桥梁钻孔桩基施工问题分析及处理措施

单晓刚

(贵州省城乡规划设计研究院，贵州 贵阳 550004)

1 前言

桥梁桩基础是桥梁的重要部位，其质量的好坏直接影响到整座桥梁的工程质量及使用安全。桩基施工为隐蔽工程，在施工过程中存在较多不可预见因素，常出现一些不可避免的问题，如不及时解决，将直接影响到桩基的工程质量，留下重大的质量隐患。故桥梁桩基施工不仅需要利用已有的工程技术，还需要丰富的施工经验，对施工中出现的问题及时进行处理，以避免工程质量事故的发生。

2 桩基在钻孔过程中容易出现的问题及处理措施

2.1 坍孔

坍孔的特征是孔内水位突然下降又回升，孔口冒出细密的水泡，出渣量明显增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。坍孔的原因大多数是由于泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成的。发生坍孔后，应查明坍孔的位置再进行处理。坍孔位置较深且不严重时，采用粘土回填至坍孔位置以上2m～3m，并采取加大泥浆比重、改善泥浆性能、加高水头等措施，继续慢慢钻进；坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填，如果无砂类土和砾石土，可采用粘质土掺入5%～8%的水泥进行回填，待孔内回填土稳定后重新开钻；坍孔位置不深时，可采用加深护筒的方法，将护筒内的填土夯实，重新开钻。

2.2 斜孔

斜孔一般多发生在采用冲击钻成孔上。造成斜孔的原因通常是由于地质松软不均、岩面倾斜、钻架移位、钻架不平或钻头遇到探头石等原因造成的。钻孔时，要经常检查钻盘是否水平或钢丝绳是否垂直，孔口位置的钻杆或钢丝绳的平面位置是否正确，一旦发现偏差应及时调整。当出现斜孔时，一般可在偏斜处吊住钻头反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填粘质土(采用回旋钻成孔)或片石(采用冲击钻成孔)到偏斜处顶面，待沉积密实、稳定后重新开钻。

2.3 扩孔

扩孔大多数是由于孔壁坍塌或钻杆摆动过大造成的。对于扩孔的处理，一般是采用失水率小的优质泥浆护壁，改善钻机的机械性能(减小钻摆动)来控制扩孔率。

2.4 缩孔

缩孔通常是由于地层中含有膨胀土、软塑土、泥质页岩等不良地质造成的，钻头磨损过大亦能使孔径稍小。缩孔发生后，应立即查明原因，如因钻头磨损过大造成的缩孔现象，应对钻头及时补焊，加大钻头。如因以上不良地质条件造成的，当缩孔不严重时，可采用钻头上下反复扫孔来扩大孔径；当缩孔严重时，采取钢护筒防护，一般情况下钢护筒的长度要根据不良地质的厚度情况来确定，最好是不良地质部分全部下钢护筒。

2.5 孔内漏浆

孔内漏浆一般是钻孔钻至透水层时由于泥浆的性能较差、或护筒周围透水、或钻孔遇到小溶洞时发生的。当遇护筒内水头不能保持时，一般采取护筒周围回填土夯实、增加护筒埋置深度、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和粘度、倒入粘土使钻头慢速转动等措施。当用冲击钻冲孔时，可往孔内回填片石、卵石及适当投入一定数量的水泥，反复冲击，增加护壁。

2.6 卡钻

卡钻常发生在冲击钻冲孔时，因形成了梅花孔、十字孔、冲锤磨损未及时补焊、钻孔直径变小而新钻又过大、冲锤倾倒、遇到探头石或孔内掉入物件卡住等原因造成的。卡钻后不宜强提，可用小锤冲击或用边冲边吸的办法将卡锤周围的钻渣松动后再提出。

2.7 掉钻

掉钻一般是由于钻杆磨损过甚、钻锤的钢丝绳磨损过甚或钢丝绳的卡口螺丝松动造成的。掉钻是在桩基钻孔过程中经常发生的故障之一，每台钻机都应配备足够的打捞工具。掉钻后应立即用打捞叉、打捞钩、绳套等工具打捞。如果由于打捞时间过长造成钻头被埋，应先清理泥沙，然后再使用打捞工具进行打捞。特别强调指出:初次掉钻头时，钻头在孔内一般是正立的，如果初次打捞不成功造成第二次或者多次掉钻，那么钻头掉在孔内就不一定是正立的，给打捞造成更大的困难。

3 清孔

当钻机钻到设计高程时，就立即进行清孔，清孔后泥浆比重宜控制在1.15～1.2之间，如果泥浆比重太大，则不利于混凝土的浇筑，如果太小可能会引起塌孔。

4 桩基在灌注混凝土过程中容易出现的问题及处理措施

4.1 导管进水

首批混凝土下落后导管进水，应将已灌注的混凝土用吸泥机(可用导管作吸泥管)全部吸出，再针对导管进水的原因改正操作工艺或看是否首批混凝土储量不足，找到原因后重新灌注混凝土；在混凝土灌注的中期，导管进水是由于多提升导管且管口超过已灌混凝土表面时发生的。遇到这种情况时，可依次将导管拔出，用吸泥机或潜水泥浆泵将原灌注混凝土表面的沉淀物全部吸出，将装有底塞的导管重新插入原混凝土表面 2m以下，然后在无水导管中继续灌注，将导管适当提升，继续灌注的混凝土可冲开导管底塞流出。

4.2 导管堵管

初灌导管堵管大多数是由于隔水硬球栓或硬柱塞被卡住而造成的。发生初灌堵管时，可用长杆往管内冲捣，或用振动器振动、硬物敲打导管外侧，或提升导管迅速下落振冲，或用钻杆加配重冲击导管内混凝土。如果这些方法都无效，应将导管拔出，取出导管内物质，重新下导管灌注混凝土。中期导管堵塞大多数是由于灌注时间过长，表面混凝土已初凝或者混凝土的砂石级配差造成混凝土离析，其次混凝土中有大块物体或者是由于混凝土在导管内停留时间过长也可能发生堵塞。当发生中期导管堵塞时，处理的方法是将导管连同堵塞物一起拔出，疏通导管，若原灌注的混凝土表层尚未初凝，可用新导管插入原灌混凝土的表面2m以下深度，用潜水泥浆泵下入导管底将管内的泥浆抽干净，再用圆杆接长的小掏渣桶将管内表面混有泥浆的混凝土掏干净后继续灌注混凝土。

4.3 灌注坍孔

大的坍孔特征与钻孔期间比较相似，可用测探仪或测锤探测，如探头达不到混凝土面高程时即可证实发生坍孔。发生灌注坍孔有以下几种原因:护筒脚漏水；潮汐区未保持所需的水头；地下水压超过孔内水压；孔内泥浆相对密度、粘度过低；孔口周围堆放重物或机械振动。发生灌注坍塌时，如坍塌数量不大，可采用吸泥机吸出混凝土表面坍塌的泥土，如不继续坍孔，可恢复正常灌注，如坍孔仍在继续且有扩大之势，应将导管及钢筋骨架一起拔出，用粘土或掺入 5%～8%的水泥将孔填满，待孔位周围地层稳定后再重新钻孔施工。

4.4 钢筋笼上升

灌注混凝土时钢筋笼上升的主要原因是由于混凝土冲出导管底口后向上的顶托力把钢筋笼上浮。为防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮，灌注混凝土前，应将钢筋笼的顶端焊接在护筒或其他牢固的物体上。在灌注混凝土过程中，当灌注混凝土顶面距钢筋笼底部约 1m时，应降低混凝土的灌注速度；当混凝土面上升到钢筋笼底4m以上时，提升导管使导管底口高出钢筋笼底 2m以上后即可恢复正常速度灌注混凝土。

4.5 埋管

埋管一般是由于导管埋置深度过大所造成的。为了避免造成埋管事故，在混凝土灌注过程中应严格控制埋管深度在 2m～6m之间，若已造成埋管事故，即要对该桩基进行处理。

5 结语

孔钻桩基施工质量关系到整个桥梁结构的工程质量，桩基施工过程中，工程难题不可避免的，这就需要现场工程师根据实际情况，及时采取有效的处理措施。对施工中出现问题的分析与处理是否恰当，往往影响整个桥梁工程的安全使用、工程造价及工期。对于桩基施工中经常出现的施工质量问题必须在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中予以防治，唯如此方能保质保量地完成桥梁桩基的施工任务。

[1]李杰.试论桥梁钻孔灌注桩断桩处理[J].科技创新导报，2010-04-21.