浅谈钻孔灌注桩质量问题成因及控制措施

陈桥 张其辽

浅谈钻孔灌注桩质量问题成因及控制措施

陈桥 张其辽

目前水利工程基础施工中钻孔灌注桩应用越来越广泛，特别适用于基础软弱的泵站、水闸、桥梁等工程。钻孔灌注桩是一种地下隐蔽工程，在施工过程中工序若控制不当，很容易出现质量问题，从而影响水利工程的安全运行。

总结钻孔灌注桩施工过程出现的各类质量问题，主要有桩基偏位、塌孔、斜孔、颈缩、断桩、桩身离析、钢筋笼钢筋保护层过小等7类，现对问题成因进行分析，并提出了质量问题的防范及控制措施，在此作简要介绍。

一、桩基偏位

1.主要原因

发生桩基偏位的原因主要有：钻孔灌注的施工场地一般比较松软，施工过程中原桩位很容易发生移动或被破坏；钻孔灌注桩施工时，多部机械装备在场内同时施工，场内布置比较混乱时，很容易发生桩基位移。

2.控制措施

在钻孔前应对场地进行平整，定位放线必须按照设计图纸进行，经严格校核无误后方能进行桩基施工。

在施工场地周围和场地内容易发生位移的地方，根据施工需要设立一系列的控制桩。在钻机就位前，利用桩位与控制桩之间的位置关系，再次复核桩位，保证桩位的准确性。或提前将桩孔开挖至地表以下0.5～1.0m处，再在孔内设置桩位点，然后再进行复核。

二、塌孔

1.主要原因

塌孔是在钻孔工程中的钻孔出现的失稳现象。塌孔直接造成埋钻、断桩、混凝土灌注量加大，经济效益大幅度降低。

当地层中的砂层过厚，而泥浆压力不够时，容易造成塌孔；钻孔时不注意孔的垂直度，易发生桩孔倾斜质量问题；钢筋笼运输起吊过程中，不按施工规范起吊，会导致钢筋笼变形，刮破孔壁而造成塌孔；成孔至灌注混凝土间隔时间过长，会导致桩孔失稳坍塌。

2.防止塌孔的控制措施

防止塌孔措施包括采取大于4d的隔孔施工工艺；护筒按规定要求埋设，避免开钻筒体倾斜、孔口土体坍塌、护筒沉陷导致水位下降；钻具吊绳下放速度与成孔速度一致，避免空中钻头摆动幅度过大而造成四周孔壁受力不匀；避免成孔时间和孔壁暴露时间过长；砂性土护壁泥浆要具有一定粘度，能有效形成护壁泥皮。

三、斜孔

桩基倾斜使桩基在竖直方向上的承载力大大降低，是基础工程的重大隐患，施工过程中必须加以重视，严格控制斜桩的产生。

1.产生斜孔的原因

产生斜孔的原因很多，主要有钻机垂直度不准确，钻孔中地基出现单面沉降，地层中侧向土质不同，钻孔中遇到坚硬土质以及钻孔的震动和泥水的浸泡导致钻机容易发生倾斜等。

2.防止产生斜孔的控制措施

钻机应设置导管装置；为增加桩机稳固性而加大桩机支承面积；不定期校核钻架和钻杆垂直度；下放钢筋笼前做井径、井斜测试。

四、颈缩

桩孔颈缩将导致桩的截面变小，桩基承载力降低，混凝土钢筋保护层变薄，有的甚至裸露，钢筋锈蚀严重，形成很大的工程隐患，甚至影响整个建筑物的安全。

1.颈缩的原因

钻进成孔时，地层在应力释放过程中，缓慢发生变形，导致孔径变小而造成颈缩现象。

2.防止颈缩的控制措施

在各方面条件允许的前提下尽量加快成孔的速度，钻孔完成后，经检查无颈缩质量问题，应立即安装钢筋笼，并加速浇筑混凝土，缩短灌注时间，达到以混凝土侧压力抵消孔内释放应力的目的，以减少孔壁变形的时间，有效地减少孔径变形程度。

五、断桩

1.断桩的主要原因

在混凝土桩浇筑过程中，由于混凝土供应不足造成混凝土无法连续浇筑，孔内混凝土达到初凝，导致后续混凝土无法与之有效结合，从而形成断桩；在混凝土浇灌过程中，导管不慎拔出混凝土面或导管发生漏水，泥浆混入混凝土中，也很容易形成断桩；在混凝土浇灌过程中，由于孔壁坍塌或泥浆含砂量过高，因为沉淀、浮浆稠度过大，混凝土上返困难，造成灌注中断，形成断柱。

2.防止断桩的控制措施

在灌注混凝土的施工中，确保混凝土浇筑的连续性。每盘混凝土时间间隔不得超过30min，若有一定的时间间隔，每隔10min在小范围内上下活动导管2～3次，延长混凝土的初凝时间；在灌注过程中，每小时灌注量不小于10m3。

钻孔中使用的泥浆经过实验确定，不能使用含砂量过高的泥浆；在灌注混凝土时，要认真组织、确保连续快速。

在灌注混凝土的施工中，应严格做好灌注记录，保证导管始终埋入混凝土内一定深度，不使混凝土混入泥浆。

六、桩身离析

桩身产生离析是非常严重的质量问题，它严重影响桩基的承载力，甚至造成整个桩基的失败，关系到整个水工建筑物的安全。

1.桩基产生离析的主要原因

桩底产生离析质量问题，主要是导管底口距孔底距离过大或导管直径过细，第一斗料对孔底冲击力过小，无法迅速排除孔底的泥浆和部分沉渣；发生桩身离析的主要原因是因导管漏水或混凝土质量问题而引起的，导管漏水混入泥浆而造成离析，混凝土拌合物质量不符合要求也容易造成离析。

2.防止桩身离析的控制措施

适当减小导管距孔底的距离，一般应保持在0.5m以内；对不同孔径的钻孔应采用不同直径的导管。在浇灌过程中要仔细检查导管的密封圈，清除导管接口上的杂物，确保连接的可靠。

七、钢筋笼钢筋保护层过小

在钻孔灌注桩施工过程中，钢筋笼的保护不足是普遍存在的质量问题，严重的甚至出现钢筋外露质量事故，影响灌注桩的工程质量。

1.产生原因

形成钢筋笼钢筋保护层不足的主要原因是钢筋垫块设置不当。在施工过程中，钢筋笼设置的保护层垫块一般都制成中间插有钢丝的小方块，这种垫块接触面较小，但孔壁受泥浆的浸泡变软，垫块被挤压到孔壁中，钢筋笼紧贴孔壁导致钢筋笼保护层不足。

2.防止钢筋笼钢筋保护层过小的控制措施

在施工实践中，改进使用不小于桩身混凝土强度的混凝土导正轮，导正轮厚度不小于5cm，钢筋笼每隔3m设置一组，每组4个。这样可以有效地克服钢筋保护层的通病，钢筋笼不会刮碰孔壁，钢筋表面不被粘土污染，钢筋笼下放时阻力也减小。

其次是钢筋笼发生变形。钢筋笼在加工、运输、堆放或吊放过程中，因为外力的作用，导致钢筋等发生变形，从而使钢筋保护层某些地方过大，某些地方不足。在钢筋笼吊放到钻孔之前，一定要保证其设计形状。

八、结语

以上对钻孔灌注桩施工的7类通病和质量问题进行了原因分析，并提出了防止质量问题的相应控制措施。钻孔灌注桩施工质量的好坏直接影响桩基的承载力，甚至影响水工建筑物的质量和安全，掌握钻孔灌注桩的详细施工工艺，了解各种质量问题的成因，有助于及时采取防范和控制措施，确保钻孔灌注桩施工质量，从而确保水利工程的质量和安全运行■

（作者单位：安徽省阜南县水务局236300）