浅析钻孔灌注桩质量控制技术

张太俊

安阳市殷都区农林水牧局

【摘 要】钻孔灌注桩施工容易出现质量问题，本文分析了其产生原因、提出了预防措施，从而总结灌注桩施工中质量控制的关键点，提高灌注桩施工质量控制技术。尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，运用科学、合理的混凝土灌注工艺，以确保工程质量。

【关键词】灌注桩；质量控制技术

钻孔灌注桩虽经过几十年的实践摸索，已经逐渐形成一套较为成熟、完善的操作程序，并广泛应用于水工建筑物基础处理，但其施工质量的好坏对整个建筑物的施工质量起着关键作用。钻孔灌注桩在施工中不可预见因素较多，往往因为施工工艺不当，如地质因素、钻孔工艺、泥浆护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等，造成灌注桩在施工过程中发生烂桩头、堵管、漏水、、缩颈、钢筋笼上浮、灌注桩偏移、夹泥层与断桩、桩底沉渣量过大等工程质量问题。因此，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，运用科学、合理的混凝土灌注工艺，以确保工程质量。

一、烂桩头

由于清孔不彻底，桩顶浮浆过浓过厚，影响水下混凝土灌注时测量桩顶位置的精度。导管起拔速度过快，尤其是桩头直径过大时，如未经插捣，直接起拔导管，桩头容易出现混凝土中间高、四周低的“烂桩头”。浇筑速度过快，导致孔壁局部坍塌，影响测量结果。为避免此类事故发生，必须做好清孔工作，确保清孔后孔口没有泥块返出；在空孔较长的桩内测量混凝土上升面时，应控制好测量重锤的质量。通常认为使用5～40mm碎石混凝土时，重锤的质量可以控制在1.5kg左右；使用5～25mm碎石混凝土时，重锤的质量可以控制在1kg左右。在设计桩顶与地面距离小于4m时，通常认为使用竹竿通过手感测量混凝土面更直观，精度更高。

二、导管堵塞

混凝土灌注时间过长，上部混凝土已接近初凝，在混凝土表面形成硬壳，并且随着时间增长，裹在泥浆中的残渣不断沉淀，从而加重了积聚在混凝土表面的沉淀物，使新灌注混凝土无法由导管下口顺利翻出，造成堵管。因此要尽可能提高混凝土浇注速度，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，这样才能避免导管堵塞；在浇注混凝土过程中，应匀速向导管料斗内下料，如忽然向导管内灌注大量的混凝土，会迫使导管内空气不能够及时排出，这样可能导致堵塞管道。导管内空气若经灌注混凝土的冲击力从导管底部排出，则可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的拌和质量是堵塞导管的主要原因，混凝土和易性不好或离析使碎石聚集在一起，造成混凝土流动性较差，导致堵塞管道。针对混凝土和易性差引起的堵管，采取的防治措施为：⑴在计算配合比时，合理使用水泥标号，确定最优水灰比；⑵合理选用混凝土坍落度，一般选用18cm～22cm。必要时可加入减水剂，以提高拌合物的流动性。同时，严格控制搅拌时间，控制在90s以上；⑶运输距离尽量缩短，施工现场尽量使搅拌机出料直接进入斗中。因此，一定要把好原材料质量关，严格按照配合比要求拌制混凝土，保证生产出符合要求的混凝土。

三、导管漏水

导管使用前须做密封试验，灌注混凝土前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注混凝土过程中发现漏水应加快灌注速度，并尽快加大混凝土埋深，使管内混凝土迅速超出漏水处。

四、缩径

缩径的产生主要是由于清孔不彻底，泥浆中含泥块较多，再加上终灌拔管过快，引起桩顶周边夹泥，导致保护层厚度不足。孔中水头下降，对孔壁的静水压力减小，导致局部孔壁土层失稳坍落，造成混凝土桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿，成桩后形成护颈。预防缩颈的关键是控制泥浆比重，确保泥浆能保持孔壁平衡。使用直径合适的钻头成孔，根据地层变化配以不同的泥浆。成孔施工时应重视清孔，在清孔时要做到清渣而不清泥，预防清孔后在浇筑混凝土的过程中局部坍塌，导致缩颈。

五、钢筋笼上浮

由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土由漏斗顺导管向下灌注时速度过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，产生一种顶托力，其顶托力大于钢筋笼的重力时所至。为防止钢筋笼上浮，钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。当灌注混凝土表面接近钢筋笼底约1m时.应放慢混凝土灌注速度，尽量减小埋深，减小对导管的冲力。混凝土灌注过程中.当发现钢筋笼开始上浮时.应立即停止浇注，并起拔拆除部分导管后，可适当上下活动导管，钢筋笼在导管的抽吸作用下，会自然回落一点，坚持多上下活动几次导管，直到上浮的钢筋笼全部回落为止。

六、灌注桩偏斜

灌注桩出现较大垂直偏差或弯曲的主要原因包括：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨损。部件松动，护筒埋设偏斜，钻杆弯曲.主动钻杆倾斜，遇旧基础或大弧石等地下障碍物，土层软硬不均或基岩倾斜。为防止灌注桩偏斜，应先将场地夯实平整。轨道枕木宜均匀着地；安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于20cm。在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要用慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时。可提起钻头.上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，重新钻进。

七、夹泥层与断桩

由于灌注前清孔不彻底，灌注时间过长，先灌注混凝土已接近初凝，流动性降低，且在混凝土表面有泥渣沉淀，而后续灌的混凝土冲破顶层而上升，会在两混凝土中夹泥浆渣土，形成夹泥层；甚至全桩夹有泥浆渣土，形成断桩。因此，在灌注混凝土前要认真清孔，及时灌注混凝土.防止孔壁坍塌；尽可能提高混凝土浇注速度，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，避免灌注混凝土有初凝现象及泥渣产生沉淀；提升导管要准确可靠，及时测定混凝土面上升高度，使混凝土面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入混凝土。并根据混凝土供给情况来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹泥、夹渣及断桩事故。如果不能及时供给混凝土，且混凝土运输距离较远，考虑交通堵塞等因素时，除在混凝土中加入缓凝剂外，导管插入混凝土中的深度不宜太小，以5～6m为宜，每隔15min左右，将导管上下活动数次，幅度以2.0m左右为宜，保证混凝土的流动性，以免卡管。当灌注混凝土过程中断超过3.5h，应判为断桩。

八、桩底沉渣量过大

清孔不干凈或未进行二次清孔；泥浆比重过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，末对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长等原因，致使桩底沉渣量过大。

因此，终孔后，钻头提离孔底1～20cm，保持慢速空转。维持循环清孔时间不少于30min；钢筋笼垂直缓放人孔，避免碰撞孔壁；在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣嚣超过规范要求，应进行二次清孔。清孔完毕迅速灌注混凝土；导管底端距孔底控制在30～50cm，初灌混凝土应有足够的混凝土储备量.使导管一次埋人混凝土面以下2.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。

综上所述，钻孔灌注桩作为水工建筑物的桩基有许多优点。但由于它的隐蔽性、影响因素的复杂性，桩基质量有可能受到许多因素的干扰而影响成孔质量和桩身质量。为了确保上部结构的安全和稳定，在钻孔灌注桩施工中必须做到每个工序要严格按照规范操作，混凝土灌注要统一指挥、紧张有序，对可能出现的问题制定切实有效的防范措施，以减少事故的发生。