浅析钻孔灌注桩易出现问题的原因及防治措施

朱勇

【摘要】钻孔灌注桩具有单桩承载力大、适应范围广等特点，近年来在各种工程中被广泛应用。但由于影响质量的因素较多，易出现各种质量问题，本文结合实际工作经验，就钻孔灌注桩施工过程中易出现的问题进行原因分析，并提出防治措施。

【关键词】钻孔灌注桩；质量问题；原因分析；处理措施

我单位新建一栋综合型写字楼，框-筒结构，楼高148米，总面积6.3万平米，基础埋置标高下13.5米。场区有闪长岩、溶蚀带灰岩、溶洞、中分化灰岩等，岩溶较发育，地质条件复杂，设计186棵工程桩（直径800，桩长36米）。通过低应变、声波透射、静载检测全部达到设计要求，结合施工经验，下面着重对钻孔灌注桩施工中易出现的问题进行原因分析，并提出防治措施。

1.钻孔灌注桩施工中应该注意的一些问题

钻孔灌注桩具有隐蔽性强、工序不可逆转的特点，施工单位一定要严格按照国家现行的有关规范及设计要求进行施工。但在实际施工时，往往因为地质情况的变化和施工单位对某些薄弱环节的疏忽，影响了钻孔灌注桩的承载力。以下几个环节是特别应该引起注意：

1.1孔的垂直度控制

造成钻孔倾斜的原因：（1）机器安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；（2）地面软弱或软硬不均匀；（3）土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形，致使成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。质量控制：先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于20cm。在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。

1.2孔深控制

由于测绳的误差及地层分布不均匀，如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈而导致判断失误，造成孔深达不到设计要求。质量控制：一般施工队常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象，为避免误差最好在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳，每次终孔时一定要核实测绳长度。遇到地层面分布不均匀时，应引起重视，入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。反循环工艺和冲击钻成孔的桩，可采用岩样鉴别法；正循环工艺成孔的桩，由于取不到完整岩样，确定嵌岩深度很困难，应认真分析钻探资料，根据钻探情况做出岩层分布的等高线图，按等高线确定成孔深度。

1.3缩颈的控制

遇到淤泥质软弱土层或流塑状态的粘性土层时，容易造成缩颈现象，使孔径达不到设计要求，造成桩的截面缩小，导致钢筋笼无保护层或保护层不够，桩的抗压抗弯能力削弱或丧失。质量控制：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，则孔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。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法以扩大孔径。

1.4桩底沉渣量过多的控制

造成沉渣过厚的主要原因:（1）发生塌孔时；（2）清孔时间不足或清孔后待灌时间过长；（3）泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难以将沉渣浮起。质量控制：成孔后要尽快下钢筋笼，灌注混凝土，减少空孔时间，从而减少沉渣；下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。

1.5断桩的控制

产生的断桩的主要原因：（1）砼拌和物发生离析使桩身中断；（2）灌注中发生堵塞导管又未能处理好，演变为桩身严重夹泥，砼桩身中断；（3）灌注时间过长，首批砼已初凝，而后灌注的砼冲破顶层与泥浆相混；或导管进水，未及时作良好处理，均会在两层砼中产生部分夹有泥浆渣土的截面。防治措施：导管要有足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满砼的重量；内径应一致，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验，导管最下端一节导管长度要长一些，一般为4米，其底端不得带法兰盘；导管在浇灌前要进行试拼，并做好水密性试验；严格控制导管埋深与拔管速度，导管不宜埋入砼过深，也不可过浅。及时测量砼浇灌深度，严防导管拔空。

2.水下混凝土灌注过程中应注意的一些问题

混凝土灌注是灌注桩施工最后一道也是最关键的一道工序。在施工时必须严格按设计强度配制混凝土，确保砂石料及水泥的质量。特别应注意水灰比，混凝土的配合比应按水下混凝土配制。以下几个环节是特别应该引起注意：

2.1钢筋笼上浮

钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升；当混凝土灌至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮。防治措施：钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2~4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算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。

2.2导管进水

在浇注混凝土过程中因过量上提导管，底口与孔底距离过大，混凝土流出导管底口时流速过快，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。防治措施：浇筑混凝土之前，对导管进行密封试验，若发现导管口出现漏水现象时，应立即提起导管进行检查，对漏水部位进行严格的防水处理后，再重新放入桩孔中；在浇筑混凝土时，应尽可能将导管底部深深地埋在混凝土中，提升时速度要缓慢，当发现导管上提明显过量时，应迅速将导管插到混凝土中，并利用小型水泵或小口径的抽水设备，将导管中的水抽净之后，再继续浇筑混凝土。

2.3堵管

造成堵管主要原因有如下几个方面：粗骨料规格不符合要求；浇筑的混凝土配合比不合理，造成和易性较差，坍落度过小或过大，造成离析；水泥的初凝时间太早，特别是高温季节；导管在接近孔底标高时下落速度太快，就有可能使导管孔进入混凝土（或是粘性土）中，将导管堵死。防治措施：严格把好原材料关口，粗骨料级配要严格配比，一般以连续级配为好，针片状含量要小于3%，细骨料选中粗砂；水泥的初凝时间不能太早，严格控制水灰比，随时掌握坍落度；下导管操作时，对导管下落的长度、孔底标高做到心中有数，下落速度不要过快、过猛，特别接近孔底标高时，更要小心、缓慢；初灌时如果发现下落不畅，泥浆浮出现象，就该考虑导管堵塞问题，可将导管提升上下插入几次，如果堵塞不严重可以排除，否则，必须把导管全部提出，排除障碍后，再重新下管。

2.4断桩

水下混凝土浇筑过程中常由于导管埋入太浅、孔深压力差大、新灌注混凝土冲翻孔内混凝土顶面，或者因操作疏忽将导管拔出混凝土面，而造成桩身夹泥甚至断桩事故。防治措施：适当加大导管的埋置深度，将其控制在规定范围内，这样不仅能有效避免因导管埋入太浅或导管拔漏而造成断桩事故，而且使导管下口有足够超压力，可以促使混凝土顶托孔内泥浆上升，防止桩身夹泥等局部缺陷的发生。但是，导管也不能埋置太深，否则，会引起钢筋笼的上浮，还会因混凝土顶升阻力太大产生局部涡流，而造成桩身夹泥，或因导管下口没有足够的出料压力使上部混凝土长时间不动，坍落度损失而造成灌注不畅或其它质量问题。因此，导管埋入混凝土面的深度以3～6m为宜，在灌注过程中，导管应勤提勤拆。

3.结束语

钻孔灌注桩事故处理的方法很多，难度也较大，无论采取什么先进的办法处理都将对工程的进度、质量带来严重影响。因此，在钻孔灌注桩施工中必须做到每个工序都严格按照规范操作，水下混凝土灌注统一指挥、紧张有序，对可能出现的问题制定切实有效的防范措施，尽最大努力杜绝事故的发生。[科]