钻孔灌注桩施工常见质量问题及控制措施分析

屈兰芝

摘  要：灌注桩施工是各种水利工程基础施工中最常用的施工工艺，主要用于软土地区的基础施工。随着我国基础设施建设工程的广泛开展，水利工程施工规模的不断增大而产生了多种问题。本文主要针对水利工程钻孔灌注桩施工中常见问题进行了分析和探讨。

关键词：钻孔施工，灌注成桩施工，质量问题，控制措施

随着我国科学技术的不断发展，提高施工质量，缩短施工周期和增加施工效率成为当前施工过程中需主要解决的问题，提高基础施工质量是保证水利工程施工的前提，是缩短施工周期，降低施工成本的主要方法。钻孔灌注桩施工技术由于其施工中设备简单，施工快捷，效果良好等各种优点成为当前水利工程基础施工的主要手段，钻孔灌注桩基础是当前水利施工过程中对地基处理的最重要的方式。水利工程施工单位要特别重视钻孔灌注桩施工。

一  .成孔过程中常见的质量问题 及控制措施

1.1  坍孔

1.1.1 坍孔产生的原因

坍孔产生原因是多方面的，主要包括：遭遇预先未料到的复杂地质情况，施工泥浆比重不够，泥浆稠度过低，释放量远大于泥浆对孔壁的压力，孔内水头高度不够，护筒埋置太浅，在松软砂层中钻进进尺太快，提住钻锥钻进回转速度快空转时间长，水头太大孔壁护筒形成反转孔，清孔操作不当清孔停顿时间过长，吊入钢筋骨架碰撞到孔壁等等。

1.1.2 控制措施

首先认真审阅该工程地质勘察报告，根据不同地层坍孔原因制定不同对策。

（1）在松散土层钻进，应控制进尺速度，选用大比重、粘度、胶体率的泥浆。

（2）防止泥浆稠度过低而造成坍孔，须加大泥浆比重到适当程度，一般泥浆性能指标取为：粘度为18s～22s，含沙量≤4%，胶体率≥90，比重为1.1 左右。

（3）在汛期或者潮汐地区水位变化过大时要采用护筒，或者虹吸管等措施保证水头相对稳定。

（4）清孔时指定专人补水，保证孔内必要的水头高度。

（5）吊人钢筋骨架时要严格对准钻孔中心竖直插入。

（6）在成孔过程中坍孔，其补救措施有二个：一是避开该桩位;二是回填原桩位，待密实后再钻进。

1.2   缩径

1.2.1 缩径产生的原因

在钻进过程中，地应力沿较软岩层释放，造成缩径。钻进压力大，钻速过快，使得钻头很快穿过淤泥、淤泥质土层。淤泥便从钻孔周围流向钻孔内，导致其侧压力与孔内泥浆力达成平衡，发生缩径甚至卡钻。钻锥补焊不及时磨损严 重钻孔小于设计尺寸。地层中含有软塑土遇水膨胀孔径缩小。

1.2.2 缩径的防治 措施

①在钻到淤泥或淤泥质土层时，投入粘土泥膏，使钻机钻进压力减为零;

②钻速减慢让钻机在无油压状 态空转;

③实行严格的管理，钻机由有经验的机长专职操作，其它人员不得随意操作;

（4）成孔完毕在易出现缩径现象地层中扫孔一到二次。

1.3钻孔偏斜

1.3.1 钻孔偏斜产生原因

钻孔偏斜易发生在软硬岩层交替的层位。钻孔过程中遇障碍物，由于钻进压力过大，在软硬土层交界处或者岩石倾斜处钻进，钻头受力不均，钻孔沿软弱层面偏斜而造成钻孔偏斜。钻机底座未安置水平或者产生不均匀沉降。钻杆弯曲接头不正。钻孔偏斜轻则影响钢筋笼的下放，重则影响桩的承载能力，在成桩过程中严禁出现此类质量事故的。

1.3.2 钻孔偏斜防治措施

（1）安装钻机时让转盘底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心应在一条竖直线上，并经常检查校正

（2）钻杆、接头逐个检查，出现问题及时校正调整

（3）在钻架上增设导向架控制钻杆上的提引水龙头，使其沿着导向架向中心钻进     （4）在有倾斜的软硬地层钻进时，应该吊着钻杆控制进尺，低速钻进。

（5）鉆孔偏斜，对于已经发生倾斜的孔，需要扫孔纠正;若纠正无效，可在孔中回填粘土、块石等。偏孔在0.5m以上时需要重新钻进。

1.4 沉渣与泥皮过厚

1.4.1 沉渣与泥皮过厚原因

桩底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，要求水下灌注桩底沉渣厚度不得超过30cm。在施工中常有不少桩的桩底沉渣不满足此要求。原因主要是泥浆性能不符合要求，只有泥浆比重大于沉渣比重时，沉渣才可被返出孔口，但若泥浆比重过大，又会造成孔壁泥皮过厚，影响桩的承载力特别是摩擦桩的承载力。

1.4.2 沉渣与泥皮过厚防治措施

清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节，要通过清孔尽可能把桩孔中的沉渣全部清除。控制泥浆性能在钻孔灌注桩施工过程中起着重要作用，要采用性能好的泥浆并控制泥浆的比重和粘度。

1·5掉钻落物

1·5·1掉钻落物产生原因

卡钻时强提强扭，操作不当使钢丝绳或钻杆断裂，钻杆接头不佳或者滑丝，马达接线错误导致钻机反转钻杆滑脱，操作不慎掉落撬棍或扳手等。

1·5·2掉钻落物防治措施

（1）检查钻孔机具，钻杆，钢丝绳和连接装置。

（2）开始钻孔前清除孔内杂物，小的铁零件可以用电磁铁吸出来，较大的落物和钻具可以使用冲抓锥打捞，然后在护筒口上面盖上盖子。

（3）掉钻以后要及时摸清情况，钻锥被沉淀物或者 坍孔土石埋住，先进行清孔，再用打捞工具抓住钻锥和钻杆。

二  .灌注成桩过程中常见问题及防治

2.1 导管进水

2.1.1 导管进水 产生原因

（1）首批混凝土储备量短缺，安置导管或者提升导管准备开启拴阀时，导管底口至孔底间距过大，混凝土下落后埋不住导管的底口，产生漏水从导管底口进入。

（2）导管提升过猛或者测量深度出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌进泥水。

（3）导管接头不严密，接头间的橡皮垫被导管的高气囊挤开，或者焊接缝 破裂，水从接头或者焊接缝中流入。

2.1.2 导管进水的防治

（1）如果是混凝土储备量短缺引起，应立刻把导管提出，把散落在孔底的混凝土拌合物清出重新下管并且备足混凝土灌注。

（2）如果接头不严导管底口进水，可以重新下管，灌注前要把进入导管的水和沉淀土用吸泥抽水的方法吸出来。继续灌注混。抽水时导管插入混凝土深度要大于50公分，潜水泵没法把导管里面的水全部抽干，续灌的混凝土配合比开始的时间应该增加水泥用量，提高混凝土的稠度。

2.2 埋管

2.2.1 埋管原因  导管允许埋入砼面下最大深度与砼拌物流动性保持时间、砼的初凝时间、砼     面在钻孔内的上升速 度、导管直径等因素有关，当导管埋入砼面下的深度过大时，上面砼已初凝，使得导管内混凝土无法顺利流动 就发生埋管。

2.2.2  埋管防冶方法  时刻注意导管埋深的控制。准确测量砼面的深度位置和勤拆导管，一般砼面每上升4m～5m 就可拆除相应 数量导管。

2·3导管堵塞、卡管。

2.3.1导管堵塞、卡管原因

（1）由于混凝土的原因，坍落度过小，流动性差，夹杂大卵石，拌合不均匀或者运输途中产生离析。

（2）导管接缝漏水，在雨天没有遮盖淋入雨水混凝土中水泥浆被冲，粗骨料集中而堵塞导管

（3）机械发生故障等原因造成混凝土在导管内存留时间过长最初灌 注的混凝土已经初凝在导管内。

2.3.2 导管堵塞的防治

（1）在组装导管时要严格检查导管内有无局部内凸，导管连接处是否密封。搅拌砼时应 严格控制混凝土骨料规格、坍落度和 搅拌时间，避免砼在导管内停留时间过长。

（2）灌注时应避免导管内形成高压气囊而破坏导管的密封圈导致导管漏水。施工可在允许导管埋入深度范围内，略为提升导管，   或采用提升后骤然下插导管的动作来抖动 导管。

（3）如果仍不能消除，则应停止灌注.可以用长杆冲捣导管内的混凝土，用吊绳拉导管，在导管上安装附着式振捣器让隔水栓下落。  把导管和里面堵塞的混凝土 一起提出钻孔，进行清理维修，然后重新吊装导管，重新灌注混凝土。

2·4钢筋笼上浮

2.4.1 钢筋笼上浮的原因

（1）制作钢筋笼捆扎、焊接质量差，笼身过长容易产生变形。

（2）钻孔灌注桩灌注混凝土是通过漏斗顺着导管 向下灌注，当 混凝土灌注到钢筋笼底部时，由于混凝土灌注速度过快对钢筋笼 产生较强顶托力，钢筋笼上浮。

2.4.2 钢筋笼上浮的防治措施

（1）制作钢筋笼要捆扎结实并焊接牢固，钢筋骨架上端在孔口处与护筒固定。

（2）灌注混凝土表面接近钢 筋笼底时，要放慢 灌注速度，并且导管要保存较大埋深，减小对钢筋笼的冲击力

（3）混凝土液面进入钢筋笼一定深度{大概4米}后，适当提导管，导管埋人混凝土表面在{2米——10米}如果上浮，现场操作人员 应拔出拆除一部分导管，适当上下活动导管，钢筋笼会慢慢回落

（4）要加快混凝土灌注速度，或掺加外加剂防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近钢筋笼时控 制导管埋深在1·5——2·0米。

2·5断桩、夹泥

断桩、夹泥原因大都是以上质量问题的次生灾害

2.5.1  断桩、夹泥 原因

（1）灌注混凝土时导管堵塞没处理好，或者导管卡挂钢筋笼、埋管、坍孔处理 不好，都能演变为灌注桩身夹泥、桩身中断的嚴重事故。

（2）灌注时间过长首批混凝土已经初凝，后灌注的混凝土冲破顶层和泥浆混合，导管进水未及时处理好两层混凝土中产生夹泥渣截面。

（3）施工中导管底端距离孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体和基岩之间含有不凝固的混凝土渣。

2.5.2断桩、夹泥的防治措施

（1）导管在浇灌混凝土前要进行试拼，做好水密性试验。导管要有足够的抗拉强度，内径一致误差小于两毫米，内壁光滑组装拼接用球塞检查锤作通过试验。最下端的一节导管要长一些一般是4米，不得带法兰盘。

（2）灌注桩孔钻成后必须认真清孔，一般用冲 洗液清孔，冲孔时间根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超出规范规定所以灌注前要仔细进行孔径测量，准确计算全部以及首批混凝土用量。

（3）严格控制导管埋深和拔管速度，及时测量混凝土浇灌深度，严防拔空导管。

（4）已经发生的断桩、夹泥桩，可以采取在桩身混凝土中钻孔，用压力灌浆加固或者是换桩芯以及补桩等方案处理。

结 语

灌注桩属永久性的隐蔽工程，施工过程中工序复杂，成桩后又不 能进行开挖验收，所以就要求在工程施工建设过程中注意控制工程质量，重点控制钻孔过程及灌注成桩过程，避免出现施工质量事故。施工单位应做到科学组织、精心施工、严格管理，给施工质量提供保证。提高经济效益。文中总结分析了影响钻孔灌注桩施工质量的常见问题及 控制措施，希望可以给类似工程提供借鉴。

参考文献

[1]  水利水电工程管理与实务（全国一级建造师执业资格考试委员会编）中国建筑工业出版社2014年4月

[2]  地基处理手册（龚晓南编写）中国建筑工业出版社