论桥梁钻孔灌注桩施工常见问题的成因和防治措施

赵志环

摘要：在桥梁钻孔灌注桩施工中，要严格的按照施工工艺来实施，当遇到突发问题时，一定要沉着冷静，对其施工过程每一环节都必须要严格要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等，确保施工质量。本文简单阐述了桥梁钻孔灌注桩施工过程中常见的问题及防治措施。

关键字：钻孔灌注桩；施工问题；防治措施

中图分类号： TU71 文献标识码： A

一、前言

随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。现简要叙述钻孔灌注桩施工工艺及常见问题的成因和防治措施。

二、常见问题的成因和防治措施

（一）放线定位

施工要点： 放线定位对桩基施工来说是最基本也是最关键的工序，桩位放线的准确性直接影响结构物的受力是否满足设计要求。所以桩基定线施测一定要按照设计所给的坐标先根据总的定线关系进行计算复核。计算时要由两组人分别作业，准确无误后最后确定各桩基的坐标。并严格按照监理程序进行计算校验和现场施测校验。在施工中最好把测量人员分成施测和复测两组作业，先由施测人员测量定位后再由复测人员进行校核，结果一致后在约请测量监理工程师进行校验。定位后测量人员应根据施工机具的特点选择合适的位置在不影响成孔的前提下进行栓桩，并和成孔施工人员进行技术交底工作，工作内容包括栓桩位置、桩径、桩号，并在技术交底中强调栓桩的保护措施。

防治措施：在桩位定线过程中容易出现的问题是成孔过程中栓桩丢失和移位，这样对桩基成孔的平面位置准确度带来影响。所以在施工过程中要做好保护工作。

（二）埋设护筒

护筒的作用是固定桩位，并作钻孔导向；保护孔口防止孔口土坍塌；隔离孔内孔外表层水，并保持孔内水位高出施工水位，以稳固孔壁。因此埋设护筒要求稳固、准确。护筒埋设的偏差不宜大于50毫米；同时护筒在市区桥梁施工中兼有保护桩基周边各种市政管线的作用。

护筒下沉及护筒偏移：护筒下沉绝大多数是因为在埋设护筒时护筒周边未能充分回填密实，在钻孔过程中随着孔内谁的浸泡造成回填土脱落，使护筒失去周边土的支撑而造成护筒下沉，或者是护筒内外水位相差较大；或钻头在提升过程中碰撞护筒。

防治措施：埋设护筒时一定要是周边回填土充分夯实。为了使护筒避免下沉，便于夯实，一般护筒周围应留由15～20厘米的空隙，以便于回填土的夯实，回填时用方木分层夯实，分层厚度不宜超过10厘米；充分保持孔内外水位差；钻进过程中注意钻头避免碰撞护筒。

（三）桩基成孔

1.坍孔:成孔中或成孔后，孔壁不同程度坍落。成孔中，排初的泥浆不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，均为坍塌的兆头。原因主要是由于土质松散，加之泥浆护壁不好；护筒埋设不好；护筒内水位不高；提住钻头钻进，钻头转速过快，或空转时间过长，都易引起钻孔下部坍塌；或成孔后待灌混凝土时间或灌注时间过长。

防治措施：在松散坍土层中适当埋深护筒，密实回填土；使用优质泥浆，提高泥浆比重和粘度；升高护筒，终孔后补给泥浆，保持要求的水头高度；保证钢筋笼制作质量，防止变形；吊放时，要对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，防止碰撞孔壁；成孔后，待灌时间一般不应超过3小时，并应尽可能加快灌注速度，缩短灌注时间；在钢筋笼未下入孔内的情况下，将砂、粘土混合物回填到坍塌孔深以上1～2米，或全孔回填密实后，再用原径钻头的优质泥浆扫孔；在钢筋笼碰撞孔壁而引起轻微坍塌的情况下，用直径小于钢筋笼内径的钻头以优质泥浆扫孔或用导管清孔；在钢筋笼碰撞孔壁而引起轻微坍塌的情况下，用直径小于钢筋笼内径的钻头以优质泥浆扫孔或用导管清孔。

2.孔内沉渣较多：孔底沉淤、残留泥沙过厚，或孔壁泥土坍落在孔底，使沉渣超标。病因分析：泥浆过稀，清孔未净；清孔泥浆比重过小或清水置换；钢筋笼吊放未垂直对中，碰刮孔壁泥土坍落孔底；或清孔后待灌时间过长，泥浆沉淀；或沉渣厚度测量的孔底标高不统一。

防治措施：终孔后，钻头提离孔底10～20厘米，保持慢速空转，维持循环清孔时间不小于30分钟；清孔采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度，不要直接用清水置换；钢筋笼垂直缓慢地放入孔内，避免碰撞孔壁；清孔完毕后应立即进行混凝土的灌注工作。

3.钻进极慢或不进尺：钻进到某深度时，钻进困难，进尺极慢。病因分析：主要是钻头选型不当；地下有不明障碍物；

防治措施：详细对照工程地质勘探资料，确定土层的土质种类，根据土质力学性能特点，合理采用钻头。

4.桩孔局部缩径：指局部孔径小于设计孔径。病因分析：泥浆性能欠佳，失水量大，引起塑性土层吸水膨胀，或形成疏松蜂窝状厚层泥皮；邻桩施工间距和时间间隔不当，土层中应力尚未消散，新孔孔壁软土流变；钻头直径磨损较大。

防治措施：采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度，降低失水量；当设计桩距小于4倍桩径时，应调整桩基施工间距；或新桩尽可能在邻桩成桩26小时后开钻；；选用轻泥浆和足尺寸钻头扫孔；清孔后尽快灌注桩基混凝土。

5.钢筋笼

灌注中钢筋笼上浮或下沉：指钢筋笼的位置高于或低于设计位置的现象；上浮较大时，降低了桩体水平剪切能力；下沉过多，给施工带来麻烦和损失。

病因分析：钢筋笼放置初始位置过高或过低；混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大（6m以上）钢筋笼被混凝土顶托上浮，导管掩埋过长，提升时易摇晃，难以对准笼的中心，易发生挂笼现象；导管提升过猛，混凝土下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮；钢筋笼制作不佳，或吊装不当而变形；或桩孔倾斜，钢筋笼随之而变形，增加了混凝土上升阻力；笼底钢筋向内弯折钩挂导管；钢筋笼与孔口固定不牢，在自重及受压时将铁丝拉长而下沉；或钢筋笼自重太轻，被混凝土托起。防治措施：钢筋笼放置初始位置准确无误，并与孔口固定；为防止铁丝拉长下沉或顶住上升力，可采用吊筋加套管等方法抵住钢筋笼上口；加快混凝土的灌注速度，缩短灌注时间，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小；混凝土接近笼底时，降低混凝土的灌注速度，控制导管埋深1.5m~2m,尽量减少串插导管，改用转动导管密实混凝土；每灌一车混凝土，检查一次混凝土深度；钢筋笼制作平直不变形；导管正常埋深一般控制在2～4m，最大不超过6m，便于转动移位；钢筋笼上升时，停止灌注混凝土，检查导管埋深，拆除部分导管，保持埋深1.5～2m；导管钩挂钢筋笼时，要下降导管，转动，移位脱钩后上提。

（四）桩基混凝土灌注

1.导管堵塞：灌注混凝土中，混凝土在导管中不能下落，影响灌注工作顺利进行。病因分析：初灌时皮球堵塞；粗骨料粒径过大；混凝土坍落度不符合要求，和易性、流动性差；拌和不均匀，产生离析；导管连接部位和焊接缝不密封，发生漏水，管内形成水塞；当管内混凝土不满而含有空气时；混凝土整斗倾入导管，导致导管内形成高压气塞，或气塞挤破导管间密封垫继而导致导管漏水；机械发生故障，导管内混凝土已初凝，增大下落阻力。

防治措施：隔水皮球直径应与导管直径相匹配，能从导管内顺利排出；选用粒径小于25mm的粗骨料，其最大粒径不大于导管内径和钢筋笼主筋净距的1/4；严格控制混凝土配合比，坍落度控制在16～22cm；混凝土充分拌和均匀，确保导管连接部位和焊接缝的密封性，导管应按照要求作密水试验以免在导管内形成水塞；在灌注过程中，宜徐徐倒入漏斗和导管，避免在导管内形成高压气塞；确保机械运转正常。

2.桩长不符合设计要求：指桩长大于或小于原设计桩长的现象。桩长过大，需破碎，影响后续土建工作；桩长过小，需开挖补桩，既降低桩体强度，又影响施工进度。病因分析：计算的设计标高有误；临测混凝土面深度不准；末次混凝土灌注量不合理。

防治措施：当同一场地有几种不同桩长时，应分别计算它的设计标高并画出桩位设计标高示意图；为准确控制钻孔深度，应在桩架或桩管上作出控制深度的标尺；灌注前应准确丈量钻孔深度和孔底沉渣厚度；灌注过程中，要随时测量钻孔内的混凝土面标高，记录导管长度和已灌注的混凝土数量，校核混凝土面高度是否同计算的高度相符；当混凝土灌注到设计的桩顶标高以下约1m时，要计算还要灌注的混凝土数量并应将导管内的混凝土量估计在内。

3.桩中混凝土夹泥断桩：混凝土凝固后不连续，中间被洗液等疏松体及泥土充填的间断桩。影响了桩身的整体性，降低了桩体强度和承载力。以至不能满足设计要求。病因分析：坍落度损失大的配方和浇灌过程不连续是造成断桩的重要原因；灌注过程中发生埋管，卡管及其他一些情况将造成断桩。

（1）埋管：导管在混凝土中掩埋过长，钢筋笼变形，灌注时间过长，混凝土已初凝，内阴力成倍增长，导管被卡死在混凝土内；法兰盘顶端钢筋笼下端，由于孔斜大，笼与孔壁摩擦阴力过大，加上笼内已有一定的高度的混凝土使导管无法提升。

（2）卡管：骨料级配不合理，含有大粒径的卵石、漂砾；混凝土出拌和机时间或运输路程过长，已产生离拆或局部初凝现象而直接用于灌注；导管密封不良，局部漏水。

（3）其他情况：导管下端距孔底过远，初灌混凝土量不足，导管未被混凝土掩埋，临测失误，导管提升过高，露出混凝土面；混凝土配比失误，耐压强度不足；沉渣厚度大，桩身受力后沉降量增大，导管提升过猛，孔壁土受冲击脱落，猛放时进入混凝土内。

防治措施：按有关规范要求，通过计算和试配确定混凝土配合比，混凝土应具良好的各易性和流动度，坍落度损失应能满足灌住要求，初凝时间应为正常灌注时间的二倍；要求灌注过程连续、快速，防止出现上述埋管、卡管及其他情况。

三、结束语

为了保证工程质量，必须全面推行质量管理制度，明确工序质量标准，建立严格的施工管理质量检查制度，以工序过程控制，来保证成桩质量。在完善施工工艺，提高操作技能的基础上，认真分析成孔，成桩过程常见病害的产生原因，总结研究其预防治理措施，以期将施工质量病害的影响减至最低限度，高标准，高质量的完成桩基施工任务。

参考文献：

[1]交通部公路桥涵施工技术规范（JTJ041—89）

[2]北京市市政工程施工技术规程（1985.12）

[3]《公路施工手册桥涵》下册 交通部第一公路工程局

[4]周震南.钻孔灌注桩常见病害的成因及防治