试论混凝土钻孔灌注桩施工质量事故治理

2011-12-31朱德平

中国新技术新产品 2011年12期

朱德平

（广州市安达水利工程建设监理有限公司，广东广州 510000）

混凝土钻孔灌注桩是采用机械钻孔的一种成桩方法，是一项质量要求高、施工工序多、并须在一段时间内连续完成的地下隐蔽工程。混凝土钻孔灌注桩因施工是在地下进行的,施工过程无法观察,成桩后采用无损检测法可以检测出质量问题。发生质量问题后,加固处理难度大,且费用较高。因此,必须对钻孔过程中及地下混凝土灌注过程中经常出现的施工质量问题进行防治。以确保桩基工程施工能保质、保量完成。

1 各种质量问题及形成原因

混凝土孔灌注桩施工中常见的质量问题主要有：偏孔、孔壁坍塌、卡钻埋钻、桩底沉渣量过多、断桩等。

1.1 偏孔

偏孔是造孔过程中经常会出现的现象。造成偏孔的主要原因为：

①钻机安装不稳，天轮与孔中心不在一条直线上；②钻进中遇到大卵石或软硬不均的地层；③钻杆的直径和壁厚过小；④钻机运送过程中振动过大；⑤钻压、转速过大，给进过快；⑥钻具配重不够；⑦钻头上部没有导正装置。

1.2 孔壁坍塌

混凝土灌注桩施工过程中由于土壤的持力层发生变化等原因，将会出现因漏水、漏浆等导致孔壁坍塌的质量问题。钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。其问题原因主要为：

①护筒埋设不当，导致变形或形状不合适；②孔内的静水压力不足，或护筒外部填土不密实，有外部水渗入孔内；③冲洗液选择不当，不分地层一律采用清水钻进，或泥浆性能达不到要求；④在松散的地层中钻进速度太快，在孔壁中来不及形成泥膜；⑤大量漏浆，浆面急剧下降；⑥造孔机械在护筒底部造孔时触动了孔周围的土壤，或沉放钢筋时，碰撞了孔壁，破坏了泥膜及孔壁，造成塌孔。

1.3 卡钻埋钻

在造孔过程中，有时会遇到卡钻和埋钻的现象，主要原因为：

①钻速过快，从而导致孔形不好；②钻头上部没有扩孔装置；③排浆泵的泵量过小或中途停泵，造成钻渣不能及时排出；④在钻进基岩层时孔壁掉块。

1.4 桩底沉渣量过多

清孔是混凝土灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔应尽可能地使桩孔中的沉渣全部清除，使混凝土与岩基结合完好，提高桩基的承载力。如在施工中发生桩底沉渣过多，其主要原因有：

①由于施工中违反操作规定，清孔不干净或未进行二次清孔；②当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，造成桩底沉渣堆积；③在钢筋笼吊放过程中，如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会发生碰撞孔壁的问题，导致孔壁的泥土会坍落在桩底；④清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。

1.5 断桩

断桩是混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成桩的间断，其造成原因如下：

①施工中若发生导管底端距孔底过高，则混凝土被冲洗液稀释，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。

②有时受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土，水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体。

③在浇注混凝土时，由于导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。

2 各种质量问题的治理

针对以上混凝土灌注桩施工中出现的各种质量问题和原因，提出了具体的预防措施和处理方法，具体如下：

2.1 偏孔的治理

针对形成偏孔的原因，其预防措施主要为：

①在施工前应平整场地，对松软的地基应进行换土或加固；②调整钻机的垂直度，对准钻孔中心；③在易偏孔的孔段采取导向措施；④根据地层合理选择钻进参数，不宜用过高的转速；⑤根据地层和孔径合理选择钻杆规格和钻具配重。在实际施工中，当发生偏孔时，应根据偏孔的不同程度分别采取扫、铲、填的方法。扫就是用翼片较多的钻头轻压慢钻，从偏斜处上方往下扫孔，反复多次使钻孔修直；铲孔是用带有加重管和导正管的工具，从偏移部分铲掉，一般冲程为2m，铲出台阶后再用扩孔钻头扩大已铲过的孔段，铲扩交替，直到孔底；当纠正困难时，直接回填孔斜部位，捣实后再用筒状钻头减压钻进。

2.2 孔壁坍塌的治理

针对孔壁塌孔的形成原因，其预防措施主要为：

①按要求埋设护筒，开孔时避免钻头撞击护筒，并应适当提高护筒内的液柱静水压力；②根据地层条件合理选择冲洗液，并保证所选冲洗液的性能；③针对松散地层，适当控制钻进速度；④防止漏浆、亏浆，并注意及时补浆。如在施工中已造成不同程度的孔壁坍塌现象，应及时采取合理有效的方法进行处理，不让问题进一步扩大和严重，具体措施为：①及时补浆、及时堵漏；②当塌孔不严重时，可采取增大泥浆比重、黏度和提高泥浆面的措施；③对于上部坍塌时应加长护筒，并在四周填好黏土；下部坍塌时，应及时向孔内填入黏土，将已塌部分全部填实，适当停置3～5天，待地层呈现稳定状态后，再于钻孔下部重新开孔。④在钢筋笼的沉放过程中，多采用边沉桩边射水搅拌的施工方式，然后用空气升液法、砂泵等设备抽出搅混的泥浆，同时，要注意避免射水压力过大，破坏钻孔的完整。

2.3 卡钻埋钻的治理

针对卡钻和埋钻问题，应采取的有效预防措施为：

①适当控制钻速，保持良好的孔形；②宜采用有扩孔装置的钻头；③采用适当的排浆泵量，保持孔底清洁，防止供浆中断；④在钻进基岩层时，尽量避免掉块。当造成卡钻和埋钻后，应采取措施进行及时处理，以防影响施工质量和进度，具体为：如在冲积层中卡钻时，先使钻具降至原来位置，然后边转边提，直至钻具提出。如在基岩层中卡钻，应先判明卡钻的原因和程度，对于轻微的卡钻可用千斤顶、绞车等提出钻具；较严重的卡钻可用锤击振动的方法解除卡钻问题。

2.4 桩底沉渣过量的治理

针对因不同原因造成的桩底沉渣过量，分别采用不同的治理方法，具体为：

①施工中应保证灌注桩成孔后，钻头提高孔底10～20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30min，然后将锤式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣；②工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和黏度，不能用清水进行置换，③因此，钢筋笼吊放时，务使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。④开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30～40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。

2.5 断桩的治理

针对因不同原因造成的断桩，分别采用不同的治理方法，具体为：

①桩孔钻成后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。这就要求在灌注混凝土前，应认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量；②在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。混凝土灌注过程中，要确保导管的密封性，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；③施工中应明确规定，混凝土浇注过程中，一旦开始浇筑，一定要连续完成整根桩的浇注作业，以确保在混凝土初凝时间内连续浇注。另在灌注混凝土过程中应避免停电、停水，并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，避免埋下质量问题的隐患。