公路桥梁钻孔灌注桩施工质量问题分析与防治措施

马生龙

【摘 要】 钻孔灌注桩基础以其承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、耗材少、适应性强、成本适中和施工简便而广泛用于公路桥梁工程中。本文从目前公路桥梁建设的实际情况出发，分析了钻孔灌注桩水下清基难以彻底、孔壁坍陷、护筒冒水、缩颈、成孔偏斜、卡管、钢筋笼上浮、断桩、桩身倾斜、桩身纵横向偏位较大等通病产生的原因，提出了防治措施和施工注意事项。

【关键词】公路桥梁；灌注桩；质量通病；防治措施

在桥梁结构中，钻孔灌注桩作为一种基础形式，以其适应性强、成本适中、施工简便等特点，被广泛应用于公路桥梁及其他领域。灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素较多，对其施工过程每一个环节都必须严格要求，对各种影响因素必须详细考虑。如地质因素、钻孔工艺、护壁、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不当，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，直至影响工期，并对整个工程质量产生不利影响。

1.公路桥梁钻孔灌注桩施工质量问题分析

1.1孔壁坍塌造成孔壁坍塌的主要原因：（1）护筒周围未用粘土填密而漏水或护筒埋深不够，致使护筒周围水分渗入孔内，水流冲刷孔壁造成塌孔。（2）钻孔作业过程中未及时向孔内加泥浆，或泥浆大量损失，使孔内泥浆面低于孔外水位，或孔内出现承压水，或泥浆密度不够而造成泥浆护壁不好，使地下水在渗入孔内的过程中冲刷孔壁。（3）在提升钻头、下落导管或吊放钢筋笼时碰撞孔壁造成塌孔。钻具钻进速度过快、空钻时间过长使松散的孔壁受扰后造成塌孔。（4）施工组织安排不周致使工序衔接不紧密，成孔后空置时间过长，泥浆发生沉淀，造成上部泥浆比重过小，泥浆护壁遭到破坏。

1.2钻孔偏斜产生钻孔偏斜的主要原因：（1）钻机安装就位稳定性差，作业时钻机晃动不稳，或钻头磨损、部件松动、钻杆导架不垂直，或钻杆弯曲、接头不直均可造成钻孔偏斜。（2）钻孔施工时地面松软或软硬不均匀，或土层呈倾斜状分布，或施工时遇到较大的孤石或其他硬物，或在粒径大小悬殊的砂、乱石层中钻进时钻头所受阻力不均而造成。

1.3钻孔漏浆产生钻孔漏浆的主要原因：（1）护筒埋设过浅，或护筒四周回填粘土不密实或护筒接缝不严密，在护筒底或护筒接缝处发生渗漏。（2）在成孔过程中或成孔后，遇到透水性强或有地下水流动的土层而引起泥浆向外渗漏。孔内水头过高，使孔内水压高于孔外水压，孔壁发生渗漏。（3）地层地质情况不良，钻孔穿越岩溶层或裂隙带，使孔壁周围有大量裂隙或孔洞而导致泥浆渗漏。

1.4钢筋笼偏位、变形或上浮

（1）钢筋笼过长，箍筋未起到作用，使得钢筋笼的刚度不够，吊入孔内后钢筋笼发生变形。钢筋笼上未设垫块或耳环控制保护层厚度，或桩孔本身偏斜或偏位。

（2）钢筋笼吊装时未垂直缓慢下放，而斜插孔内使保护层厚度不够而使钢筋笼偏位。

（3）当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底部距离钢筋笼很近，由于灌注的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮。

（4）当灌注的混凝土超过钢筋笼且导管埋深较大时，若其上层混凝土因浇注时间过长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼之间产生一定的握裹力，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浮。

1.5断桩出现断桩的主要原因：

（1）灌注水下混凝土时，由于导管插入混凝土深度不足，混凝土的翻涌力不够，无法将顶层泥浆持续上推，导致混凝土被泥浆稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固。受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土中而使水灰比增大，形成桩身中局部混凝土不凝固。

（2）封底混凝土数量不足，未能将桩底残渣全部翻至混凝土上，形成泥浆夹层。在灌注混凝土时，导管提升量过多，露出混凝土面造成沉渣沉积成层。

（3）在灌注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法，使混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞。

（4）在灌注混凝土时，出现停电、机械故障等事故使桩基混凝土灌注不连续，或在某一位置因故停留时间过长造成夹层或形成施工缝。

2.防治措施

2.1孔壁坍塌

（1）在松散易坍的土层中钻进时，应适当埋深护筒，并用粘土密实填封四周，防止护筒周围水分渗入冲刷孔壁。

（2）钻机钻进过程中应及时添加新鲜泥浆，使孔内泥浆面高于孔外水位。同时还应随时观察土层变化。

（3）在提升钻头、下落导管时应保持垂直，避免碰撞孔壁。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁。

（4）按照正常的速度钻进，不要进尺太快或避免在一个地方钻进时间太长，以免对孔壁产生过大扰动。

2.2钻孔偏斜

（1）施工场地应夯实平整，确保钻机平台稳固。安装钻机时应对导架进行水平或垂直校正，钻杆位置偏差不得大于规定值。在施工过程中应经常检查钻孔设备，发现钻杆弯曲时要及时维修或更换。

（2）在不均匀地层中钻孔时，应采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层或软土层时，要控制钻进速度，应低速钻进。

（3）当钻孔出现偏斜时可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土。如纠正无效，应向孔中局部填入石子、粘土至偏孔处0.5m以上重新钻进，慢速提升、下降，重复扫孔钻进纠正。

2.3钻孔漏浆

（1）在埋设护筒时坑底与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0～1.5m的水头高度，并控制孔内水头高度，不要使压力过大。

（2）钻进时钻头起落应准确、小心，防止碰撞护筒。适当加大泥浆密度或向孔中倒入粘土，钻机慢速转动填糊孔壁，或在回填土中掺入片石、卵石并反复冲击，增强护壁强度及护筒周围和底部接缝处密实度。

（3）施工中如发现护筒冒水，应立即停止钻孔，并用粘土在护筒四周填实加固；若护筒严重下沉或移位时，应重新安装护筒。

2.4钢筋笼偏位、变形和上浮

（1）钢筋笼过长时应分多节制作，并应焊接或增设箍筋以增加钢筋笼刚度，在钢筋笼主筋上应每隔一定距离设置混凝土垫块或焊接耳环控制保护层。钢筋笼搬运和吊放过程中要防止变形。

（2）在灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土灌注的标高及导管埋深，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。

2.5断桩

（1）成孔后应认真清孔，一般采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，必要时应多次清孔。清孔后要及时灌注混凝土，以避免孔底沉渣超过规定。

（2）孔口护筒埋深一定要符合规定，以防孔口塌方。吊放钢筋笼过程中不可碰撞孔壁，以防孔壁坍塌。

（3）导管接头用方丝扣连接，并设置橡胶圈密封严密，确保导管的密封性。灌注混凝土应从导管内灌入，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。

（4）灌注混凝土前应认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。准备灌注的混凝土要足量，并严格控制混凝土的拌和质量，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。

（5）在混凝土灌注过程中应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。

3.结语

钻孔灌注桩施工时存在的通病是在桥梁施工中经常遇到的问题，如何采取一定的技术措施和质量保证措施防止通病的产生，只有周密计划、精心组织、精心安排，制定和采取有效的防控措施，控制和确保每一环节、每道工序的施工质量，才能确保整个桩基质量，并最终保证桥梁工程的百年大计。

参考文献：

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[2]徐伟，郭正红，骆艳斌.桥梁施工[M].北京：人民交通出版社，2013.

[3]李永清，周太震.钻孔灌注桩工程质量缺陷分析与防治技术[J].西部探矿工程，2013，（8）：200-201.