螺旋钻孔灌注桩施工中常见的质量问题及防治措施

赵松柏

【摘要】螺旋钻孔灌注桩由于其施工费用低、操作方便、护壁效果好、噪音小，是国内最为常见成桩方法。本文作者通过多项工程的施工经验，就螺旋钻孔灌注桩常见的9种质量问题的产生原因和防治措施进行了总结。

【关键词】螺旋钻孔灌注桩、常见问题、产生原因、防治措施

螺旋钻孔灌注桩是国内最为常见和应用范围较广的成桩方法，它突出的特点是可适用于各种地质条件，护壁效果好，操作方便，费用低，而且施工噪音小。适用于高层建筑中地下水位较高的土层。但由于其大部分在水下施工，成桩的好坏直接影响着工程的项目结构安全。施工中的任何一个环节出现问题，都对整个工程的质量和进度产生严重影响，甚至会造成巨大经济损失。

以下为本人在陕西省新华书店住宅楼工程和咸阳彩虹华府2#住宅楼两个项目中螺旋钻孔灌注桩的施工经验，就其施工过程中常见的质量问题的产生原因及防治措施总结如下，供大家参考。

1、钻孔偏斜

1）产生原因

场地平整度和密实度差；钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降；钻杆弯曲或钻杆接头间隙太大；钻进中遇软硬土层交界面或倾斜岩面时，钻压过高使钻头受力不均，造成偏离钻进方向。

2）防治措施

压实、平整施场地；安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程中应定时检查主动钻杆的垂直度，发现偏差立即调整；定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现问题及时维修或更换；在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进，应低速低钻压钻进。发现钻孔偏斜，应及时回填黏土，冲平后再低速低钻压钻进；在复杂地层钻进，必要时在钻杆上加设扶正器。

2、塌孔与缩径

1）产生原因

塌孔与缩径产生的原因基本相同，其主要原因是土质松散，护壁泥浆性能差，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。而且钻机钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后等待灌注时间或砼浇灌过程所用时间过长等原因也会引起孔壁塌孔与缩径。

2）防治措施

在松散易坍塌的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，适当提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时，应防止其变形，安放时要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。成孔后，等待灌注时间一般不应大于3小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。

3、钻孔深度的误差

1）产生原因

主要原因是场地回填后标高的变化，相对高程与绝对高程换算不一致，孔深测量方法有误，以及端承桩的持力层判断不准等原因造成。

2）防治措施：

在施工前应认真校核原始水准点和各孔口的绝对高程，每根桩开孔前复测一次桩位孔口高程。当工程地质勘探采用相对高程时，施工应把高程换算一致，避免出现钻孔深度的误差。另外，孔深测量应采用丈量钻杆的方法，取钻头的2/3长度处作为孔底终孔界面，不宜采用测绳测定孔深。对于端承桩钻孔的终孔标高应以桩端进入持力层深度为准，不宜以固定孔深的方式终孔。因此，钻孔到达桩端持力层后应及时取样鉴定，确定钻孔是否进入桩端持力层。

4、护筒冒水

1）产生原因

护筒周围的土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞护筒。

2）防治措施

在埋筒时，护筒的四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使護筒内保持1.0-1.5m的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。

5、桩底沉渣过多

1）产生原因

清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆黏度和稠度偏小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土塌落至桩底；清孔后，等待灌注砼的时间过长，致使泥浆沉积。

2）防治措施

成孔后，钻头提高至孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。并加快钢筋笼的对接速度，以减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。当采用正循环清孔时，前阶段应采用高黏度浓浆清孔，并加大泥浆泵的流量，使砂、石能顺利地浮出孔口。

6、卡管

1）产生原因

初灌砼时，隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，砼在导管中停留时间过长；导管进水造成混凝土离析等原因。

2）防治措施

使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm。为改善混凝土的和易性，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6-1.0MPa，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中，要确保机械运转正常，避免机械故障的发生而造成灌注过程中的间歇。

7、钢筋笼上浮

1）产生原因

混凝土初凝和终凝时间太短，使孔内混凝土过早结块，当混凝土面上升至钢筋骨架底时，结块的混凝土托起钢筋骨架；清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成较密实的砂层，并随孔内混凝土逐渐升高，当砂层上升至钢筋骨架底部时托起钢筋骨架；混凝土灌注至钢筋骨架底部时，灌注速度太快，造成钢筋骨架上浮。

2）防治措施

除认真清孔外，当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低灌注速度。当混凝土面上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使导管底口高于骨架底部2m以上，然后恢复正常灌注速度。施工过程中，当钢筋笼刚出现上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，钢筋笼上浮现象即可消失。

8、桩身混凝土夹渣或断桩

1）产生原因

初灌混凝土量不够，造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有进入混凝土；混凝土灌注过程拔管长度控制不准，导管拔出混凝土面；混凝土初凝和终凝时间太短，或灌注时间太长，使混凝土上部结块，造成桩身混凝土夹渣；清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成沉积砂层，阻碍混凝土的正常上升，当混凝土冲破沉积砂层时，部分砂粒及浮渣被包人混凝土内。严重时可能造成堵管事故，导致混凝土灌注中断。

2）防治措施

导管的埋置深度宜控制在2～6m之间。混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥，并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面，取两者的低值来控制拔管长度，确保导管的埋置深度≥2m。单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内。

9、桩顶砼强度不足

1）产生原因：

混凝土超灌高度不够或桩顶浮浆过多。

2）防治措施

当桩径小于lm时，桩顶超灌高度不小于桩长的4%；对于桩径大于lm时，超灌高度不小干桩长的5%。当桩长较大时，混凝土浇灌快到桩顶时，应适当调整配合比，应增大碎石含量，以减少桩顶浮浆。

参考文献

[1] 徐维钧，桩基施工手册，人民交通出版社，2007；

[2]叶建良，桩基工程，中国地质大学出版社，2000。