1、浅谈钻孔灌注桩施工质量通病及防治措施【内容摘要】钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节，包括钻机定位、造孔、制浆、清孔、钢筋笼安放、砼浇筑等环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，因此必须防治在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中经常出现的施工质量问题，保质、保量地完成桩基施工任务。 【关键词】钻孔灌注桩质量预防措施 中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A 文章编号： 0、前言 水工建筑物地基分为两大类，岩基和软基。水工建筑物施工中往往会遇到软基地质，采用浅基础无法满足建筑物对地基强度、变形、稳定性和承载力的要求，故
2、需经常采用深基础。桩基础是一种应用较为广泛的深基础类型，可将建筑物荷载传到深部地基，起增大承载力，减小或调整沉降等作用。 桩基础分为打入桩、旋喷桩、深层搅拌桩及钻孔灌注桩。本文仅就钻孔灌注桩施工中常见的质量问题及防治方法做简要陈述。 1、钻孔灌注桩施工工艺 （1）定位：钻孔前根据设计图纸，计算出孔位坐标，然后用全站仪及水准仪确定桩位。 （2）造孔：先确定桩位标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高确定孔深，孔深偏差控制在30cm 以内，孔深采用重锤法测定。 （3）孔斜：采用声波孔壁测定仪进行检测控制。 （4）孔径：用孔径仪或钻头测量进行控制，若出现缩径或探头石现象则进行扫孔，符合要求后进行下
3、道工序施工。 （5）清孔：清孔沉渣厚度采用测饼法进行检测，若不符合要求，重新进行清孔。 （6）钢筋笼制作：钢筋笼制作分节进行，为防止钢筋笼运输和定位过程中变形，起吊前分别在各节钢筋笼的顶部和底部加强筋上焊接两根25 钢筋，呈“十”分布； （7）钢筋笼吊装安放：采用两点平等启吊法，慢起慢落、逐步下放的方法，孔口采用措施固定钢筋笼位置。 2、质量通病及防治措施 （1）护筒冒水 护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。 造成原因：埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。 防治措施：在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的
4、适当高度开孔，使护筒内保持 1.0-1.5m 的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。 （2）孔壁坍陷 钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。 造成原因：孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、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：在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。
5、搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。成孔后，待灌时间一般不应大于 3 小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。 （3）缩颈（即孔径小于设计孔径） 造成原因：塑性土膨胀。 防治措施：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。 （4）钻孔偏斜 成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。 造成原因：钻机安装就位
6、稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；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：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。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处 0.5m 以上，重新钻进。 （5）桩底沉渣量过多 造成原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆
7、注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。 防治措施：成孔后，钻头提高孔底 10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于 30 分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，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
8、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。 （6）钻进困难 造成原因：钻孔过程中遇大孤石、漂块石致使钻进困难或钻孔因此而发生严重偏斜。 防治措施：如遇大孤石、漂块石埋藏较浅时，可采用人工或挖掘机进行挖除；如遇大孤石、漂块石埋藏较深时，采用小口径钻孔爆破、水下聚能爆破等方法处理。 （7）卡管 水中灌注混凝土过程中，无法继续进行的现象。 造成原因：初灌时，隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大。 防治措施：水下混凝土的配合比选用要比设计强度高 20%左右，坍塌度宜采用 18-22 厘米。混凝土自拌
9、合机出料至塞球开塞时间不宜超过 30分钟，施工中间每间断 30 分钟后，要上下串一上导管，防止混凝土失去流动性，提升导管困难，增加发生事故的可能性。在施工过程中，中途中断浇注时间不宜走过 30 分钟，整个桩的浇注时间不宜过长，尽量在 8小时内完毕。 （8）钢筋笼上浮 钢筋笼的位置高于设计位置的现象。 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；由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时
10、间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。 防治措施：钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在 1.5-2.0m。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端 2-3m 时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。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
11、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。 （9）断桩 混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。 造成原因：由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体；由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象；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
12、法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。 防治措施：成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，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，避免孔底沉渣超过规范规定。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。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。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。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。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝
13、土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。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、结束语 引起钻孔灌注桩质量问题的原因有很多，各个环节都有质量事故发生的可能，因此必须加强施工现场管理，防止质量事故的发生。 作者简介 唐琳，1988 年 10 月，2010 年 7 月毕业于辽宁地质工程职业学院工程测量技术专业，专科学历。工作单位：沈阳豪德市政工程有限公司。 李伟，1982 年 12 月，2005 年 7 月毕业于黑龙江大学水利水电建筑工程专业，专科学历。沈阳豪德市政工程有限公司，助理工程师。
