浅论水利工程钻孔桩施工及控制要点

何新

【摘要】水利工程中钻孔灌注桩技术自使用以来，以其工艺简单、承载力大、适应性强等特点迅速在全国基础工程中得到广泛的推广应用。但由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面地下进行，其施工过程用肉眼无法直接观察，成桩后也不能进行直接开挖验收，只能通过超声波检测，是容易出现质量问题的一种基础形式。本文就钻孔灌注桩施工过程中的常见质量问题及控制措施做一初步探讨。

【关键词】水利工程；施工；钻孔灌注桩；质量；控制

0引言

在水利工程中钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适應性、施工简单易操作且设备投入一般不是很大，因此在各类桩基工程中都得到了广泛的应用。

1缩颈

缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题，主要由于桩周土体在桩体浇筑过程中产生的膨胀造成。针对这种情况，应采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，MI—JTL壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。另外，可采用上下反复扫孔的方法，以扩大孔径。

2导管进水

在浇筑混凝土过程中，有时会发生由于过量上提导管，使接头部分产生漏水等情况，将造成混凝土离析、流动等质量事故，在桩身上留下致命的质量隐患。

主要原因：导管连接处密封不好；初灌量不足，混凝土未能埋住导管，泥浆从导管底部进入；导管提升过多，混凝土埋深太小泥浆随浮浆侵入管内。

处理方法：检查导管，重新设置或更换提出导管，清除已灌入的混凝土，重新开始灌注；当混凝土已浇灌较多时，应暂停灌注提出导管，下一个比原孔径小一级的钻头钻至混凝土一定深度后起钻，重新清孔后，将导管下至中间小孔内重新进行灌注。

3钢筋笼上浮

成孔后，在浇注混凝土时，有时钢筋笼会发生上浮，其主要原因有清孔质量差，孔内残留大量的泥块和泥皮随混凝土浆面上升，在钢筋笼底部形成泥塞（钢筋笼配制不通长的情况尤其要引起注意）；混凝土流动过小；导管在混凝土中埋置深度过大；钢筋笼制作质量不佳，有不直和变形情况；钢筋笼与孔口固定不牢，自身重量太轻。钢筋笼会发生上浮处理措施如下：

3.1套管底部内壁黏附砂浆或土粒，由于管的变形，使内壁产生凹凸不平，在拔出套管时，针钢筋笼带上来，此时，应注意在成孔前，必须首先检查最下部的套管内壁，当堆积大量粘着物时，一定要及时清理。如确认有变形，必须进行修补待成孔结束时，可用张大锤式抓斗，使其反复升降几次，以敲掉残余在管内壁上的土砂，确保孔底水平。

3.2当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小，有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时，会发生钢筋上浮现象，出现这种问题处理的方法是，使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。

3.3钢筋笼自身弯曲，钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，套管倾斜等，使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时，也将造成钢筋笼上浮。在处理此类问题时，应注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在运输工程中的碰撞等因素引起的变形，在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等。不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部。在贯入套管时，必须注意汽锤直度。

3.4由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。当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。

3.5钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。

4断桩

主要原因：灌注时导管提升过高，使导管底部脱离混凝土层；出现堵管而未能进行及时处理；灌注作业时间过长或混凝土质量较差，当表层的混凝土失去流动性时，如果继续灌注混凝土，则表层下部的混凝土会沿着导管壁顶破表层混凝土面而上升，将把含有浮浆和沉渣的表层包裹起来，从而形成断桩。

处理方法：施工过程中操作不当或机械故障造成的导管提空或混凝土卡管现象需果断及时进行处理。对于灌注初期的断桩可考虑采用如下方法进行处理：刚开始灌注时即出现问题，孔内混凝土不足3m，则立即用气举法吸渣，将尚未凝结的混凝土清除干净，再重新灌注；如果已灌注一定高度（20m以内），混凝土已凝结，如果孔深在50m以内，在割除部分钢筋笼后用冲击钻将混凝土全部冲碎清除，重新灌注；已灌注较大高度，离孔口不到20m。这种情况下可以采用内套钢护筒，清水接桩的方法，以牙轮钻（直径比钢筋笼稍小）扫除1.5m厚的表层混凝土，然后制作一条比护筒稍小、比钢筋笼直径稍大、尽量接近设计桩的钢护筒，从钢护筒和钢筋笼之间插入孔内，直至混凝土表面。按照施工惯例护筒比设计直径大20cm，因而内套护筒的直径可比设计直径稍大5-10cm，内护筒外焊接定位钢筋，防止护筒偏位。如放入有困难，可用震动锤协助打人，再将孔内泥浆换成清水，由潜水员潜入护筒底部，将砖头周围未能清除的混凝土浮渣凿除，最后在清水条件下第二次浇筑混凝土。经声测或抽心检查的结果来看，效果较好；如果桩距离桩顶的距离很短可以采用冻结法，在桩外周围钻孔，放置冷凝管，将混凝土以上、护筒以下的孔壁土体中的水冻结，形成强度5-10MPa的冻土帷幕，达到人工处理断面并在干处浇筑混凝土的目的。在冷冻孔内浇筑混凝土时应注意采取降低水化热措施，并掺加防冻早强剂，以避免混凝土遭冻害及产生温度裂纹。

5钻孔灌注桩在施工中的质量控制要点

5.1加强对地质情况的调查和研究

钻孔灌注桩在施工中比较容易发生质量事故，除操作不当引起的事故外，有很多是由于地质条件复杂，或者对地质情况的特殊性没有引起足够的重视而造成的，因此在施工中应加强对地质条件的调查和研究。在施工中应充分调查和研究下述地基条件：持力层的强度和深度、有无砾石层或卵石层及其粒径的大小、持力层以上的各土层的软硬及其特性、地下有无障碍物等。只有对以上各种地质情况充分了解，才能比较合理、科学地选择施工工艺和施工参数，同时对容易出质量事故的地层采取针对性的防范措施，减少质量事故的发生。

5.2偏差的控制

灌注桩成孔施工的允许偏差应满足规范要求：单桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩，其桩位允许偏差应控制在d/6且不大于l00mm；条形基础沿轴线方向和群桩基础中间桩，其桩位允许偏差应控制在d/4且不大于150mm。因为已经成桩的钻孔桩事后是无法进行纠偏的，所以在施工中必须严格控制桩位偏差。经基础开挖以后，如果发现有桩位偏差不能满足规范和设计要求，则必须采取补救措施。一般情况下，如果偏差不是很大，设计会考虑加大承台或地梁等技术措施进行处理；如果偏差很大，一般只能采取补桩进行处理，而补救起来也很困难，因为此时基础已开挖，给机械设备的安装、移位、施丁操作等都会带来极大的不便。

为了有效地对桩位偏差进行控制，首先要把好测量关，每个桩位必须复核，避免机组人员采用“十”法进行定位开钻；最好使用全站仪进行测放，因为使用经纬仪和钢尺容易发生人为的误差或错误。其次，安放钢筋笼时在顶笼四周必须设置砂浆垫块，防止钢筋笼偏位，因为桩位偏差一般是以钢筋笼的中心作为桩中心来进行验收的。

6结语

总而言之，在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。