浅析灌注桩施工中常见问题的防治

张建宇

摘要：钻孔灌注桩的施工。要从成桩的各道工序入手，从严控制，才能保证成桩质量，避免各种事故的发生。主要从施工的角度，介绍了钻孔前、钻孔中、成孔后、浇筑前和浇筑过程中常见问题以及故障的排除方法等。

关键词：钻孔灌注桩施工问题故障排除

0引言

钻孔灌注桩，以其适应性强、成本适中、施工简便、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。但由于其施工影响因素多，工艺环节多，一环不慎，便会有质量事故发生，给国家财产造成重大损失。只有高度重视并运用科学、实用的施工工艺、严格控制钻孔灌注桩的施工质量，才能避免发生事故及减少事故造成的损失，促进工程的顺利进展。主要施工程序为：

1施工前准备工作

1.1施工场地平整、清除杂物。查清地下管网情况，迁走桩位上的地下障碍物。

1.2设置闭合导线网并达到规范要求精度，保证桩位点的偏差符合要求。

1.3挖泥浆池、沉淀池、储水池，准备合格粘土或膨润土。

1.4埋设护筒。护筒四周应夯实，位置正确和稳定，与坑壁之间应用粘土填实。

2钻孔

在钻孔过程中，要科学控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时可适应加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要少加压慢钻进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用大压力快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用中等压力，慢转速并适应增加泥浆比重和粘度。孔底承受的钻压不超过钻杆、钻锥和压块重量之和的60％，以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象。初期钻进速度不要太快，在孔深4.Om以内，应≤2m／h，以后应≤3m／h。在覆盖层始终要减压钻进，钻进速度与泥浆排放量相适应，经常测试泥浆指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆浓度。钻至设计深度时，可使钻机空钻不进尺，射入较稀的泥浆，使孔中较浓的泥浆能置换出来，待泥浆比重降到1.15～1.20左右，才能允许提钻，并用测绳量测孔深。钻孔应连续进行，因故停钻时，应提升钻锥至孔外以防埋钻。发现异常情况，如塌孔、进尺异常等问题，应仔细观察分析，查明原因和位置，采用相应的对策。

遇到因地质、地层情况而引起塌孔、涌水等现象，一般会采取回填粘土、筑岛等方法来处理。但也会遇到采用回填、筑岛处理不了的涌水、塌孔现象。如在省道S219线汝南城区段改建工程北汝河大桥的桩基施工过程中，就遇到了此类情况：

该桥共8孔，每孔长20米，桩基φ1.5米。5-2#桩设计深度39米。在该桩基施工中，当钻头钻进到27.5米时，遇到了厚砂层和泉眼，导致踏孔，从钻头处沿钻杆向外涌水，施工被迫中断，钻头埋在27.5M处，钻杆、兰花盘无法拔出。

处理方案：①在5-2#桩周围挖截水沟，想切断泉水的涌出。但没有成功，泉水继续向外涌出。②利用爆破技术，炸断钻杆与钻头的连接，放弃钻头，拔出钻杆，但由于钻杆及法兰盘与周围土体摩擦过大无法拔出。③放弃钻头、钻杆，在原基桩两侧重新钻两个基桩，基桩顶端用承台连接，在承台中央按原5-2#桩位浇注立柱。在两个新基桩的钻进过程中，放慢了钻进速度，控制好泥浆性能，确保了基桩钻进的顺利完成。

3清孔

清孔主要是清沉渣与沉淤，沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩土，主要是砂、砾石和碎岩屑等；而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物，沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层，能导致端承力丧失殆尽。沉渣的清除可采用下循环成孔、气举反循环清孔的工艺。清沉淤方法是用换浆法清孔，提升钻锥20一30cm后继续循环，保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5～2.0m防止塌孔。用相对密度较低的泥浆压入清孔。清孔过程中应注意保持水头，经常检测泥浆指标，一旦达标，迅速起钻。然后下钢筋笼，尽可能缩短浇筑前的操作时间，减少沉淀量。严禁用加深孔底深度的方法代替清孔，这将会极大地降低桩尖处土的极限承载力，也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。

4砼灌桩

灌注砼常用导管法。导管安装好后，利用导管须进行第二次清孔，在砼灌注前须再次用测绳量测孔深、孔底沉渣厚度，符合要求后才能允许灌注。

浇筑过程中，最重要的就是控制导管的埋深。卸管前应准确测定砼面高度，计算导管埋深，从而确定导管拆散的节数，保证导管埋深在2-6m范围内。埋深过小会使管外砼面上的泥浆卷入砼形成夹泥；过大则使砼不易流出顶升，还可造成桩外周的硷出现骨料离析和空洞，减少桩的有效直径；亦可造成近导管处砼面高，远导管处砼面低，从而砼先顶升再水平扩散，出现死角区，使泥浆和砼混合物填实在死角区，造成钢筋的所致襄力不足。

砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼，牵动导管有利于后续砼的顺利下落及增强砼向周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。

故障排除：

4.1卡管：卡管是最常见的现象，原因不外乎有：砼和易性、流动性差造成离析，各种机械故障引起砼浇筑不连续，在管中停留时间过长而卡管，导管进水造成砼离析等。排除的办法有：①锤击导管法兰，吊绳上下抖动等兼可疏通。②若卡管位置在地面以下不远者，可用中25以上的钢筋冲捣。③在导管外加焊铁板，利用导管下落时铁板与其它卡座的撞击振动疏通。

4.2导管进水。其原因有：首灌砼量不足或导管口提升过高以至无埋深；误测导致导管提升至砼面外，其基本现象为导管中会重新充水，孔内水位明显下降。其解决办法为：①如果是第一种原因造成的进水，可用导管作为吸管，用空管吸泥方法将孔内砼吸出，重新灌注。②第二种原因则可采用重插法。即重新插入砼中，用泥浆泵抽出管内的泥浆，再重新浇灌砼。其前提条件是表面砼没初凝，若超过初凝时间则作为废柱。若没埋深，但导管内有砼面而没进水，则插入重浇，但有可能造成夹层，应注意测试。

4.3灌注时发生井壁坍落。成孔后灌注水下砼时发生坍孔现象，若坍塌不止，应将导管拔出，以粘土回填重新成孔。

4.4断桩。在钻孔灌注桩施土中，由于操作失误、设备不良及水文地质条件等的影响，极容易发生断桩现象，造成重大工程事故。断桩处理的几种方法：①原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好，但难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。②接桩。首先对桩进行声测确定好砼的部位，其次，根据设计提供的地质资料，然后挖至合格处利用人工凿毛，按挖孔法砼施工方法进行砼的浇注。③桩芯凿井法。边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用挖孔砼施工方法浇筑膨胀砼。