谈影响钻孔灌注桩质量的成因及防治措施

钻孔灌注桩由于施工时大部分是在水下进行的，其施工过程无法直接观察，只能根据对钻进过程中的机械变化状态及对相应时段所产生的钻渣进行推断分析而估算成孔情况，因此专业针对性较高，对施工质量控制的要求亦较高。由于桩基础是整个结构物的根基，施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，施工时应采取有效的防治措施进行施工质量控制，预防出现施工质量问题；而当出现质量事故时应及时采取措施补救，确保钻孔灌注桩的施工质量。

现根据钻孔灌注桩施工时常见的质量问题，探讨一下相应的防治措施以及出现质量事故时的补救方法。

1 桩底地基承载力不足

1.1 产生原因

在复杂地质情况下，由于地质勘探的局限性，地质资料无法反映每个桩位的地质情况，导致钻孔灌注桩到达设计深度时，桩端没有支承在持力层上，造成桩底地基承载力不足。

1.2 防治措施

在判断是否终孔时，应每桩取芯进行检验。如无法每根桩取芯，要参照邻近桩取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况（一般钻进至微风化岩时，钻头不蹩钻，主动钻杆振动不很厉害，钻进声音感觉较好）以及工程地质资料进行综合考虑，发现异常及时向监理单位和设计人员反映。

1.3 质量事故处理方法

如果在成桩后进行单桩承载力检测时才发现桩底地基承载力不足，此时可采取以下几种方法处理。

⑴桩承载力小于原设计值较多时，可采用加桩的方法。在桩与桩之间加钻孔灌注桩或预制桩，分担承载力不足的灌注桩的荷载；

⑵桩承载力与原设计值相差较小时，可采用增大桩承台或地梁的底面积的方法。利用桩与承台或地梁的共同作用，分担上部结构的荷载。

2 桩孔倾斜

2.1 产生原因

产生桩孔倾斜的原因通常有以下几种：

⑴桩架不稳，钻杆导架不垂直；钻机磨损，部件松动，或钻杆弯曲，接头不直；

⑵土层软硬不均，钻头受到的阻力不匀，导致桩孔逐渐倾斜；

⑶钻机成孔时，遇较大孤石，或在粒径悬殊的砂层钻进，钻头受到的阻力不匀。

2.2 防治措施

⑴经常检查钻机的水平度和垂直度，检查钻孔设备是否正常，发现异常及时调整或更换；

⑵遇软硬土层时，控制钻进速度，低速钻进；

⑶遇孤石或探头石，宜用钻机低速钻透石头。

⑷当桩成孔灌注前须使用探孔器检查成孔的桩径及垂直度，以保证这些指标的合格率。

2.3 质量事故处理方法

桩孔倾斜通常在下放钢筋笼前能察觉。如果发现桩孔倾斜，则必须重新钻进扫孔；如果倾斜较为严重，则应回填重新钻孔，如成桩后发现斜桩，则应由设计部门根据实际情况进行加桩或修改承台结构。

3 缩径

3.1 产生原因

钻孔灌注桩产生缩径主要有以下两种原因。

⑴人为疏忽使用其他规格的钻头，或因钻头陈旧，磨损后直径偏差超过规定值；

⑵在塑性土中成孔时，由于塑性土膨胀，导致桩孔缩径。

3.2 防治措施

⑴每根桩开始钻孔时，现场技术管理人员应验证钻头规格，如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头，确保钻头规格符合要求；

⑵在钻孔时，应根据地质资料中不同土层的情况，绘制钻进成孔时间曲线，根据钻进成孔时间曲线随时调整钻进速度。在塑性土层应加快钻进速度，快速通过。钻进速度常为0.2m／min左右；在细粉砂层减慢钻进速度，钻进速度常为0.015m／min左右。

3.3 质量事故处理方法

⑴在钻孔时发现桩孔缩径，则应采用上下反复扫孔的办法，以使孔径达到设计要求；

⑵成桩后使用超声波检测时发现灌注桩缩径，则应进行单桩静载试验。如不能满足承载力要求，则按承载力不足的处理方法处理。

4 桩底沉渣量过大

4.1 产生原因

⑴不进行详细检查，清孔不干净或没有进行二次清孔；

⑵清孔后不及时浇筑混凝土，停留时间过长，泥浆中残渣或孔壁坍塌物沉入桩底。

4.2 防治措施

⑴认真检查，正确使用测绳与测锤；

⑵一次清孔后，若不符合要求，要采取改善泥浆性能或延长清孔时间等方法。

4.3 质量事故处理方法

⑴在钢筋笼下放完毕后，若发现沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔，达到要求后立即浇筑混凝土；

⑵若是在桩基检测如抽芯时发现桩底有较多沉渣，则应进行单桩静载试验。若单桩承载力不足，则可采用钻孔后高压注浆法进行补强，或者采用单桩承载力不足的方法进行处理。

5 钢筋笼上浮

5.1 产生原因

⑴当混凝土灌注至钢筋笼下口时，若此时提升导管，导管底端距钢筋笼仅1m左右距离时，由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮；

⑵若混凝土灌注至钢筋笼，而导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果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速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。

5.2 防治措施

⑴灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇筑标高及导管埋深，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；

⑵浇筑混凝土时，当导管尚未提至钢筋笼底端以上时，应保证混凝土连续浇筑，尽量不要停留。

5.3 质量事故处理方法

⑴当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，提升导管后再进行浇注，即可消除上浮现象；

⑵若混凝土浇筑完成后才发现钢筋笼位置上移，则应由设计人员重新计算是否满足设计要求。

6 断桩与夹泥层

6.1 产生原因

⑴泥浆过稠，如：泥浆比重大或泥浆中含较大的泥块，增加了浇注混凝土的阻力。当导管堵塞、流动不畅而使用振击的方法时，混凝土一旦冲出，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；

⑵灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管拔出混凝土面也会造成夹泥层和断桩；

⑶灌注时间过长，上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣积聚于混凝土表面，造成混凝土灌注困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故；

⑷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。

6.2 防治措施

⑴认真做好清孔工作，防止孔壁坍塌；

⑵混凝土初灌量尽量大，产生足够的冲击力可以克服泥浆阻力；

⑶尽可能快速连续浇筑，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，防止导管堵塞；

⑷提升导管要准确可靠，浇筑混凝土过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程；

⑸灌注水下混凝土前检查导管是否有漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。

6.3 质量事故处理方法

发生了断桩或夹泥的质量事故，可采取以下措施处理。

⑴若缺陷部位较浅，可采用开挖至缺陷部位，凿去松散、薄弱部分混凝土，再重新浇筑高一强度等级的混凝土；

⑵若缺陷部位较深，可采用钻机钻到质量缺陷下一倍桩径处，进行清洗后高压注浆加固。

7 体会和建议

⑴钻孔灌注桩的施工难点是成孔质量和混凝土浇筑质量的控制。通常出现的施工质量问题均与这两道工序有关，因此必须重点控制。

⑵进行施工质量控制时要注意细节：①吊放钢筋笼前要先进行孔径、垂直度、孔深的检查验收，否则出现“卡笼”时返工较为困难；②施工中泥浆的水头必须经过计算，不能过多地提高泥浆水头，必须保持孔壁的侧压平衡。

⑶要有完善的质量保证体系，建立系统化的动态管理制度和方法，并切实提高施工人员职业素质，才能将质量控制措施落到实处，保证钻孔灌注桩桩的施工质量。