钻孔桩施工中常见的问题及处理

【摘要】钻孔桩是最普遍的基础形式，无论在铁路、公路、水利水电等大型建设，还是在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛应用。文章对钻孔桩施工中常见的问题及处理进行了探讨。

【关键词】钻孔桩施工；民用建筑；混凝土

钻孔桩是最普遍的基础形式，无论在铁路、公路、水利水电等大型建设，还是在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛应用。钻孔桩是在泥浆护壁条件下，利用机械钻进形成桩孔，采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。钻孔桩的钻孔、灌注混凝土都是在水下进行，工程质量只能通过科学的过程控制和完工后的仪器检测来确认。本文对多年来在钻孔桩施工中遇到的常见问题进行了分析和总结。

一、成孔阶段

（一）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。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0m-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，则应重新定位后安装护筒。

（二）塌孔

塌孔一般有孔口坍塌和孔内坍塌两种情况。孔口坍塌很容易发现，而孔内坍塌的发现就必需有丰富的孔桩施工经验和认真仔细的观察。当在施工的过程中发现孔口水面冒出细密的水泡、孔的深度突然变浅、钻机的负荷明显加大等现象时都表明孔内已发生了坍塌现象。

造成原因：施工场地夯填质量不良；护筒埋置不符合要求；钻机支承不当，支承面受力过大；泥浆比重或粘度太小，不能形成坚实的护壁；在松散的砂层中进尺太快，未能形成坚实的护壁；遇到容易塌孔的流砂层，不能及时掌握情况，不能及时处理；孔内补水时水流冲刷护壁；成孔后到混凝土灌注间隔时间太长。

防治措施：在以上几种情况中，施工场地夯填质量不良，护筒埋置不符合要求，钻机支承不当，支承面受力过大容易引起孔口坍塌，钻机进场前要对施工场地进行整理，对于不良土质要进行换填，场地夯填做到尽可能的密实。护筒的埋置严格按照规范要求，不能太浅，护筒的周围和底部要用优质粘土分层夯实填筑。钻架架立时要使支承面面积尽可能的大，同时做到支承面受力均匀。对于泥浆比重或粘度太小，不能形成坚实的护壁引起的坍塌，在施工中加强对泥浆比重和粘度的监测就可以了。在松散砂层中钻孔时，必须降低进尺速度，如果进尺过快，护壁的厚度和密实度就达不到要求，从而引起坍塌。当遇到流砂层时，即使没有发生坍塌，也要先处理后再钻进，一般的处理办法是在孔内投入粘土和片石，低锤冲击，使粘土和片石充分地挤入孔避，阻止砂层和地下水流动。当流砂严重时，则采取钢护筒跟进的办法。孔内补水时水流冲刷护壁，成孔后到混凝土灌注间隔时间太长引起的坍塌，在施工中加以注意就可以了。孔内补水时现场要做到有人监控，钻孔快要完成前要做好混凝土灌注的准备工作，尽量缩短成孔后到混凝土灌注之间的间隔时间。

塌孔是孔桩施工中及其常见的问题，在坍塌不严重时，我们可以在加大泥浆比重后继续钻进，当坍塌严重时，我们要采取有效的措施后方能继续钻进。

（三）漏浆

钻孔漏浆现象一般是发生在透水性强或有地下水流动的地层中，泥浆向孔外流失。而在喀斯特地貌施工中发生的漏浆则多为“溶洞漏浆”。即在钻孔的过程中遇到了无填充物溶洞而造成的漏浆现象。

造成原因：护筒的埋置深度太浅；填土不密实或护筒接逢不严密；钻进过程中孔桩遇到溶洞。

防治措施：加稠的泥浆；回填卵石，片石反复冲击增强护壁；但遇到护筒漏浆时可以采用棉絮堵塞；对于“溶洞漏浆”，漏浆不多时，出现这种问题一般是遇到了单个的小溶洞，一般是采取向孔内投入粘土和片石，然后用锤冲击，把粘土和片石挤入溶洞，随后继续钻进。漏浆严重，但孔壁周围看不到明显的空洞。出现这种情况一般是孔桩的很小一部分穿过了溶洞。一般采取的办法是向孔内投入粘土、片石、水泥、棉絮，用锤冲击，堵住溶洞和孔桩之间的连接口。漏浆严重，孔壁周围可以看到明显的大空洞。发生这种情况表明孔桩是贯穿溶洞，但由于一下难以判断溶洞的大小，处理起来比较困难，一般是先向孔内大量的投入粘土和片石，用锤冲击把粘土和片石挤入溶洞，如果通过一段时间粘土和片石不能再挤入，则表明溶洞填满可继续钻进施工。如果粘土和片石可以长时间的挤入，则说明溶洞很大，得采用其他的办法解决，一般采用钢护筒跟进的方法。

（四）偏孔

偏孔是指孔桩的孔壁出现较大垂直偏差或弯曲。

造成原因：孔内地质不均匀；钻孔过程中遇到较大孤石，探头石或倾斜的岩层；施工检测控制不到位。

防治措施：由于孔内地质不均匀引起的偏孔，是因为地质不均匀造成钻头受阻力不均匀而产生的，这种偏孔现象的产生刚开始不是很明显，但会慢慢积累，所以要及时处理，一般回填粘土和片石至偏孔以上0.5米，小冲程冲击密实后重新钻进就能解决。在钻进过程中遇到较大孤石，探头石或倾斜的岩层时，钻进时锤头偏斜严重，钢丝绳抖动明显，为调整偏孔，一般先是采用向孔内投入粘土和片石再钻进的办法，大多数情况下都能达到预期的目的。如果这个办法效果不明显则采用灌注高强度水下混凝土，待混凝土达到一定强度后再钻进，这种方法十分有效。但在施工中也出現了个别的孔桩用以上两种办法都不能解决，这时就采用水下爆破的方法，偏孔的位置经爆破后产生一个钻孔平面，将不平整的硬岩在孔内炸平，且在平面达到设计孔桩面积的70%后重新钻进，效果非常理想。增强施工人员的责任心，做好检测控制。

（五）桩底沉渣量过多

对摩擦桩来说，由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的磨擦力或依附力，逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中，如果在设计中端部反力不大，端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大；而对于承载桩来说，如果沉渣量过大，势必造成桩受荷时发生大量沉降，同样使桩的承载力失效，因此钻孔灌注桩的沉渣量检查是施工控制中的一项关键工作。

造成原因：检查不够认真，清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆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：加强对沉淀层的检查力度和意识，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。

二、成桩阶段

（一）导管堵塞

灌注过程中，混凝土在导管中不能下落，影响灌注工作顺利进行。

造成原因：初灌时，隔水栓堵管：混凝土和易性、流动性造成离析：混凝土中粗骨料粒径过大。各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而卡管；导管进行造成混凝土离析等。

防治措施：使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出；或采用隔水盖板或插板盖住导管顶部，封底时拉起盖板或抽开插板即可，安全、方便。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。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应实验室确定，坍落度宜为18cm～22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6 Mpa ～1.0Mpa，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。施工前做好机械设备的检修，在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生。

（二）钢筋笼上浮或下沉

系指钢筋的位置高于或低于设计位置的现象。上浮较大时，降低了桩体抗水平剪切能力；下沉过多，给施工带来麻烦和损失。

造成原因：钢筋放置初始位置过高或过低；混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大（6m以上）钢筋笼被混凝土顶托上浮；导管掩埋过长，提升时易摇晃，难以对准笼的中心，易发生挂笼现象；导管提升过猛，混凝土下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮；钢筋笼制作质量不佳，或吊装不当而变形或桩孔倾斜，钢筋笼随之变形，增加了凝土上升阻力；笼底钢筋向弯折沟挂导管；钢筋笼于孔口固定不牢，在自重及受压时将铁丝拉长而下沉，或钢筋笼自重太轻，被混凝土顶起。

防治措施：钢筋笼放置初始位置准确无误，并于孔口固定牢固；为防止铁丝拉长下沉或顶住上升力，可采用吊筋加套管等方法顶住钢筋笼上口，加快浇灌速度，缩短浇灌时间，或添加缓凝剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小；混凝土陷近笼底时，控制导管埋深1.5～2m，尽量减少串插导管，改用转动导管密实混凝土，每浇灌一斗混凝土，检查一次埋深，勤测深，勤拆管，只到钢筋笼埋牢后，恢复正常埋深深度。主筋底端可适当向外弯折，并增加封底箍筋。导管对中桩孔，导管接头处套装锥形活动护罩或加密焊接防护斜筋；导管正常埋置深度一般控制在2～4m，最大不超过6m，便于转动移位。钢筋上升时，停止浇灌混凝土检查埋管深度，拆除部分导管，保持埋管1.5～2m，导管钩挂钢筋笼时，要下降导管，转动移位脱钩上提。

（三）断桩

混凝土凝固后不连续，中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩，影响了桩身的整体性，降低了桩体强度和承载力。

造成原因：封底时，由于导管底端距孔底过远，混凝土被泥浆稀释，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；泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力；灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下沉；灌注时间过长；导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后混凝土不能及时冲填，造成泥浆填入。

防治措施：成孔后，必须认真清孔，防止孔壁坍塌；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；盡可能提高混凝土浇注速度； 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，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；灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水，必要时应有备用搅拌机、发电机等应急设施；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。

本文提到的钻孔桩施工中常见的问题，很多是孔桩施工中的共性问题，其中很多是总结了黄织铁路工程施工中遇到的问题，因而也有它的特殊性。通过分析总结，对提高个人遇到问题的处理能力，对今后工作的指导，对提高工程施工质量都有着积极作用。

【作者简介】曹朝晖（1972- ），男 ，湖南汉寿人，中铁二十五局集团柳州铁路工程有限公司工程师，研究方向：铁道工程。