

3)事后控制。出现缩颈，利用钻机上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

2.7 桩身夹泥或断桩

1)事前控制。在混凝土灌注前，严格控制混凝土的质量，确保混凝土的粗骨料粒径、和易性及坍落度等各项指标符合设计规范要求，同时要建立现场实验室，及时对上述指标进行测定;水下混凝土坍落度宜控制在20 cm左右，并满足混凝土灌注和易性的要求。

2)事中控制。做好孔内的泥浆清理工作，达到要求后立即灌注混凝土，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋入深度，避免因为拔管过猛导致导管离开混凝土面。要做好相应安排，确保混凝土灌注过程的连续性，避免出现灌注停歇时间过长;对灌注区段土质较差的部位，要适当减缓灌注速度，必要时进行预处理后灌注。

3)事后控制。对已发生或估计可能发生夹泥或断桩的桩，应采用地质钻机，钻芯取样，作进一步探查，若桩内有局部的蜂窝、松散，根据实际情况采取压浆补强方法处理。对夹泥断面超过规范要求或断桩时，采取补桩的处理方法。

3 结语

钻孔灌注桩作为近海岸工程广泛采用的桩基形式，其质量好坏直接影响上部结构的使用，加之海上施工条件较差，加强对灌注桩施工的全过程质量控制对工程有着较大的现实和经济意义。

［1］ 韩国华.钻孔灌注桩施工中出现的问题及处理方法［J］.山西建筑，2009，35(25)：126-127.

［2］ 张达强.钻孔(泥浆护臂)灌注桩施工中常见的七个质量问题分析［J］.建筑与装饰，2007(8)：177-178.

［3］ 杨海平，周 顺.钻孔灌注桩质量通病的形成及措施监控［J］.重庆交通大学学报，2006(25)：93-95.

［4］ GBJ 50007-2002，建筑地基基础设计规范［S］.