钻孔灌注桩施工中的质量通病及预防

魏银玲

(山西长兴路桥工程有限公司，山西长治 046000)

近年来，随着我国基础设施建设的大规模展开，土建工程项目日益增多。混凝土灌注桩能有效穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层，具有承载力适应性强，操作简单、安全性高的技术优势。同时，施工过程对周围环境产生的噪声很小，符合绿色施工的要求。钻孔灌注桩在地基加固工程中得到广泛应用。

在施工中，钻孔灌注桩隐蔽性高，施工质量难以控制。钻孔灌注桩对施工质量的要求比较严格，需要在短时间内快速的完成灌注作业。同时，灌注进度及质量难以直观显示。这都使得灌注质量难以控制，人为因素对灌注质量影响很大导致出现一些质量问题，严重的甚至造成病桩、断桩等，给结构的安全运行埋下安全隐患。笔者结合自己的施工经验，对混凝土灌注桩施工中容易出现的一些质量通病进行了分析总结，以期借鉴。

1 混凝土灌注桩的特性

混凝土灌注桩是一种直接在现场桩位上使用机械或人工方法成孔，并在孔中灌注混凝土而成的桩(见图1)。在施工过程中，主要有成孔和混凝土灌桩两个阶段。

图1 混凝土灌注桩成桩示意图

混凝土灌注桩适用于各种土质，在深水层或覆盖层很厚的条件下均可采用，具有承载力大，适应范围广，工期短，机械化程度高，造价低廉的特性。当持力层顶面起伏不定时，桩长可在一定范围内随意取定，还可以做成大直径和大深度等桩的优点。在施工过程中，具有噪声小，无振动，无挤土，无废气排放的环保优势，对建筑物、地下管线及居民生活影响很小，适宜在建筑物密集的市区施工。在我国，混凝土灌注桩在各类桥梁工程中得到了广泛应用。

在混凝土桩施工中，无法直观的对质量进行控制，易产生径缩或断裂等质量问题，混凝土灌注后不能及时承受上部的结构荷载，存在着冬期施工困难多，桩端处沉渣的检测和清除较困难等缺点。

2 施工中常见问题及预防

在钻孔灌注桩施工中，技术要求高，影响因素多，需在较短时间内快速完成灌注混凝土的隐蔽工程，很容易出现一些质量事故，埋下工程质量隐患，严重的甚至返工。常见的危害性较大的事故主要有塌孔和断桩，以及斜孔、缩孔等降低承载力的问题，对成桩质量产生非常不利的影响。

2.1 孔壁坍塌

孔壁坍塌主要出现在钻孔、下放钢笼和混凝土灌注三道工序当中，在钻孔过程中较常见。

成因分析:钻进层为松散地基，如粉性、砂性土质等，土质本身松散;在施工中碰到溶洞、裂缝时，或护筒内水位过高时，或钻进速度过快时，也容易导致孔壁坍塌;空转时间过长也会产生该问题。

预防措施:结合施工现场的水文地质等情况，根据设计要求选择适用的钻进方法，必要时可先试桩后钻进。根据施工地基的土质情况，选择适用的泥浆材料。尽可能的缩短待灌时间，一般是钻孔结束后3 h之内进行灌注作业。进行灌注时，在确保质量的前提下，灌注时间应尽量缩短。灌注过程中，可适当增加取样次数以判断泥浆护壁情况并作出反应。

在施工中，对发生的塌孔应根据严重程度采取不同的处治措施。当塌孔不严重时，在采取回填或者是护筒深埋等必要的措施后，再继续钻进。当塌孔情况比较严重时，应将塌孔回填，待填料稳定后再重新开钻。

2.2 断桩

由于混凝土凝固后不连续(见图2，图3)，中间被冲洗液等疏松体及泥渣土填充等形成间断桩。

图2 断桩示意图

图3 某施工中成孔灌注桩断桩

成因分析:混凝土拌和物离析使得灌注中断。灌注中，导管发生了堵塞或严重塌孔等时，处理不良导致的桩身夹泥。当灌注作业时间过长时，前期先灌注的混凝土已经实现了初凝，后灌注的混凝土由于与泥浆等相混，成桩后的桩身会在先后灌注的结合部产生夹杂渣土的截面。灌注原始记录出现错误，混凝土深度、导管埋设深度、导管拆除长度计算有误或测绳读数错误等。

预防措施:混凝土灌注导管要有足够的抗拉强度，内壁需光滑无阻。在进行灌注前，为了防止堵塞，对导管必须做水密性和接头抗拉试验。为防止导管出现拔空，应采取措施对导管进深及拔管速度进行控制，同时实时监测混凝土灌注体积及深度。应对外加剂计量系统的精度进行校验，同时配备专人进行混凝土性能监测，以确保混凝土具备良好的工作性能。

2.3 钻孔倾斜

钻孔施工中，出现的垂直桩不竖直，斜桩斜度不符合要求或是桩位偏离等，统称为钻孔偏斜(见图4)，会使得钢筋笼难以吊入，或造成桩身歪斜使得承载力降低。

成因分析:当钻机支架不稳，或是底座产生了不均匀沉陷。施工现场的地质情况等导致的钻头受力不均发生倾斜，如土层呈倾斜状分布、地质松软不均，或是在卵石层中钻进时导致的钻头偏位。钻头钻进过程中受到硬物磕碰等发生摆动导致的偏位。

预防措施:应确保钻机不发生倾斜，对钻机就位场地采取措施进行平整夯实。施工时尽量选择自重大，钻杆刚度大的钻机，对钻杆上摆过大的必须增设导向架。在钻进中，应时刻注意检查钻机是否发生偏斜，对发生的偏斜要及时校正。

在容易导致钻头受力不均的特殊地质中应低速钻进。对钻进中遇到的硬物应采取低速反复扫钻多次的措施，以确保孔位正直。对出现孔位偏斜严重的情况时，应将孔洞回填至偏斜处，待填料稳定后再继续钻进。

2.4 缩孔

成孔后的孔径尺寸比设计尺寸小，导致成桩后的钢笼护壁过薄(见图5)，影响桩的承载性能的发挥。

图4 某工程中钻孔倾斜导致的桩体倾斜

图5 缩孔导致的钢笼保护层过小

成因分析:钻具磨损严重而没有及时焊补;钻进作业的地层中含有软塑土层，遇水后发生膨胀，使得成孔后的孔径变小。

预防措施:在施工前，对钻具等机具进行检查，对不合格及磨损严重的要及时更换或修补;在含有软塑土的地层中钻进时，为避免膨胀，应选择失水率小的泥浆来进行护壁。

对施工中出现的缩孔问题，可通过使用钻具上下反复扫孔来解决。

2.5 钢笼上浮

成因分析:钢笼尚未埋入混凝土中，灌注速度过快产生的强大冲击力使得钢笼上浮;灌浆导管在提升时划挂钢笼造成。

预防措施:在灌注前，可通过施压重物，或在上端焊定位筋来达到固定钢笼的目的。在灌注初期，当钢笼快埋入混凝土中时，应适当降低混凝土灌注速度。当钢笼埋入混凝土一定深度后，可通过适当提升导管以增加钢笼的埋深。

对在施工过程中出现的钢笼上浮现象，可通过在笼顶加压使其回落至设计标高后再继续施工。

2.6 孔底沉渣厚度过大

在施工中，进行清孔的目的是降低孔内泥浆的相对密度，降低孔底沉淀，以确保桩尖承载力。仅使用掏渣法进行清孔时，能有效去除孔底粗渣，但并不能降低泥浆密度。仅使用喷射法时，当射入孔洞的水(或风)压力过大时，容易导致塌孔的发生。当压力过小时，又难以达到清孔的目的。还有一种方法是通过加深孔底深度的方法来代替清孔时，实践表明，通过加深孔底而增加的承载力并不能补偿未清孔造成的承载力损失。

在施工中，为确保孔底沉渣厚度符合施工设计的要求，应综合考虑钻孔方法、机具设备和土层地质等因素，选择适用的清孔方法。使用抽浆清孔法进行清孔时，应当通过控制流水速度来防止发生塌孔。清孔后，可分别从孔口、孔中部和孔底提取泥浆来测定各项指标，确保其平均值符合要求。清孔结束后，将取样盒吊到孔底，在进行灌注前将其取出，通过对沉淀在盒内的渣土的测定来确定孔底沉渣是否满足施工要求。

在施工中，除上述的质量通病外，还容易出现卡钻、埋钻、掉钻、扩孔、卡管等问题，这些对成桩质量影响相对较小。在施工中，只要做到分工明确，密切配合，操作规范，措施到位，即可实现高效、优质、安全的施工目标，为确保工程质量打下良好基础。

3 结语

在钻孔灌注桩施工中，发生质量事故后，加固处理难度大，且费用较高。因此，施工质量控制应以预防为主。

引起钻孔灌注桩质量事故的原因很多，随着今后在不同地质条件及不同的工程质量的要求，还会出现新的问题。在完善施工工艺、提高操作技能的基础上，坚持认真分析成孔、成桩过程常见病害的产生原因，总结预防措施，以期将施工质量病害的影响降至最低。同时，注意对成孔、灌注等过程做好记录，这对后期的质量评估有不可替代的作用。

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