钻孔灌注桩施工常见质量问题及预防措施

【摘要】钻孔灌注桩在桥梁工程以及民用建筑工程中都得到了广泛的应用。钻孔灌注桩的质量控制极为重要，对钻孔灌注桩常见的施工质量问题及防治措施加以论述。

【关键词】钻孔灌注桩；质量问题；防治措施

钻孔灌注桩是常见的一种桩基础形式，在桥梁工程以及民用建筑工程中都得到了广泛的应用。具有施工速度快，施工占地面积小，相对干扰少，桩基承载力大等优点。但钻孔灌注桩的施工过程绝大部分为水下作业，无法直观观察施工过程，灌注成桩后也不能够进行开槽验收质量。这就需要在施工中控制各个环节的施工质量，任何一个环节的疏忽，都将直接影响整个工程的施工质量和施工进度，造成巨大的经济损失，甚至造成不良的社会影响。下面就施工中我们经常遇到的钻孔灌注桩常见的施工质量问题及防治措施加以论述，以保证钻孔灌注桩的成孔质量，保质保量的完成施工任务。

一、钻孔灌注桩常见质量问题

钻孔灌注桩施工过程中主要存在以下问题：

（1）钻进困难：形成原因可能为未仔细研读地址勘察报告或地质勘察报告不准确因此引起的钻机或钻头选型困难。（2）超钻或钻进深度不足：形成原因可能为未在钻孔桩施工过程中跟进监测和测量。（3）坍孔或缩颈：形成原因可能为泥浆比重不足或泥浆护壁性能差。（4）桩身承载力不足：形成原因可能为孔底沉渣厚度过大或混凝土灌注质量不足。（5）断桩：形成原因可能为导管提出混凝土灌注面、发生堵管现象等。（6）钢筋笼上浮：形成原因一般为混凝土性状不良或灌注速度过快等。

二、钻孔灌注桩常见质量问题防治措施

2.1仔细研读地勘资料及设计文件

在桩基开始施工之前，对地质勘探资料和设计文件进行仔细研读，对桩基持力层厚度变化较大的场地，必要时加密、补充勘探工作，防止桩端落在较薄的持力层上而发生剪切破坏。做好施工部署，避免不必要的损失。

2.2钻孔施工过程中各项指标控制

2.2.1孔口高程、钻孔深度监测

由于地勘后场地再次回填以及废渣的堆积，孔口高程发生变化，在施工时认真核对原始水准点和各孔口的绝对高程，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，避免钻孔深度误差。由于钻头陈旧磨损后直径偏小，开钻时应验证钻头规格，保证桩基施工质量，保证桩承载力和抗剪力。

2.2.2泥浆质量控制

泥浆在钻孔过程中，起到护壁、携渣、冷却、润滑。泥浆质量的控制指标主要有：密度、粘度、含水率等。泥浆密度应为1.3-1.4g/cm3，粘度为20-30s，含砂率不大于6%，若孔内自然造浆不能满足要求时，可加粘土粉、烧碱、木质素，改善泥浆性能，对泥浆进行泥砂处理，控制泥浆的密度和含砂率。

2.2.3钻孔垂直度控制

场地平整度密实度差，钻机不平整，钻进时产生不均匀沉降，钻杆弯曲，钻孔偏斜，钻头受力不均，钻压过高，偏离钻进方向导致钻孔垂直度不符合规范要求。钻孔垂直度的控制措施有压实平整场地，检查钻机平整及钻杆垂直度，在软硬土层交界面，低速低压钻进，地质复杂地层，在钻杆上加设扶正器。当发现钻孔偏斜，应及时回填粘土，冲平后再低速低钻压钻进。

2.3塌孔及缩径控制

塌孔及缩径产生原因主要是地层复杂。钻进速度快，护壁用的泥浆性能差，成孔后放置时间过长，没有及时灌注混凝土等原因。钻孔灌注桩穿过较厚的砂层，砾石层时，成孔速度应控制在2m/h以内，泥浆控制按上述密度、粘度、含水率要求，钢筋骨架安装后立即灌注混凝土。

2.4孔底沉渣控制

根据《地基与基础工程施工及验收规范》规定，端承桩为主要承力时，沉渣厚度不得大于100mm，摩擦桩为主要承力时，沉渣厚度不得大于300mm。孔底沉渣过厚原因有清孔泥浆质量差，清孔达不到设计要求，测量方法不当。准确测量桩的终孔深度，采用丈量钻杆长度方法，取值为孔内钻杆长度+钻头长度，钻头长度取至钻尖的2/3处，对于含粗砂、砾砂和卵石的钻孔地层，优先采用泵吸反循环清孔，将孔内泥浆密度降至1.1-1.2g/cm3。整个清孔过程要有专人负责，为减少建筑物的沉降，钻孔桩沉渣厚度易控制在50mm以内。

2.5水下混凝土初灌及管埋深度控制

灌注混凝土应严格控制配合比，做好现场试验，注意初凝终凝时间，掌握好混凝土的和易性及其塌落度，防止混凝土在灌注过程中发生离析和堵管。灌注导管底端至孔底的距离应为0.3-0.5m，初灌时导管首次埋深应不小于1.0m，计算混凝土初灌量时，应包括桩长所需混凝土和导管内积存混凝土量。灌注前，应安装好隔水栓，保证首灌混凝土可一次性连续浇灌至孔底，防止泥浆混入。

2.6预防堵管措施

灌注混凝土时发生堵管原因有导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、二次清孔后等待灌注混凝土时间过长，隔水栓不规范，混凝土质量差、导管埋深过大、进水、塞管、埋管等问题，为防止这些问题的发生，应严格控制埋管深度，导管埋置深度宜控制在2-6m之间。拔管应有专人负责指挥，保证导管埋深不小于1m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停管时间较长时适当振捣，让导管四周的混凝土不致于过早初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度；事先检查导管接头螺栓，接头密封厚度，是否存在孔洞裂缝，提升导管时不应用力过猛。

2.7防止钢筋骨架上浮措施

钢筋骨架上浮的原因有混凝土初凝和终凝时间太短，孔内混凝土过早结块，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；孔内砂浆悬浮的砂粒太多，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，上升至钢筋骨架底部时砂层托起钢筋骨架；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。这就要求清孔达到标准，灌注混凝土面距钢筋骨架1m左右时，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，使导管底部高于骨架底部2m以上，再恢复正常灌注速度。

2.8桩身混凝土夹渣断桩预防措施

桩身混凝土夹渣断桩的原因有初灌混凝土量不够，造成初灌后埋管深度太浅甚至导管根本没有进入混凝土；拔管长度控制不准，导管拔出混凝土面；混凝土初凝终凝时间太短，灌注时间太长，混凝土上部结块，桩身混凝土夹渣；泥浆悬浮物砂粒太多，回沉在混凝土面上，形成砂层阻碍混凝土上升，当砂层被混凝土冲破时，部分砂粒浮渣被包裹在混凝土中导致堵管，致使灌注中断。措施是控制导管埋深及灌注速度，注意混凝土的初凝終凝时间等。

2.9终孔灌注

为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌0.5-0.8m高度混凝土，待桩顶混凝土强度达到设计强度70%时，将其凿除。在灌注将近结束时，如混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，将部分沉淀土掏出，使得灌注工作顺利进行。在拔出最后一段导管时速度要慢，以防止桩顶沉淀泥浆挤入导管下形成泥心。

三、结束语

钻孔桩水下混凝土灌注工艺复杂，成孔质量受多种因素影响干扰和制约。为了保证成桩质量和桩基安全，充分发挥钻孔桩的潜在优势，必须对钻孔灌注桩的施工全过程进行严格控制和检测，严格遵循施工规范程序，发现问题及时采取措施予以补救。

作者简介

白玉柱（1977年9月2日），男，大学本科，工程师，从事道路桥梁工程施工建设。