论钻孔灌注桩质量控制及事故处理

陆强

【摘要】钻孔灌注桩是目前在建设工程中使用较广泛的一种桩基。桩直径一般在500MM以上，桩长一般为10~50M，砼的强度等级一般不低于C20，常采用C30的强度等级。钻孔灌注桩的成孔方式有冲击成孔、贝诺特法成孔、泥浆循环回转钻进成孔等方法。根据多年实际施工经验，谈谈如何在灌注桩施工中的质量控制及事故处理。

【关键词】钻孔灌注桩；施工；质量控制；事故处理

一、施工机具的选择

施工机具的好坏对能否保证施工质量以及功效的高低起着至关重要的作用。选择好合适的施工机具是实现质量控制的首先条件。对于不同的地质条件，不同的桩径，其选择使用的成孔机具如钻机钻杆、钻头有很大差别。选择钻机，首先要看功率和扭矩够不够，因为桩径越大，钻进时切削阻力越大，要求功率和扭矩也越大。钻杆选择则不宜采用过细的钻杆，过细的钻杆其杆内通道小，泥浆循环量受限制，钻进速度慢，沉渣多，成桩质量难以保证，同时钻杆细则刚度小，受压时容易发生弯曲造成斜孔，形状不规则等。钻头直径必须保证桩的设计直径，一般比设计桩径小5~6㎝，钻头形状应对称，因为不对称的钻头易产生斜孔。锥尖角度不应小于120度，锥尖过尖会在孔底产生一个锥形，在其中埋藏大量泥块沉渣，影响桩的承载力。成桩设备主要根据桩体的混凝土方量来考虑。导管的基本要求是满足混凝土灌注量、接头密闭不漏水不漏气。

二、钻机就位的控制

钻机的安装就位包含两层意思，一是所钻桩位在大地平面的位置控制，二是所钻桩孔本身的立体位置控制。钻孔灌注桩施工前应对施工场地整平压实，当场地为深水区或淤泥层较厚时，应搭设工作平台。在灌注桩施工中桩位的控制必须高度重视，确保无误，一旦发生桩位错误将难以弥补。钻机安装的基本要求是水平、稳固、三点一垂线，这样才能保证桩的垂直度和桩位偏差符合要求，安装完毕后要用水平尺和测锤校验。钻机完成一桩孔后一般不应直接到邻桩位施工，应实行跳打原则，这是为了防止因钻机荷载或成孔的应力释放而影响到刚灌注完砼的邻桩的质量，实在无法调整桩位时，应停顿36小时以后才可在邻桩上进行施工。

三、泥浆的调制和使用

实践证明泥浆的调制和使用是钻孔灌注桩施工质量好坏的重要环节，必须从严控制。泥浆一般采用水、粘土和添加剂按适当比例配置而成。在施工中应注意检测泥浆的各项指标，尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标。泥浆的比重过大即影响钻进速度，也使孔壁泥皮增厚；泥浆的比重过小则护壁性能差，容易坍孔。泥浆的品质能否调节好，除与现场管理人员的经验与水平外，关键在于能否及时清理泥浆池沟中的沉淀物。如果不配备专职劳动力、或排浆设备出现故障，有时甚至因泥浆池於满而将沉淀物倒灌回孔内，则施工质量受到较大影响。

四、钻进过程

1、总的原则要快，一个桩的施工时间越短，质量也越容易控制。当然，也不是要绝对的快，该慢的孔段要慢。如开孔时要轻压慢钻以防止发生斜孔，待钻头或导向全部进入地层后，方可加速钻进；在淤泥质土层也不能太快，需防止形成螺旋形孔。

2、钻进过程中泥浆循环量应根据地层和钻进速度加以调整，若进尺速度快而泵量小，泥浆必定粘稠而且泥块沉渣多，影响成孔质量；在松软易坍地层中钻进时若泵量和压力太大，会造成扩径甚至坍孔。

3、在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定水位和要求的泥浆比重和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。

4、终孔时，需对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔，否则需继续。

五、清孔

通常用两次清孔来规定的砼灌注前的泥浆比重。第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作。第一次清孔是否达到技术要求的关键，不能因为有第二次清孔而忽视第一次的重要性。因为第一次清孔的冲力大，清孔能力强，可以把绝大部分沉渣，包括较大的泥块都清出孔外，而第二次清孔是利用截面粗的导管进行，冲力要小得多，不能承担主要的清孔任务，因而第一次清孔一定要达到返出的泥浆中不含有泥块为止。根据在施工中的经验，对一根三十几米长直径为650的桩来说，正循环清孔的时间应大于30分钟。第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔，目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣。在清孔过程中必须注意保持孔内水头，防止坍孔。清孔完毕后，应从孔底取出泥浆样品，进行性能指标试验。需特别注意不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔。

六、钢筋笼

钻孔灌注桩的钢筋笼制作一般使用热轧钢筋，材质与焊接应符合国家的相关强制标准。

钢筋笼制作的技术要求主要是：

1）钢筋笼直径应符合设计尺寸；

2）每节的长度不宜超过9米，也不宜短于5米，因为过长则吊起时易弯曲变形，过短则增加焊接时间，对成桩的质量不利。

3）使用法兰接头导管时，最下面的一节钢筋笼底端应使主筋向外张开，以防导管挂钩造成钢筋笼上浮；

4）制作好的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的场地，堆高不得超过两层。

钢筋笼在下笼过程中应从速，一般桩孔应在2—4个小时内完成。

七、水下混凝土的灌注

1）水下混凝土灌注前应检查桩底的沉淀层厚度与泥浆指标，不符合要求则应再次清孔。

2）当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时，说明混凝土压力已等于或小于其在桩内顶升的阻力，此时应提升导管；若需提高0.5—1.0M以上才能灌入混凝土，则此时应拆除一些导管，减小导管在混凝土的埋深，使动力重新大于阻力。

3）导管的埋深太大或太小都是不利的，埋深太大容易发生砼凝住导管的断桩的事故，埋深太浅容易冲翻孔内砼顶面而将沉渣泥浆卷入，造成夹泥至断桩，也容易发生将导管拔出砼的事故。因此，应做到勤提勤拆，不能出现一次拆十几米的情况。

八。、钻孔灌注桩易产生的质量问题及处理：

1、断桩：断桩一般常见于地下1—3米不同较硬层交接处。其裂痕呈水平或略倾斜，一般都贯通整个截面，其主要原因有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向抵力和隆起拔力的影响；软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪力；桩身砼终凝不久，强度弱，承受不了外力的影响。避免断桩的措施有：

1）桩的中心距宜大于3.5倍桩径；

2）考虑打桩顺序及桩架行走路线时，应注意减少对新桩的影响；

3）采用跳打法或控制时间发以减少对邻桩的影响。断桩检查，在2—3米深度内可用木锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振。亦可用动测法，由波形曲线和频波曲线图形判断桩的质量和完整程度。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理干净后，略增大面积或加上铁箍联结，再重新灌注砼补做桩身。

2、缩颈：缩颈的桩又称瓶劲桩。部分桩径缩小，截面不符合要求。其原因有；在含水量大的粘性土中沉管时，土体受强烈扰动和挤压产生很高的孔隙压力。桩管拔出后，这种压力便作用到新灌注的砼桩上，使桩身发生不同程度的颈缩现象，拔管过快，砼量少或和易性差等。施工中应经常测定砼落下情况，发现问题及时纠正，一般可用复打法处理。

3、吊脚桩：即桩底部分砼隔空或砼中混进泥砂而形成松软层。原因为桩靴强度不够，沉管时被破坏变形，水或泥砂进入桩管，或活瓣未及时打开，处理方法：将桩管拔出纠正桩靴或将砂回填成孔后重新浇筑。

4、桩靴进水进泥：常发生在地下水位高或饱和淤泥或粉砂土层中。原因为桩靴活瓣闭合不严，预制桩靴被打坏或活瓣变形。处理方法：拔出桩管消除泥砂，整修桩靴活瓣，用砂回填后重打。地下水位高时，可待桩管沉至地下水位时，先灌入0.5米厚的水泥砂浆作封底，再灌1米高砼增压，然后再继续沉管。

随着科学技术的不断提高，建筑新技术及新工艺也不断发现并完善起来。相当多的科研人员及业内人士非常重视钻孔灌注桩的发展，作为对付水下施工的一把利剑，注意收集有关地质资料及学习各种复杂的基础施工经验是必不可少的。尤其是对当地地质历史的深入了解，利用现代高技术的电子实验及检测设备来观察土体在被开挖后的变化是极度为重要的。

参考文献

【1】徐牧《桩的动测新技术》北京：中国建筑工业出版社，2002.10,10~14

【2】李德庆《我国桩基动力检测技术现状与发展》世纪论坛，2000（10），14~19

【3】中华人民共和国建设部。JGJ 106—2003。《建筑基桩检测技术规范》2003.07

【4】《现行建筑结构规范大全》中国建筑工业出版社，2000.5，GBJ10~89