浅议钻孔灌注桩在水利工程中的应用及常见质量问题处理方法

石景军

【摘 要】由于钻孔灌注桩具有施工较简单、易于操作、施工设备投入不大等优勢，被广泛应用于水利工程施工中的地基处理，但也存在施工工期较长、水下施工不便观察和检验施工质量等问题，有待我们加强施工过程质量控制，研究制定出相应处理方法，以确保其施工质量。

【关键词】钻孔灌注桩；地基处理；钻孔与清孔；断桩处理

由于钻孔灌注桩施工相对来说比较简单、易于操作、施工设备投入不大等优势，被广泛应用于水利工程施工中的地基处理，但也存在施工工期较长、水下施工不便观察和检验施工质量等问题，有待我们加强施工过程质量控制，研究制定出相应处理方法，以确保其施工质量。

1 钻孔灌注桩施工技术特点

钻孔灌注桩是依靠桩柱外表面与四周土体间摩擦力来承受其上部结构传来的荷载，并把这种荷载传给地基土层，它在施工过程中对施工工艺的要求较高，在其成孔和浇筑混凝土过程中，要特别注意防止塌方和断桩等现象发生；此外，钻孔（成孔）时所需泥浆池也将占据施工现场较大的位置，要注意它的安全防范工作。钻孔灌注桩的施工技术特点主要有：（1）对环境和周边建筑物的危害较小，施工时基本无噪声、无振动、无地面隆起或侧移现象；（2）大直径灌注桩直径较大，入土深度较深，要注意孔口安全防护，严防人、畜和物料等落入桩孔内；（3）扩底式钻孔灌注桩能同时发挥桩端承载力；（4）布桩间距较大，群桩效应较小；对于被桩穿透的土层，可以在孔中进行原位测试，检测土层性质；（5）无需在桩顶设承台，简化了基础结构形式，也降低了基础工程造价；（6）施工机械设备较简单，能穿越各种土层和基岩；桩基承载力较高；（7）影响成桩质量的因素较多，桩体质量不稳定，受施工操作技术影响较大，施工中易发生缩颈、断桩等质量问题。

2 钻孔灌注桩施工技术要点

钻孔灌注桩施工工艺是：钻孔前准备→埋设护筒→泥浆制备→钻机准备→钻孔→成孔检查与清孔→吊放钢筋笼→混凝土浇筑。

2.1 钻孔前准备

钻孔前应先测绘地形图，进行场地平整并填筑工作平台，修筑临时施工道路、排水沟、集水井等，并放出桩位置线、增设桩位控制桩，并加固之；布置场内临时设施（项目部办公室、监理办公室、职工食堂、宿舍等）、施工机具及现场电气和上下水系统，另外还可用木桩或小型混凝土桩作为桩位轴线和基准点标记。

2.2 埋设护筒

护筒和工作平台应具有一定的强度和稳定性，护筒顶端和工作平台应高出地面0.5米，且底端埋深应大于一米；护筒采用振拔机埋设，按十字垂线方向用经纬仪检查器垂直度，并在护筒口用红油漆标点，其底部用粘土夯实固定，并用十字垂线固定延长护桩。

2.3 泥浆制备

钻孔灌注桩成孔时用来护壁的泥浆，应采用由塑性指数大于15的优质红粘土、膨胀土与外加剂加工而成的泥浆，其作用是在孔壁形成一层泥皮，阻挡孔壁内土层水向孔里渗流，保护孔壁免遭坍塌，有时还能起到悬浮钻孔土渣的作用；泥浆的配合比必须满足施工要求的技术指标，其参考配合比为：水：纤维素：膨润土（或优质红粘土）：烧碱 =100：0.007：7：0.003。

2.4 钻机准备

根据工程地质条件选用回旋钻机、冲击钻机等施工机械，并注意给每台钻机准备至少两个钻头；钻机应垂直对准桩位中心、就位固定，支腿用垫木支牢、固定，以确保钻机运转时，其钻孔中心不发生移位偏差。

2.5 钻孔

钻机底架安装平稳后，使钻头和钻杆中心对准护筒顶面的中心点，并用线坠检查，以确保钻杆垂直，然后采用低档、慢速均匀钻进，保持孔内泥浆比重，并根据实际情况随时调整泥浆比重和钻头冲程，以确保钻渣悬浮。地层土质有变化时，要控制好钻速和钻压，防止造成斜孔。

2.6 成孔检查与清孔

当钻孔桩达到设计深度时应对桩孔的孔径、孔位、孔形和倾斜度等进行检查和验收，并做好详细记录；经验收合格的孔应作清孔排渣工作，清孔时要注意观察，及时补充水，以保持水头高度，以免发生塌孔事故；清孔完成后，检查孔底沉淀泥浆厚度应不大于设计要求，否则应重新清孔。

2.7 吊放钢筋笼

钢筋笼在现场或加工厂制成后需进行绑扎和点焊，利用起吊设备一次吊放到孔内设计位置，注意保持垂直度，在钢筋笼周边布设预制混凝土保护层垫块。

2.8 混凝土浇筑

在浇筑第一根钻孔桩前，应按设计要求的桩长计算出所需混凝土量，以免发生因混凝土剩余太多、停候打第二根桩时间太久而使剩余混凝土凝固结块遭浪费，从拌和结束到浇筑地点的最佳时间应小于45分钟，浇筑前还应检查其塌落度在16～20厘米之间；第一次灌注混凝土后，导管内的混凝土应充满桩底，且导管在混凝土中的埋深在2～6米之间，同时，为始终保持所浇筑混凝土质量，在每次拆解导管管段时，都应保持导管在桩孔中心位置，以免导管碰挂钢筋笼，影响灌注桩成桩质量。钻孔桩水下混凝土浇筑应连续进行，防止因中断时间过长而造成断桩，严重影响其质量。混凝土浇筑完成后，桩顶混凝土应高出设计标高50厘米以上，以确保桩顶混凝土质量。

3 钻孔灌注桩常见质量问题及处理方法

3.1 导管进水

在钻孔灌注桩混凝土浇筑过程中，有时会因为导管上提过量，导管底部离开底部已灌注混凝土上表面而使桩孔内的水入侵，造成混凝土离析、混凝土滑移等事故。处理方法：拔出导管，并对漏水部位的混凝土和水一并清除，并对导管漏水部位进行防水处理，放入导管，重新灌注混凝土。

3.2 缩颈

有时由于桩周土体在混凝土浇筑过程中发生膨胀，或因清孔不彻底，桩孔内水头下降，对孔壁的静水压力减小等原因，造成桩身缩颈。处理方法：控制好护壁泥浆的比重，用优质泥浆护好孔壁，降低失水量，同时，要注意及时、认真清孔，此外，还可以在导管的导正器外侧焊接一定数量的刀片，可在导管钻进时起到扫孔作用，这些做法可有效控制缩颈现象的发生。

3.3 断桩

发生断桩的原因较多，比如导管提升过快、过高，使导管底部脱离已浇筑的混凝土表面，空气和水乘虚而入；混凝土拌和物发生离析，其中石子下沉过快，使桩身中断；灌注混凝土时间过长，先下灌的混凝土已初凝，下部的水沿导管壁顶破表层混凝土面上升，将含有沉渣的表层包裹，形成断桩。处理方法：选用有足够强度和较大容量的导管来输送混凝土；施工中按操作规程稳当操作，切忌快提和超高提导管，及时处理导管提空和混凝土卡管等现象；合理采用冻结法施工，即：桩身外围钻孔并放置冷凝管，使桩孔外围形成冻土帷幕后，再处理桩孔内的事故细节；浇筑混凝土前先对导管作水密性试验，并严格控制导管的埋深和拔管速度，并及时量测混凝土的浇筑深度，以防止出现断桩。

[责任编辑：杨玉洁]