浅析从成孔检测看钻孔灌注桩在施工中存在的问题

摘 要：简要介绍了成孔检测的原理及现状，结合检测实例阐明检测中遇到的主要问题，进而分析了钻孔灌注桩施工中存在的问题，提出成孔控制措施。

关键词：检测；成孔；灌注桩；问题；措施

1 成孔检测简介及现状

1.1 成孔检测的内容

（1）成孔的孔壁形状。（2）成孔的实际孔径和设计孔径的偏差。（3）成孔的垂直度（倾斜度）。（4）成孔的深度。

1.2 检测仪器及检测原理

检测仪器采用超声波侧壁测定仪。该仪器由主机、绞车、传感器三大主体构成。检测时，传感器在下放或提升过程中，每隔一段时间（距离）发射一个超声波脉冲信号，超声波在传播过程中碰到孔壁即反射，该反射信号再被传感器接收。通过超声波的发射、接收时间差即可算出传感器至孔壁的距离，仪器由此绘出孔壁形状。本人所在项目中目前使用的仪器型号有KE-200型超声波侧壁测定仪和DM-604型超声波侧壁测定仪。

钻孔灌注桩与打入桩的区别在于：打入桩是将周围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩身产生被动土压力。而钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内浇注混凝土成桩，周围土移向桩身形成土体对桩身的动压力。目前钻孔灌注桩容易产生的一些缺陷如缩径、夹泥断桩、孔底沉渣过厚、斜桩等等，均与成孔的工艺和质量有着直接或间接的关系，这些不良因素完全可以通过成孔检测防患于未然。然而目前大多数的施工现场并不对钻孔灌注桩进行成孔检测，有的单位没有检查设备，认为成孔检测费时费力而不愿多此一举，没有引起足够的重视。

2 成孔检测中所涉及的主要问题

2.1 泥浆

KE-200型和DM-604型超声波侧壁测定仪的正常使用条件对清孔后的泥浆各项性能指标有不同要求，前者需泥浆密度小于1.16，而后者则要求在1.20以下就可以了。根据规范要求，清孔后的泥浆指标要求见表1。

然而施工单位往往为了增强泥浆的护壁作用、减少塌孔的危险等原因，并未对清孔后泥浆的各项性能指标进行严格控制，特别是泥浆密度不能满足规范要求，超出仪器的信号接受极限范围，导致检测工作无法正常进行。根据土力学计算以及大量实践证明，只要保持孔壁任何深度处压力不小于0.2MPa，即使是在粘聚力较差的流沙层，使用经过处理的泥浆（冲洗液）也可以保持钻孔不坍塌、不缩颈、不扩颈。当采取了高浓度、高密度泥浆介质（冲洗液）施工时，反而会存在以下问题：孔底沉渣难以清理干净以及因孔壁泥皮过厚而大大降低桩的侧摩阻力，使桩基承载力折减；在浇注混凝土时，稠浆粘附在钢筋笼钢筋上，降低了钢筋与砼的握裹力，影响桩基整体受力；增大了水下灌注砼的阻力；泥浆中容易含有较大的泥块，在施工中发生导管堵塞、流动不畅等现象，造成夹泥层。

2.2 孔的垂直度

钻孔灌注桩的垂直度是保证桩基承载能力的重要因素，也是成孔施工控制中的难点和重点，目前规范中要求的倾斜度为小于1%桩长且不大于500mm。如果斜率超标，不仅严重影响钢筋笼的安置、沉渣的清除，而且改变了桩的受力状态，影响到结构的质量安全，甚至导致孔壁塌孔。目前有些施工单位采用测绳对孔进行简单的测量，利用绳子的偏移来判断孔的垂直度，然而根据本人实测与施工单位的日常监测结果比较，发现用测绳测量会发生很大误差，甚至判断错误。

钻架位移、安装未平、地质松软不均匀、岩层呈斜状分布或者土层中夹有大的孤石等都会引起斜孔。这就要求施工單位在施工前必须详细研究地勘资料，做好各种准备，对不同的情况采取不同的施工方法来避免钻孔倾斜。而在钻孔施工过程中进行成孔检测也可以作为一种监控手段来避免发生斜孔。若等到终孔后才发现斜孔再来纠正就费时费力了，且修孔常使桩的充盈系数增大，最大达1.6以上。

2.3 清孔

钻孔完成后在吊放钢筋笼之前，需要对孔内的石渣、泥浆进行必要的清理，以保证孔内含泥量、含渣量和孔底沉渣厚度符合设计规范要求。

我们一般把孔底的沉积物统称为沉渣，而实际上应该分为沉渣与沉淤。沉渣是钻孔过程中钻头冲削作用和孔壁塌落的岩士，主要成分为砂、砾石和碎岩硝等，而沉淤则是由于空孔时间较长，孔内比重大、稠度大的劣质泥浆沉淀而成的流塑状混合物，沉渣与沉淤在桩底形成软弱隔层，导致桩基端承力大大丧失。沉淤的厚度往往大于沉渣的厚度。根据形成沉淤的原因，应从提高泥浆质量和减少空孔时间进行控制。

由于泥浆比重太大，导致产生多个反射面，无法正常分析数据；更重要的是在孔底有明显沉渣堆积现象，虽然此孔采用反循环抽浆法进行清孔，但并未达到很好的效果。原因主要有：清孔时并没有进行全方位的抽渣，而是只对测绳测出沉淀较多的位置进行了重点清理；配置的泥浆质量不高，各项指标未能完全满足规范要求，导致泥浆悬浮能力不足，在孔底产生大量沉渣。

由此可以看出施工单位的监控手段以及处理方法存在一定的问题。对于钻孔嵌岩桩，如果沉渣量过大，势必造成受荷时发生大量沉降，使桩的承载力失效。

3 控制成孔质量的措施

通过对上述钻孔灌注桩成孔检测中所遇到问题的分析，可以看出，采用正确的施工工艺和配制高质量的泥浆是保证成孔质量的关键所在。这就要求施工单位和监理务必做好以下几个方面：（1）在钻机就位和钻孔过程中，要定时监控成孔的垂直度，若发现倾斜及时纠正，防患于未然。若条件允许，可考虑采用超声波侧壁测定仪作为施工监控手段。（2）对钻孔设备、泥浆处理设备等机具进行定期检查和维护，保证在施工过程中能够正常使用，以提高施工效率，节约成本。（3）认真研究现场地质资料，根据实际地层变化采用相应的钻进方式，提前做好施工方案，做到心中有数。（4）认真做好施工中各项记录，特别是泥浆的各项指标应定时检测，及时补充优质泥浆，保证其性能满足规范要求。（5）在钻进过程中随时注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。（6）根据不同地层情况随时调整钻进速度，在钻至中层易液化砂层时，钻进速度必须放慢，以确保成孔质量。（7）提高和完善管理水平，以工序控制和事前控制为主，因地制宜，建立动态的管理制度和施工方法。

由于成孔的施工过程属隐蔽工程，要做到质量检测的精确性还存在一定的困难。目前的检测方法基本上都是以一定的假设计算模型为基础，通过参数的设定来进行检验，其检测结果还需要依靠检测人员的经验来分析和判读，因此检测结果存在一定的主观因素。同一根桩基，各检测单位用同一种方法进行检测，其结论也可能出现偏差。然而，检测只是一种手段，真正保证质量的关键在于过程控制。施工单位以及管理人员必须要有一个认真负责的态度和高度的责任心，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工、严格管理，质检单位也需要不断提高技能水平和检测手段，只有这样，才能更好的控制桩基的成孔质量，为后续工程的顺利开展打下良好的基础。

参考文献

[1]王建华，孙胜江.桥涵工程试验检测技术[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]刘吉士，阎洪河，李文琪.公路桥涵施工技术规范实施手册[M].北京：人民交通出版社，2006.

[3]周孟波.斜拉桥手册[M].北京：人民交通出版社，2004.

作者简介：刘海燕（1986，02-），女，汉族，湖北省武汉市，大学本科，助理工程师，研究方向：土木工程。