钻孔桩缺陷分析及处理措施

张宗辉

钻孔桩基础施工简便、操作易掌握、设备投入一般不是很大，因而，无论在铁路、公路、水利、水电等大型基础建设中，还是在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛的应用。因受地质情况、人为操作等因素影响，导致钻孔桩存在诸多缺陷。

1 钻孔桩缺陷分析及处理措施

1.1 柱桩支承在强风化层上

柱桩支承在下伏强风化岩层上，其原因有两个方面:1)地质勘探资料不够详细，或是桩基处岩层倾角较大，虽然桩基钻深已达设计标高，但并未进入弱风化层;2)现场技术人员对岩层的鉴别和把握缺乏经验，难以进行有效控制。

柱桩支承在强风化层上的处理方法:1)原位复桩，即将缺陷桩彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩。此种方法效果好，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)补桩，即在缺陷桩附近增加新的钻孔桩，以保证结构的受力状况。补桩方案由设计院计算并经业主同意后实施。

针对地质情况复杂的状况，应对桩基渣样进行仔细分析、准确判断，避免因判断错误而提前终孔，无法进行准确判断时，可采取孔底取芯的方法进行验证。

1.2 断桩

断桩是严重的质量事故。断桩产生的原因有以下几方面:1)堵管。混凝土和易性差、坍落度过大或过小、混凝土中含有大块骨料或受潮凝固的水泥块，都可能造成导管堵塞;另外，导管漏水也会导致粗骨料相互挤压堵管，从而造成断桩。严格控制混凝土配合比、弃用不合格的混凝土、缩短灌注时间、保证导管具有良好的水密性能是减少和避免此类桩的重要措施。2)导管埋置深度过大或过小。导管埋深过大以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，如果现场起重能力不足就会使导管无法起升而产生断桩。导管埋深过小，容易出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。因此，必须用测深锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证导管埋深在规范允许的合理范围内。3)另外，因工地地质情况较差，或泥浆指标不合规范要求，或护筒内外水头差异较小，在灌注混凝土过程中，井壁坍塌或出现流砂等造成类泥砂性断桩。机械故障和停电造成施工不能连续进行等因素都可能造成断桩。

处理断桩的几种方法:1)接桩。即将缺陷位置及其以上的混凝土和淤泥清除掉，将混凝土面清洗、凿毛，然后灌混凝土。在凿除桩身混凝土过程中，每2 m设置一道十字内撑加强护筒，以保护施工作业人员的人身安全。2)原位复桩。此法适用于缺陷段桩身不在施工护筒范围内，处理方法同柱桩支撑在强风化层上的原位复桩处理方法相同，即直接用冲击锤对已浇成的坏桩进行冲击二次成孔，重新灌注桩身混凝土。3)桩芯凿井法。即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径80 cm左右的井，深度超过缺陷部位，然后封闭清洗泥砂，放置钢筋笼，用挖孔桩施工方法浇筑膨胀混凝土。此法适用于处理位于岸上的缺陷桩，要求投入降水设备，桩身缺陷位置不能太深，否则操作难度较大。

1.3 斜孔

斜孔的产生存在两种情况:对于旋转钻机，是由于支撑不好，导致钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜;对于冲击钻机，是由于地质构造不均匀，强风化、中风化、弱风化岩层交界层，夹层较多，岩面倾斜是造成斜孔的主要原因。

斜孔的处理措施:1)因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后重新安装钻机恢复施工;钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。2)地质构造不均匀引起的斜孔，应分析清楚岩层走向，而后采用适当的回填材料将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。穿过花岗岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。

1.4 桩底沉渣超标

产生桩底沉渣超标主要由泥浆质量差、清孔设备落后和施工不连贯等原因造成。如果在钻孔过程中不重视对泥浆的调配、不使用泥浆分离器等进行行之有效的清孔方法，以及二次清孔后与混凝土灌注时间间隔过长，都极易造成桩底沉渣。

桩底沉渣超标的处治方法:1)在混凝土灌注前配制优质泥浆，对桩底沉渣进行二次清孔，待沉渣厚度小于规范要求时，尽快安排混凝土灌注工作;2)混凝土灌注完成后，采用高压旋喷清水切割、气举清渣、反向注浆方法进行缺陷修补，即利用高压喷头喷出的高速水流对桩底沉渣进行清洗，将沉渣等粘结强度低的物质与粘结较好的桩基混凝土剥离开，再采用气举水流将与桩身混凝土剥离开的沉渣等物质带出孔外，使缺陷部位周围都是粘结较好的混凝土或基岩，然后采用反向灌浆方法将微膨胀水泥浆注入缺陷位置，使其密实。

1.5 折孔

一般情况下钻孔桩发生折孔的情况不多，多由钢护筒倾斜引起。

折孔的处理措施:一般情况下，折孔过大时会导致钢筋笼无法顺利下放，此时应停止钢筋笼下放工作，回填已成孔并拔出钢护筒，重新插打。保证钢护筒插打时的竖起度符合规范和工艺要求是避免折孔的重要措施。

1.6 缩孔

缩孔现象的产生存在两种情况:1)由于岩层较坚硬，钻进过程中钻锤磨损严重，并且钻锤磨损或焊补不及时，导致缩孔;2)饱和性黏土、淤泥质黏土，特别是 IL＞1.0处于流塑状态的土层中出现特有的现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩径。

缩孔情况应及早发现及早解决，根据两种成因，缩孔的处理措施如下:1)钻孔桩位于坚硬岩层，为使桩锤有效工作和防止缩孔，钻锤每1 d～2 d就要进行一次检查和补焊，并适当扩大钻锤的直径。对已发生的缩孔现象，需回填片石至设计孔径处，补焊桩锤，重新冲孔。2)钻孔桩因孔壁回缩造成的缩孔现象，应采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理;或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。

1.7 桩芯局部裹泥或砂、桩体混凝土不连续

成孔后浇筑水下混凝土时发生局部坍塌的杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续，造成桩身局部裹泥或夹砂。

桩芯局部裹泥或砂、桩体混凝土不连续的处理措施:为保证桩的整体性和完整性，采用钻小孔至该桩缺陷位置并利用高压旋喷清水切割、压浆工艺进行处理。

2 钻孔桩发展展望

随着施工工艺的更新，相继出现了钻孔后灌浆桩、钻孔扩底桩等新工艺、新技术，为钻孔桩基础的应用拓展了更广阔的空间。

3 结语

钻孔浇筑桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全，对其质量的控制应注重预防为主。在施工前做好充分准备工作，根据桥址区的实际情况，制定相应的详细的施工工艺和防范措施，施工时要突出一个严字，从严把关，为优良工程打下坚实的基础。本文着重介绍了钻孔灌注桩的缺陷处理措施，并对其缺陷的形成原因进行详细分析，将几种较成功的处理方法作了具体介绍，为今后同类工程的钻孔灌注桩施工及缺陷处治提供了可借鉴的经验。

[1] 张广添.浅谈钻孔桩施工质量控制[J].山西建筑，2009，35(21):221-223.