钻孔桩施工中常见问题的分析及预防措施

马新武

摘要：钻孔桩由于其适应性强，承载力大等特点。在我国工程领域中得到广泛的应用，无论是铁路桥梁、公路桥梁及高层建筑常以钢筋混凝土灌注桩作为桩基础，来提高地基承载力，来满足设计的要求，来保证工程质量，起到了关键性的作用。

关键词：钻孔桩问题原因预防和处理措施

0引言

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工的过程无法进行直观明了、准确的描述，成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量、进度、工期和安全；会给投资者造成经济损失和不良社会影响。

1水下混凝土灌注桩的施工工艺流程

泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺的流程：场地整平→桩位放线→开挖泥浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位→孔位校正→成孔、泥浆循环、清除费浆、泥碴→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和导管→浇筑水下混凝土→成桩。

下面针对钻孔桩的工艺流程，分析一下钻孔桩经常出现的施工问题和处理措施。

2成孔过程中出现的施工质量问题及防治措施

2.1护筒下沉：在钻孔的过程中，护筒发生倾斜和移位，造成钻孔斜或坍孔。

造成原因：

埋设护筒没按规范严格执行，钻进钻头对护筒的撞击。

防治措施：

①在埋设护筒时，护筒的四周应选用粘土分层夯实；护筒的埋深度要满足规范要求；钻头起落时，应防止碰撞护筒。②发现护筒下沉，应立即停止钻孔，查明原因，采取确实可行的补救措施。

2.2塌孔：钻进过程中，孔壁发生坍塌，称为塌孔。

造成原因：

①护筒埋设方法不当；②土层松散，泥浆护壁不好；③钻孔初期采用大冲程钻进，④成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。

防治措施：

①护筒的埋设按规范要求埋设；②土质松软的地层，加大泥浆比重；③开钻初期应遵循速度先慢后快，冲程先小后大，逐渐到正常冲程钻进；④成孔后，待灌时间一般不应大于4小时，钻孔桩在施工过程中要连续作业，避免中间过多的和不必要的等待时间，组织好施工。

2.3缩颈：成孔后，发现孔径小于设计桩径，不满足设计要求。

造成原因：

①缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土；②灌注临近结束时，因导管的不断除，管内混凝土的压力不断减少，导致缩孔。

防治措施：

①成孔时，根据地层情况选择合适的钻头，对钻头进行检查，发现钻头磨损时，即时修复；②采用优质泥浆，使孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀；如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径；③成孔后立即灌注混凝土；④针对发生缩孔的原因，采取用块石或卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔桩孔壁的办法处理。

2.4成孔偏斜：成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。

造成原因：

①钻机安装就位稳定性差，不平整；②作业时钻杆弯曲所致；③地面不均匀；④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。

防治措施：

①先将场地夯实平整，达到规范要求；②安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线；③在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机钻进；④进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要开慢档，必要时向孔内加入部分片石，进行纠偏。

2.5卡钻：成孔过程中，钻头不能上下运动或旋转时，称为卡钻。

造成原因：

①通过粘土层时，泥浆稠度太大；②抽碴后或其它原因停钻时，冲程过大；③钻头磨损过多，补焊过多；④地质情况发生变化，出现岩层侵斜或溶洞。

防治措施：

①通过粘土层时，减少入孔泥浆的稠度；②停钻后，再次开钻时应遵循由小冲程逐渐到大冲程的原则进行；③钻头补焊过多，补焊后的钻头直径不得大于孔径；④施工前，认真阅读有关地质资料，对变化的地层在钻进前要做好预控措施，防止卡钻的发生；⑤发生卡钻时，不易强提，要查明原因和位置，采取晃动钢丝绳及其它措施后，钻头松动后再提。

2.6掉钻：成孔过程中，钻头与钻杆（或钢丝绳）分离。

造成原因：

①卡头松动，钢丝绳从卡头处脱落；②钢丝绳（或钻杆）断裂。

防治措施：

①施工过程中要勤检查钢丝卡头及时拧紧钢丝绳卡子；②钻头要有副绳，起到保险的作用，一旦钻头掉钻，采用多爪钩进行打捞。

2.7成孔中心偏位：成孔后，孔的中心与设计偏差大于5cm，称作成孔偏位。

造成原因：

①测量放线有误；②钻机移位；③遇到地质岩层的侵斜，造成钻头冲击力不均匀，向地势较低的岩层打滑。

防治措施：

①施工时，要精确测定桩位中心，并加以复核；②埋设护筒时，原桩位点被破坏，要恢复桩位，对钻机位置正确与否做出判断；③地质问题，可采用回填片石或混凝土，重新成孔。

3钻孔桩灌注过程中出现的问题及防治措施

3.1钢筋笼不能下至孔底：成孔后，在安放钢筋笼不安放到位。

造成原因：

①成孔有问题；②钢筋笼制作直径过大；③钢筋笼发行扭曲变形；④钢筋笼下部插入孔壁。

防治措施：

①成孔后，对照设计图纸和规范对孔深、孔径和孔的倾斜度进行检查，发现不符，及时进行处理；②钢筋笼尺寸偏大，钢筋笼在制作过程中，严格把好尺寸关；③加强成品的保护，要防止钢筋笼发生过大的变形；④为避免钢筋笼在吊装过程中插入孔壁，吊放钢筋笼之前，将钢筋下端50cm范围内的钢筋向中心收缩15～20cm即可。

3.2封底失败：首盘混凝土灌注后，导管的底部处在混凝土的外面或埋深不够。

造成原因：

①由于首批混凝土数量不足；②孔底的沉碴厚度大。

防治措施：

①要根据成孔的孔径和导管埋置深度的要求，计算首批混凝土的需要量；②灌注前对沉碴厚度进行检查，如发现超标，采取有效的措施进行清碴处理。

3.3卡管：钻孔桩水下混凝土的灌注，应连续进行，当无法连续进行时，称为卡管。

造成原因：

①混凝土中含有直径较大的骨料或受潮凝固的水泥块；②灌注混凝土冲击力不足；③导管漏水或密封不严；④配合比不适合水下混凝土的灌注要求等。

防治措施：

①由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理；②由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度；③导管使用前要拼装、试压，确保其连接的密封性；④水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18-22cm，为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂；在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。

3.4钢筋笼骨架的上浮：在水下混凝土灌注时，钢筋笼随着混凝土的灌注面上升而上升。

造成原因：

①在混凝土的灌注过程中，首批混凝土灌注量太足，灌注下料速度过猛，冲动钢筋笼骨架上浮；②浇筑混凝土时，未对导管及时上拔，埋深较深，导致钢筋笼上浮；③混凝土的坍落度小，不符合规范要求，气温过高，混凝土凝结，从导管底部流出的混凝土可能导致开始强硬的上封层混凝土将钢筋笼托起，发生浮笼。

防治措施：

①钢筋笼定位时，在钢筋笼的上部用4根钢管套在钢筋笼的主筋上，采用反压阻止其上浮；②浇筑要连续作业，下料要均匀，不要过猛，确保混凝土均匀上升，以减少对钢筋骨架的上浮力；③拔管时要根据混凝土浇筑方量，控制和保证导管埋入深度在2～4m的范围内，不得小于1m或大于6m，及时提拔导管，减少上浮混凝土对钢筋骨架的上浮力；④如钢筋笼不是全笼，在混凝土灌注到钢筋笼的底部时，要放慢混凝土的灌注速度且导管的埋深要较深。

3.5断桩：混凝土凝固后不连续，中间被其它物填充形成间断桩。

造成原因：

①由于导管底端距孔底过远，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；②受地下水活动的影响或导管密封不良，泥浆浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体；③由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面；④浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土。

防治措施：

①成孔后，必须认真清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土；②灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量；③混凝土浇注过程中，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；④灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注。确保导管的密封性，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。

3.6短桩：钻孔灌注桩施工完成后，承台开挖后，发现桩长不够，称为短桩。

造成原因：

①灌注结束前，在导管拔出前，测量的混面有误；②径缩造成的。

防治措施：

①灌注结束前，要用竹竿对混凝土的实际顶面高程进行量测；②为了防止径缩造成短桩，应保持导管处在孔的中心，不可偏向一侧。

总之，钻孔桩因地质的变化、工序复杂等因素，事故发生的种类和原因也形式多样，施工质量不易保证，这就要求我们在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对施工过程中可能会发生的一些问题要及时进行分析处理，做到科学组织，精心施工，严格管理，施工质量是完全有保证的，这些所谓常见的问题也是完全可以避免的。

参考文献：

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[2]TB10303-2009，铁路桥涵工程施工安全技术规程[S].

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[4]许光哲，程海.钻孔灌注桩施工出现的问题及防治措施[J].黑龙江交通科技，2009（07）.