钻孔灌注桩常见质量缺陷的所致成因与应对举措

李 鹏

新疆北新路桥集团股份有限公司

1 钻孔灌注桩的常见质量缺陷

钻孔灌注桩作为桥梁工程中的重要桩基形式，一旦施工中质量把控不严，极易导致出现桩心偏位、桩身倾斜、桩体沉降超标、断桩、扩径等质量缺陷。而多数桥梁工程项目因所处地质、水文条件复杂，往往须采取泥浆护壁钻孔桩进行作业，然而，此种工艺相对较为繁杂且施工中不确定因素众多，例如，泥浆配比不合理、混凝土浇筑控制不当、孔底沉渣清理不彻底等任一环节的疏忽大意，或是施工前准备不到位、施工中管控不严或突发情况处理不当等，均有可能导致桩基出现上述一系列质量缺陷，如此不仅会对桩基的承载性能造成影响，而且还会直接危及上承结构的安全性、稳定性，进而导致桥梁的质量及安全性大大降低。

2 钻孔灌注桩常见质量缺陷的所致成因与应对举措

2.1 桩心偏位

2.1.1 所致成因

桥梁承台下方各桩基的竖向应力值相等，且上承结构自重及行车等的反向荷载平均分摊至每根桩基，如若桩心出现偏位就会导致下方桩基受力不均，从而致使某根桩基因荷载超限而出现断桩、沉降，并对整个桥梁的强度及稳定性造成威胁。而造成桩基桩心偏位的成因众多，主要表现为：桩位放样时对图纸解读不透彻、计算失误或仪器未整平、数据输入错误、放样保护不到位而出现移动等均会导致实际桩心与设计出现偏差，进而致使桩心出现偏位；或是钻机选型不当、钻进参数设置不当、护筒不规范埋设、钢筋笼偏位等一系列不规范操作均有可能会致使桩心偏位超限。

2.1.2 应对举措

首先，施工项目部在收到来自设计方的图纸后，应及时组织一线施工技术人员对图纸予以细致解读，并结合施工现场实际情况开展图纸会审，同时，测量人员在测量放样、仪器整平、桩位计算等环节务须细心审慎，严格依照放样的相关操作规范要求开展相应放样作业，并落实“二次复核制”，有效避免因测量放样错误而导致的桩心出现偏位；其次，钻机型号选择、参数设置等应结合施工现场钻孔灌注桩实际、地质勘察结果、设计图纸等予以全面综合考量，并在钻机就位后对桩位放样点予以二次复核，以确保钻机能够精准就位；另外，在钢筋笼就位后应及时对偏位情况进行复核，并对存在偏差的情况予以调整、固定，防止钢筋笼出现移位，且混凝土灌注靠近至钢筋笼时应放慢浇筑速度，且在浇筑至钢筋笼2m以上位置时再以正常速度浇筑，进而有效避免钢筋笼因浇筑时顶推力而出现上浮、移位。

2.2 桩身倾斜

2.2.1 所致成因

桩身过度倾斜往往会导致桩基因受荷不均而出现桩身断裂等质量问题，进而影响桩基整体结构的稳定性而危及桥梁的安全稳定运行。究其原因主要是由于：（1）桩基钻进前场地未按规定予以整平处理，使得钻机安装不牢靠、不平稳，以致作业时钻机晃动不稳；（2）钻机就位安装不规范、调校不到位，以致钻机水平度未能达标而导致，钻机钻杆、钻头以及桩位中心三者未能处于同一直线，从而导致钻进出现孔位偏斜；（3）钻杆弯曲不直顺、钻杆接头处因磨损不正而导致钻进时出现晃动，或钻头部位磨损后未及时更换导致钻进时无法做绕心旋转而导致孔位出现偏斜；（4）钻进参数设定不合理，致使钻进时钻头受力不均、“跳钻”而导致孔位偏斜；（5）钻进时遇到软硬交界地层、体型较大的探头石或孤石等，致使钻头碰到后易偏离原位而偏斜。

2.2.2 应对举措

为最大限度防止与规避桩身发生倾斜，可从以下几点做好重点把控：（1）作业队伍进场前务须做好现场“三通一平”，确保施工场地平整、牢靠、无杂物，以确保钻机安装就位后转盘、底座保持水平、牢稳；（2）钻机就位后应规范安装、细致调校，确保钻机位置水平，且钻杆、钻头与桩心处于同一直线；（3）实施钻进作业前须对钻头、钻杆进行全面逐个检查，确保钻杆直顺无弯曲、钻杆接头及钻头完好无磨损，对于出现磨损或弯曲的钻头、钻杆应及时予以维修或更换处理；（4）严格依照地质资料信息进行钻进参数设置，确保整个钻进过程钻头均匀受力，并严格依照既定的钻进参数、施作工法予以钻进，并根据钻进实际及时予以调整，以确保整个钻进过程孔桩竖直度无倾斜、不超限；（5）钻进作业前须全面熟悉地质资料，对于复杂地层应提前制定妥当的应对预案，如遇到软硬交界地层、探头石或孤石等硬度较高的地层，应及时更换钻头或放慢钻进速度。

2.3 桩体沉降

2.3.1 所致成因

首先，勘察、设计因素。桩基的参数设置均是以地质勘察成果为基础并依据相关设计规范、计算公式得出，如若地质勘察成果存在偏差或错误，就会导致桩基参数的设置无法满足项目需要，从而导致摩擦桩桩侧摩阻力不满足要求或端承桩在持力层的深度不足进而造成桩体沉降超限；其次，在进行钻孔灌注桩实际施工环节，孔底沉渣清理不到位、清孔方式选择不当、孔壁剥落或清孔泥浆控制不当等，都会导致孔底沉渣因清理不彻底而导致沉渣过厚，从而导致混凝土浇筑时因残留沉渣超标而引发桩体出现较大的沉降。

2.3.2 应对举措

首先，各参建方人员务须严加把控、谨慎应对，并严格依照相关规范要求紧抓前期勘察、设计质量关，确保地质勘察成果精准无误、桩基参数设计合理有效，对于桩体的沉降量则应依据桩端持力层地质条件（如为软弱土、粘性土）验算变形；其次，对于钻孔桩施工全程，务须严格把控清孔质量，采用适宜妥当的清孔方法对孔底沉渣予以彻底清理，并做好清孔环节泥浆指标以及固孔质量的严格控制，以有效规避由此而导致的沉渣超标。

2.4 断桩

2.4.1 所致成因

导致桩基断桩的成因众多，在施工中任一环节的质量把控不严，就会增加断桩的发生率。例如，泥浆配比不合理、密度过稀、性能指标不达标等，会致使泥浆护壁、防坍塌等作用得不到发挥，进而导致孔壁塌落或浇筑时桩身夹泥而引发断桩；桩基浇筑用混凝土原材质量不达标、配比不合理等，以致浇筑用混凝土相关性能不能满足桩基施工的实际要求，进而导致混凝土灌注时出现混凝土离析、堵管并在处理时易造成断桩；首次灌注时的首盘用混凝土量过少、拆拔管时机过早、导管埋入深度不足或过量、钢筋笼卡管、拔管过度、导管渗漏水、导管断裂等情况都会导致断桩。

2.4.2 应对举措

首先，构建健全完善的质量管理规章体系，并结合钻孔灌注桩实际编制周详的应急预案，以便于遇到断桩等质量事故能够及时、有效应对；其次，严抓施工全程质量管控，对于施工用泥浆密度、配比、胶体率等各项性能指标予以全面监管，并根据钻孔桩实际需要予以动态调整，以确保泥浆各项性能均能够有效满足各阶段施工需要；另外，严抓灌注桩混凝土原材质量，结合现场实际进行混凝土配比试验，以确保灌注用混凝土坍落度、流动性、和易性等各项性能指标均能满足灌注桩的施工要求，进而有效避免施工中混凝土离析、堵管、卡管、钢筋笼上浮等导致的断桩；此外，混凝土灌注施工中须切实抓好灌注质量关，防止因孔深、灌注面计算出错而导致的灌注量不足，并按要求对首盘混凝土量、导管埋深、拔管量、拔管时机等各环节予以精确计算，同时，提管须缓慢、灌注须连续，禁止作业人员仅凭个人经验拔管，且对于灌注中的各类突发状况务须做到谨慎应对、妥当处治。

2.5 扩孔

扩孔多指局部孔径偏大，多是由于在松软地层中钻进速度过快、钻锥摆动过大、泥浆护壁失效、清孔操作不规范、钢筋骨架吊放时碰撞孔壁等均易导致形成扩孔，且轻者扩孔、重者坍孔。对此，须从以下方面予以严加把控：首先，于松软地层钻进须严控进尺速度、避免钻锥过度晃动；其次，严格把控泥浆配比，可选用高质量泥浆确保密度、黏度、胶体率均满足作业需要；另外，规范清孔操作，清孔供水管可通过水池流入孔桩，以避免直接冲刷孔壁，清孔时由专人补浆并确保孔内时刻保持足够的水头高度；此外，钢筋骨架吊放须对准孔位中心垂直插入，避免与孔壁碰撞而导致扩孔。

2.6 桩长不足

2.6.1 所致成因

灌注施工时因计算失误或考虑不周，而未将桩底的无效部分予以考虑，或孔底沉渣未彻底清理到位，使得桩顶标高虽已达标，但桩长仍然不足，或钻孔桩灌注时量测、计算失误，致使过早停止灌注而导致桩长不足。

2.6.2 应对举措

为有效避免桩身长度不足，在进行孔桩钻进时可按情况予以适当超钻，在停钻后彻底清理孔底沉渣，及时下放钢筋笼，并于灌注时秉持多人多次测量的原则，谨慎、细心进行计算，以有效规避因灌注量不足、过早停灌而导致的桩长不够。

3 结语

钻孔灌注桩的成孔、浇灌工艺较为繁复，以致其成桩质量可否如期达标往往易受各方因素的共同影响，任一细节的把控不当均极易导致出现相应质量缺陷进而影响到桥梁结构的安稳性。对此，全数参建人员务须恪尽职守、严加把控、紧抓细节、防治两手抓，力保所浇桩基“全Ⅰ类”。