钻孔灌注桩施工质量问题的成因和处理方法

摘 要：钻孔灌注现已成为路桥工程中的主要基础形式，是目前最具优势的桩基础施工技术之一，由于其属于地下隐蔽工程，易出现施工质量问题，且在实际施工中，由于施工人员、施工环境等影响因素较多，由于出现问题处理不当、质量事故引发的后果相当严重，应引起高度重视。本文根据桥梁钻孔灌注桩的施工体会，针对钻孔灌注桩出现的断桩、偏孔、扩孔、缩孔、钢筋骨架上浮、以及其它现场常见状况，做简要分析和处理，供施工过程参考。

钻孔灌注桩是建筑基础工程中的一种常用技术，在当前公路桥梁基础施工中，占据了重要地位。钻孔灌注桩的施工方式，是采用特定的钻孔机具在所需施工的基础上先钻出圆形孔洞，达到设计标高后再将制作好的钢筋笼放入，随后进行混凝土的灌注而形成的桩基础，其包括场地处理、定位、钻孔、成孔、清孔、钢筋笼制作、混凝土灌注、养护和检测方面，是目前最具优势的桩基础施工技术之一。钻孔灌注桩属于地下隐蔽工程，易出现施工质量问题，尤其是平原地区的摩擦桩更为突出，根据桥梁钻孔灌注的施工体会，针对钻孔灌注桩出现的断桩、偏孔、钢筋骨架上浮等现场常见状况，做简要分析和处理，供施工过程参考。

1 易造成断桩的几种情况

断桩是指桩身混凝土在某一部分出现不连续或某一部分的混凝土严重变质导致整根桩承载力达不到预期目的，严重的不能使用，造成质量事故。容易造成断桩的情况如下：

1.1 坍孔

坍孔在钻孔灌注桩施工中比较容易出现，其特征是孔内水位突然下降，孔口出现大量水泡，出渣量明显增加，钻孔的负荷明显增大，进尺困难或不进尺，若处理不当或不及时，将造成不可弥补的经济损失。

（1）坍孔原因

①泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。

②护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机支立位置不正确，距离孔口太近或钻机直接接触于护筒上，由于在钻进过程中钻机的振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。

③在地质不太好的情况下钻孔时，泥浆的相对密度不足，泥浆性能指标不符合规范要求，钻进速度过快。

④在河道中或是水位过高的地域钻孔时，护筒埋置深度不足，下端孔口出现漏水现象。

⑤清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位时未及时采取补水措施。

⑥清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。

⑦吊入钢筋骨架时，吊车不能垂直下放出现碰撞孔壁现象。

（2）坍孔的预防

①在松散粉砂土或流砂中钻进时，控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。

②清孔时指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。

③放入钢筋骨架时对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

（3）坍孔的处理

①发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

②如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上10～20m，如坍孔严重时全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

1.2 导管堵塞

其现象主要表现为混凝土不能顺利灌注。

（1）导管堵塞原因：

①砂、石等原材料级配不合格或水灰比不正确；

②导管制作不严密，漏水、漏气而出现隔离层；

③灌注不连续，间隔时间又太长导致混凝土凝固等。

（2）导管堵塞的预防

①混凝土的配合比等参数要符合设计要求；

②制作安装导管时一定要保证其严密性；

③灌注整个过程应保持连续完成，应不免拔出导管引起断桩。

（3）导管堵塞的处理

对于混凝土的质量等原因造成堵管，可用粗长钢筋或竹竿疏通管内混凝土，用铁锤敲振导管或把导管适当提起，快速下放利用冲击力使导管疏通。对于混凝土流动不畅发生堵管，可将导管慢慢提升1m左右进行抖动或增加导管的高度多灌混凝土来增加其自重压力，冲开堵塞。对于上述方法均无效时，拔出导管另行处理。

1.3 钻孔漏浆

（1）漏浆原因

①透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失。

②护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。

③护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。

④水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。

（2）处理办法

①冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。

②属于护筒漏浆的，按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。如漏水严重，挖出护筒，修理完善后重新埋设。

2 孔位偏斜

各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。

（1）偏斜原因

①孔中遇有较大的孤石或探头石。

②在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。

③扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。

④钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。

（2）预防和处理

安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者在一条竖直线上，并经常检查校正。

3 钢筋笼上浮

3.1 形成原因

钢筋骨架上浮是施工中遇到的难题之一，其上浮的原因分析如下：

（1）提升导管过猛，不慎挂住钢筋骨架造成上升。

（2）混凝土质量差，离析严重，选择水泥不当，初凝时间不够，坍落度损失严重，造成混凝土面在灌注过程中，上升至钢筋底端时钢筋难以插入混凝土中，推动钢筋骨架上升，有时混凝土面升至钢筋骨架上一定高度时，表层混凝土开始初凝结硬，增大混凝土和钢筋的摩阻力，携带钢筋骨架上升。

（3）钢筋骨架孔口固定不牢，未采取措施固定。

3.2 预防措施

预防钢筋骨架上升，关键是要严格细致地固定好钢筋骨架。下放导管时，应使导管确保在孔位的中心上。在灌注混凝土中，当混凝土面接近钢筋骨架底口时，应放慢混凝土的灌注速度，以缓解混凝土对钢筋骨架向上的冲击力，特别注意导管出口与钢筋骨架底口不得平齐灌注混凝土，一般导管底口与钢筋骨架底口不小于1.0m，当混凝面超过钢筋骨架底部后，可进行正常灌注。灌注桩混凝土施工应严格按配合比配制混凝土，灌注应迅速连续进行。一旦发现钢筋骨架上升，必须放慢灌注速度或停止混凝土灌注，查明原因及时处理，首先选用预压措施，或仔细计算量测导管钢筋骨架的埋置深度，尽可能调整导管口的钢筋骨架下口的距离。当导管不慎挂住钢筋骨架时，吊车不可用力提拉，应适当放松钢丝绳，左右前后慢慢移动，使导管脱离钢筋骨架。

3.3 处理方法

为了防止钢筋笼上浮，在钢筋笼底部增加环向箍筋数量；钢筋笼吊装对中时，将钢筋笼固定在护筒上。控制好清孔的泥浆质量，在浇筑混凝土过程中，在离钢筋笼底端1m时，放慢混凝土浇筑速度，在混凝土面上升到高于钢筋笼底端4m时，慢慢提升导管，使导管下口高于钢筋笼底端2m时，开始正常速度浇筑。

4 结束语

钻孔灌注桩现已成为路桥工程中的主要基础形式，其施工优势不言而喻。不过在实际施工中，由于施工人员、施工环境等影响因素较多，由于出现问题处理不当、质量事故引发的后果相当严重，应引起高度重视，施工单位在施工中要加强管理，提高管理水平，以科学的态度选择施工方案，配以可行的应急处理方案，严格按照规范施工，严格按规程操作，才能避免或减少质量事故的发生或把质量事故降低到最小范围内。

参考文献

[1]管大鹏 孙长娟 王 鹏 《浅谈钻孔灌注桩施工质量事故处理方法》，《中国科技博览》2014（24）：192

[2]戴国鉴《浅析钻孔灌注桩施工技术》 《路桥科技》2014（23）：209

[3]周绍林《桥梁钻孔灌注桩施工技术与事故处理》《江西建材》2014（8）：178

作者简介

黄鹏（1987-），男，汉，湖北省孝感市，学士学位。助理工程师。