钻孔灌注桩质量事故预防及纠正措施

张朋 郎雷亮 张国营

摘 要

钻孔灌注桩是一种比较常见的桩型，它是利用钻孔机械钻出钻孔，下放钢筋骨架，最后浇筑混凝土而成的桩。钻孔灌注桩具有无振动、无噪音、无挤土影响，能适应于各种土层，对周围建筑物影响小等特点。钻孔灌注桩的工艺虽然已经很成熟了，但是施工过程中，如果不加注意的话，也是很容易出现质量问题的。在此，本文将其在施工过程中常出现的状况及其处理措施系统的归纳了一下。

关键词：钻孔、灌注、补强处理

中图分类号：F253.3文献标识码：A 文章编号：

一、常见的钻孔（包括清孔时）质量事故的原因及处理

常见的钻孔（包括清孔时）事故有以下几种：坍孔、钻孔偏斜、掉钻落物、糊钻和埋钻、扩孔和缩孔、钻杆折断、钻孔漏浆等。

（一）扩孔和坍孔

发生的原因相同。轻则为扩孔，重则为坍孔。常用预防措施有控制进尺速度、选用适用护壁泥浆、保证孔内必要水头、避免触及和冲刷孔壁等。孔内局部坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理；如坍孔严重应全部回填砂和黏性土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1～2m，待回填物沉积密实后再钻。

（二）钻孔倾斜

1、产生的原因：（1）钻头受到侧向力；（2）扩孔处钻头摆向一方；（3）钻杆弯曲、接头不正；（4）钻机底座未安置水平或位移。

2、钻杆偏斜后，应查明偏斜情况。一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂黏土到偏斜处，待回填物沉积密实后再钻。

（三）钻孔漏浆

造成钻孔漏浆的原因有泥浆稀、护筒制作埋置不良、水头过高等，可查明原因对症下药。

二、灌注水下混凝土质量事故的预防及处理

灌注水下混凝土是成桩的关键性工序，灌注过程中应分工明确，密切配合，统一指挥，做到快速、连续施工，灌注成高质量的水下混凝土，防止发生质量事故。

常见的质量事故主要有：

（一）导管进水

1、主要原因

（1）首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。

（2）导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。

（3）导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。

2、预防和处理方法

为避免发生导管进水，事前要采取相应措施加以预防。万一发生，要当即查明事故原因，采取以下处理方法:

(1)若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得已时需要将钢筋笼提出采用复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。

（2）若是第二、第三种原因引起的，应视具体情况，拔换原导管重下新管；或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够深度，一般宜大于2m。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。

若如前述混凝土面在水面以下不很深，但已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的水（泥浆）抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。

（二）卡管

在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。卡管有以下两种情况：

1、初灌时隔水栓卡管，或由于砼本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输过程途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送砼未加遮盖等，使砼中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。

处理方法可用长杆冲捣管内砼，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则需将导管连同其内的砼提出钻孔，进行清理修整（注意切勿使导管内的砼落入井孔中），然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有砼拌合物落入井孔，须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。

提管时应注意到导管上重下轻，要采取可靠措施防止翻到伤人。

2、机械发生故障或其他原因使砼在导管中停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的砼已经初凝，增大了导管内砼下落的阻力，砼堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备有机械，发生故障时立即调换备用机械，同时采取措施，加速砼灌注速度，必要时，可在首批砼中掺入缓凝剂，以延缓砼的初凝时间。

当灌注时间已久，孔内首批砼已初凝，导管内又堵塞有砼，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的砼钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以黏土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。

（三）坍孔

在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤然下降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在砼表面上未取出的现被埋不能上提，或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。

坍孔原因可能是护筒底角周围漏水，孔内水位降低，或在潮汐河流中涨潮时，孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。

发生坍孔后，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。

如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将砼钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实后，重新钻孔成桩。

（四）埋管

导管无法拔出称为埋管，其原因是：导管埋入砼过深，或导管内外砼已初凝使导管与砼间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。

预防办法：应按前述要求严格控制埋管深度一般不得超过6～8m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的砼不致过早的初凝；首批砼掺入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。若埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出，凡属并非因砼初凝流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌砼中，用吸泥机吸出砼表面泥渣；派潜水工下至砼表面，在水下将导管齐砼面切断；拔出小护筒，重新下导管灌注。此桩灌注完成后，上下断层间，应照补强方法予以补强。

（五）钢筋笼上升

钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于全套管上拔、导管提升钩挂所致外，主要的原因是由于砼表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，砼灌注的速度过快，使砼下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。

为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间，且砼表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢砼灌注速度。

克服钢筋笼上升，除了主要从上述改善砼流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外，还应从钢筋笼自身的结构及定位方式上加以考虑。具体措施为：（1）适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少砼向上的顶托力；（2）钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有防止其上升的作用；（3）在孔底设置直径不小于主筋的1～2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部，实践证明对于克服钢筋笼上升是行之有效的。

（六）灌短桩头

灌短桩头亦称短桩。产生原因：灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深锤探测难于判断浆渣或砼面，或由于测深锤太轻，沉不到砼表面，发生误测，以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还有些是灌注砼时，发生孔壁坍方，未被发现，测深锤或测深仪探头达不到砼表面，这种情况最危险，有时会灌短数米。

预防方法是：

（1）在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象，如有坍孔，应按前述办法处理后再续灌。

（2）测深锤不得低于规范规定的重力及形状，如系泥浆相对密度较大的灌注桩必须取测深锤重力规定值。重锤即使在砼坍落度尚大时也可能沉入砼数十厘米，测深错误造成的后果只是导管埋入砼面的深度比实际的多数十厘米；而首批砼的坍落度到灌注后期会越来越小，重锤沉入砼的深度也会越来越小，测深还是能够准确的。

（3）灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。

（4）采用热敏电阻仪或感应探头测深仪。

（七）桩身夹泥、断桩

大都是以上各种事故引起的次生结果。此外，由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批砼已初凝，流动性降低，而续灌的砼冲破顶层而上升，因而也会在两层砼中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。

三、灌注桩补强方法

灌注桩的各种质量事故，其后果均会导致桩身强度的降低，不能满足设计的受力要求，因此需要做补强处理。据以往的经验，一般采用压入水泥浆补强的方法。其施工要求如下：

1、对需补强的桩，除用地质钻机已钻一个取芯孔外，应再钻一个孔，一个用作进浆孔，另一个用作出浆孔。孔深要求达到补强位置以下1m，柱桩则应达到基岩。

2、用高压水泵向一个孔内压入清水，压力不宜小于0.5～0.7MPa，将夹泥和松散的砼碎渣从另一个孔冲洗出来，直到排出清水为止。

3、用压浆泵压浆，第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆（宜用42.5号水泥），进浆管应插入钻孔1.0m以上，用麻絮填塞进浆管周围，防止水泥浆从进浆口冒出。待孔内原有清水从出浆口压出来以后，再用水灰比0.5的浓水泥浆压入。

4、为使浆液得到充分扩散，应压一阵停一阵，当浓浆从出浆口冒出后，停止压浆，用碎石将出浆口封填，并用麻袋堵实。

5、最后用水灰比为0.4的水泥浆压入，并增大灌浆压力至0.7～0.8MPa，关闭进浆闸，稳压闷浆20～25min，压浆工作即可结束。

压浆工作结束后，水泥浆硬化后，应再做一次钻芯，检查补强效果；如断桩夹泥情况已排除，认为合格后，可交付使用；否则，应重钻补桩或会同有关单位研究其他补救措施。