1、浅谈钻孔灌注桩施工常见质量问题及防治对策摘要：交通工程建设中，钻孔灌注桩是桥梁施工或软基处理中的成熟工艺，已得到广泛运用。但因为其属于隐蔽工程，对其施工质量的影响因素较多，如施工不慎，就会出现工程质量事故，造成重大财产损失，甚至产生安全事故。本文结合工程管理经历，就钻孔桩水下混凝土灌注过程中缺陷形成的原因进行分析，并提出了防治对策。 关键词：钻孔桩；水下灌注；质量缺陷；防治措施 中图分类号： P634.2 文献标识码： A 我国的交通工程建设迅速发展，钻孔灌注桩已广泛应用于桥梁及软基施工中，其特点为：施工方便，应用性强，成本适中。钻孔灌注桩属隐蔽工程，对其施工质量的影响因素较多，施工工艺较严格
2、。要确保成桩的质量，施工中必须综合考虑到各种影响因素（比如：地质情况，施工工艺，护壁情况，钢筋笼安装，混凝土搅拌及浇筑等） ，做好各项预防措施及应急预案等。若钻孔灌注桩施工不慎，就会造成工程质量事故，如：扩孔、缩孔、塌孔、钢筋笼上浮、桩长不足、混凝土离析、夹层、卡管以及断桩等，给国家造成重大财产损失，给人民带来安全隐患，也给工程建设造成不利影响。因此在工程实践中，对钻孔灌注桩的质量控制必须引起足够的重视。现就钻孔桩灌注施工中遇到的常见质量缺陷分析原因，并对其提出防治措施，与工程界同行进行交流。 1 坍孔 1.1 造成原因 孔内水位低于孔外水位 雨季孔外水位急剧上升、河中灌注桩水位暴涨、钻至透水
3、层中水源补给不足引起孔内水位急剧下降、钻至承压水层孔底和孔壁受承压水作用坍塌。护筒埋置问题 护筒埋置深度不够、护筒底部和四周未用粘土填实。泥浆影响 钻进中泥浆比重偏小，不足以平衡孔外水压。成孔速度影响 成孔速度过快，在孔壁上来不及形成泥膜。钢筋笼吊装影响 吊放钢筋笼时碰撞了孔壁或破坏了孔壁泥膜。施工不连续影响 成孔后未及时浇筑砼，静置时间过长。 1.2 预防和处治的方法 陆上护筒埋没，宜在护筒底部夯填 50cm 厚粘土，必须夯打密实。护筒埋置后，四周对称均衡夯填粘土，防止护筒变形或移位；护筒埋设前，应查看相应地质资料，护筒应穿越淤泥层和透水层，护筒之间连接紧密可靠，能经受可能的外力；在水位变动
4、区，必须采取措施，保证孔内水位稳定地高出孔外水位 1m 以上，钻孔时应有常规配备设备，以应急需；地表下有淤泥质粘土类软弱夹层，或施工通道有大型车辆通过，施工通道应离孔位一定距离；根据不同土质选用不同的泥浆比重；根据不同的土层设置不同的转速和不同的孔内水位，砂性土或含卵石中钻进时，可用一或二档转速，并控制进尺，在地下水位高的粉砂中钻进，宜用低档转速钻进，并提高泥浆比重和孔内水位；钢筋笼的吊放、接长均应注意不碰撞孔壁；尽量缩短成孔后至浇筑砼的时间间隔。 2 导管进水 2.1 造成原因 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距离过大，混凝土下落后不能埋没导管底口或埋深不够，以至
5、泥水从底口进入。导管接头不严，接头间橡皮垫被高压挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。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。 2.2 预防和处理的方法 若是第种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机通过泥石泵吸出，或者用空气吸呢机、水力吸泥机清出。不得已时需将钢筋笼提出，采取复钻清除。然后重新下导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。 若是第、种原因造成的，应拔换原管下新管或用导管插入续灌，但灌注前应将导管内的水和沉淀土用吸呢和抽水的方法吸出。如系重新下管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可能继续灌注混凝土。为防抽水后导管外的泥水穿透原
6、混凝土压入上部凝固层导管内，续灌的混凝土配合比应增加水泥用量，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。 若混凝土面在水面以下较浅，未初凝时，可于导管底部设置防水塞，将导管重新插入混凝土内，导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。若混凝土已初凝，导管不能插入混凝土时，可在原护筒内加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击方法压入原混凝土以下适当深度，然后将护筒内的水抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护筒内正常灌注混凝土至设计桩。 3 堵管 水下混凝土灌注过程中，导
7、管内混凝土无法继续下落的现象称为堵管。 3.1 造成原因 堵管的情形有以下两种情况：初灌时隔水栓堵管，或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小，流动性差、夹有大石子，拌和不均匀，以及运输中产生离析，导管接缝处漏水，雨天运送混凝土未加遮盖等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。机械发生故障或其他原因使混凝土在导管内停留时间过长，或灌注时间持续过久。最初灌注的混凝土已初凝，增大了导管内的混凝土下落的阻力，混凝土堵塞在管内。 3.2 预防和处理和方法 若是第种原因引起的，处理方法可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装辅助振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则应将导管连同
8、其内的混凝土提出钻孔进行清理修整，然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔，须将散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。 若是第种原因造成的，其预防方法是灌注前应仔细地检查灌注机械，并准备备用机械，发生故障时应立刻调换备用机械；同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土内掺入缓凝剂，以增加混凝土的初凝时间。当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾堵塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。 在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌的时间和混凝土坍落度的控制；
9、水下混凝土必须具有良好的和易性，配合比应通过试验室确定，坍落度宜为 180220mm，具备良好的和易性。粗骨料的最大粒径不得大于导管内径的 1/61/8 和钢筋笼主筋最小净距的 1/4，且不应大于 40mm；使用的隔水栓应与导管内径相匹配，同时具备良好的隔水性能，保证顺利拔出；导管使用前应进行水密承压和接头坑拉试验；在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保运运转正常，避免机械事故的发生。 4 钢筋笼上浮 4.1 造成原因 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
10、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；由于混凝土灌注超过钢筋笼底口且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接受初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此导致导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土从导管流出后将以一定的速度向顶升，同时也带动钢筋笼上升。 4.2 预防和处理的方法 钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢靠。 加快混凝土灌注进度，缩短灌注时间，或掺加外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流变性变小。 混凝土接近钢筋笼底口时，控制导管埋深在 1.52.0m，灌注过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土上升到骨架底口 4m 以上时，提升导
11、管，使其底口高于骨架底口 2m 以上；导管在混凝土面的埋置深度一般宜控制在 26m。 提高施工人员的操作技能，使导管始终位于孔中心部位，偏向一侧时应及时调整，防止导管的法兰会勾到钢筋底部的弯折钢筋或是勾到钢筋笼的焊接弯折处，使钢筋笼随导管一道向上抬，无法正常浇注。 重视清孔质量，在二次清孔时，一定要清除较大泥块。因为在灌注过程中，泥块会随混凝土面上升而上升，在混凝土面达到钢筋笼底部时，泥块卡在钢筋底口处，若继续浇注，浮力加大，泥块会顶住钢筋笼，使其上浮，同时形成泥块夹层。 5 断桩 断桩是严重的质量事故，对于预防断桩的产生，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时要做好其相应对策；一旦发生断桩事故
12、要及时采取补救措施并进行上报。 5.1 造成原因 集料级配差，混凝土和易性差而造成的离析卡管。由于人工配料（有的机械配料不及时校核）随意性大，施工人员责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出的混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间较长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。 泥浆指标未达到要求，钻机基础不平稳，钻架摆幅过大，钻杆上端无导向设备，基底土质差甚至出现流砂层而致使扩孔或坍孔而引起的浇筑时间过长，而导致断桩。 设备故障而无备用设备引起混凝土浇筑时间过长。备用设备包
13、括：电源、混凝土搅拌设备、浇筑设备、钻机配件等。一旦发生设备故障，而又无备用设备时，将引起混凝土浇筑时间过长，形成断桩。 混凝土浇筑时间超过混凝土初凝时间。混凝土初凝将导致混凝土不能正常泛浆，必须拔出导管清除初凝混凝土后进行重新浇筑，二次浇筑形成夹层断桩。 混凝土浇筑过程中导管埋置深度偏小，由管内压力过小。钻孔灌注桩施工中，测定混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩浇筑后期，超压力不大或者探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度，认真核对，保证混凝土的正常埋深。 导管埋深过大以
14、及灌注时间长，导致已灌注混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的磨擦力；浇筑时间过长，导管下口混凝土已凝固，加大提升导管的阻力，在提升导管时易产生连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。 5.2 预防和处理的方法 做好原材料及混凝土配合比的控制工作，确保混凝土的和易性，混凝土浇筑过程中做好混凝土坍落度、含水量和易性的控制工作，根据检测结果及时调整。 应坚持清孔确保泥浆的粘度、比重、含砂率指标达到要求，钻机基础要进行调平、固定，并设钻杆的导向设备等。对于有流砂层的桩基掺加膨润土，羟基纤维素，铬铁木质素等磺酸钠盐，煤碱剂，碳酸钠等比重低、粘度好，固壁能力强的外加剂以加强泥浆的粘结性能。 开钻前对各项设
15、备进行检查，检查合格后方可加强泥浆的粘结性能。 混凝土灌注期间，浇筑时间不应大于混凝土初凝时间。 确保导管的埋深控制在 26m 范围内。 导管下口至孔底的距离不应过大，以保证导管的初始埋深。 总之，在工程施工中尽量避免断桩事故，一旦发生将产生较大的经济损失和社会影响。断桩事故要以预防为主，及时有效补救为辅，尽量将断桩隐患消灭在萌芽状态，保证在工程施工中不发生断桩事故。 6 结束语 在交通工程建设中，钻孔桩的施工质量直接影响到整个结构物的稳定和安全，出现质量问题后处理非常困难。因此，施工单位应建立健全项目管理体系，加强对分包单位的资质管理和人员操作能力的提高，认真落实岗位责任制，制定切实可行的技术方案和应急备用方案；业主和监理单位应加强施工组织设计的审核以及过程监控，强化事前防范。一旦出现事故，应认真分析原因，及时采取合理的补救、补强措施，避免质量事故或把质量事故降低到最低限度。 参考文献： 1 李海城，刘佳，周新江. 桥梁钻孔灌注桩质量缺陷处理方法的探讨 J. 公路交通科技：应用技术版，2008（1）. 2 苏彬，王建山. 钻孔灌注桩质量缺陷的预防措施 J. 科技致富向导，2009（14）. 3 钱永. 桩基础桥梁断桩原因分析及预防措施 J. 中国新技术新产品，2010（11）.
