钻孔灌注桩水下施工常见问题及解决措施

李东琴

（山西二建集团有限公司，山西 太原 030012）

钻孔灌注桩基础的施工基本流程：施工放样、钻机到位、设置护筒、钻进成孔、清除孔底沉渣、放钢筋笼、二次清孔、放浇筑导管、混凝土灌注、成桩。从钻孔开始至成桩结束，因受到多种因素影响，尤其在水下混凝土灌注施工时，极易引发质量问题甚至质量事故，因此水下混凝土灌注桩质量控制成为施工中的重点。

1 钻孔灌注桩水下施工要点

1.1 混凝土配合比要准确

混凝土配合比必须适应导管水下灌注，混凝土配合比的适合可以让其具有足够的塑性和黏聚性，灌注过程中在导管内具有良好的流动性又不容易发生离析现象，混凝土搅拌时间要合适并且要搅拌均匀。如果混凝土搅拌运输过程中，发生搅拌不均匀或泌水离析现象时，该混凝土就不能使用，混凝土在运输过程中不得擅自掺水。

1.2 控制清孔时间

泥浆中的固体颗粒粘附在孔壁上形成较厚泥皮，泥皮在混凝土灌注中被夹在混凝土与孔壁之间，泥皮有润滑作用，长时间不浇灌混凝土，会使混凝土与孔壁之间摩阻力降低；孔壁长时间浸泡在泥浆中，使有的土层强度降低，造成塌孔从而影响桩的承载力。所以，施工要严格按规范要求，二次清孔验收合格后应尽快灌注混凝土，应在清孔合格后30min内灌注混凝土为宜。

1.3 混凝土首灌量的要求

混凝土首灌量对灌注桩质量非常重要。合理的首灌量，既能顺利施工，又能使漏斗灌满后混凝土埋管深度满足要求，且通过首灌对孔底沉渣再进行一次的冲洗，并将沉渣挤向边缘向上返出，这是确保桩基承载力的关键，因此对混凝土首灌量必须严格要求，首灌量应按下式计算确定。

1.4 混凝土的灌注速度

钻孔灌注桩自重传给桩周土层的比例与混凝土的灌注速度有直接联系。浇筑速度快，传给桩周土层的比例小；浇筑速度慢，传给桩周土层的比例大。所以提高浇筑混凝土速度不仅对保证桩身混凝土的均匀性起到良好的作用，同时可使桩身重量较多地储存于桩底，减少桩周摩阻力的负担，对改善桩基受力状况、提高使用效果起到一定作用。

2 钻孔灌注桩水下施工常见问题及解决措施

2.1 斜孔

钻进过程中，成孔不是垂直的，而是与桩中心垂线有一定的角度。原因分析：①钻机未处于水平位置，或施工场地未整平及压实，在钻进过程中发生不均匀沉降；②钻孔平台基底座不稳固、未处于水平状态，在钻孔过程中，钻机架发生不均匀变形；③钻杆弯曲，接头松动，致使钻头晃动范围较大。④土层软硬不均，致使钻头受力不均，或遇到孤石，探头石等。

解决措施：①钻机就位前，应对施工现场进行整平和压实，并把钻机调整到水平状态，在钻进过程中，应经常检查使钻机始终处于水平状态工作。钻机平台在钻机就位前，必须进行安装验收，其平台要牢固、水平、钻机架要稳定；②应使钻机顶部的起重滑轮槽、钻杆的卡盘和护筒桩位的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止钻机移位或出现过大的摆动；③经常对钻杆进行检查，对弯曲的钻杆要及时调整或废弃；④使用冲击钻施工时冲程不要过大，尽量采用二次成孔，以保证成孔的重直度。

2.2 水下混凝土灌注

水下灌注施工用导管由壁厚为10mm的无缝钢管加工制成，其内径为30cm，标准节段长度1.5m，此外需配备0.5～1.0m长的辅助管。导管的接头采用法兰进行连接，法兰部位要有导向装置，以免与钢筋笼接触缠绕。另外，接头还要有一定互换性，设置好止水胶垫，将导管加工好后，以孔底水压的1.5倍实施水密性试验，经试验确认合格后，方可用于灌注施工。

解决措施：在混凝土灌注施工中，需在漏斗与导管间安装猫头鹰阀门。施工中，先关闭阀门，同时把导管提高到与钻孔底部相距30～40cm的位置，然后在储料斗当中灌注混凝土，完成操作并检查无误后，开启阀门进行首灌。在钻孔中翻起的泥浆可使用泵机抽取到沉淀池当中，之后使用输送泵将混合料输送至漏斗与储料斗当中。导管进入混凝土中5m左右以后，根据实际情况去除一定节段数的导管，以此不断循环和重复。完成灌注后，拆除导管与漏斗，待混凝土实际强度达到要求后，方可由人工将多余的混凝土凿除。水下灌注施工中，应注意以下几点：1）导管底部与钻孔底部之间的距离应控制在30～40cm范围内，且首批灌注的混凝土数量应充足。完成灌注后，对混凝土液面高度进行测量，若不满足要求，应使用空压机和导管将已完成灌注的混凝土清理干净，然后重新进行灌注施工。2）安装导管前，应先认真做好水密性试验与承压试验，同时检查确认其止水垫能否达到要求、是否老化，以免在灌注时产生漏水与破裂。3）灌注施工中，应安排专人经常性测量钻孔深度，以掌握混凝土液面实际高度，避免导管的埋深过大导致无法提起导管，或导管的埋深布置不足产生脱空。灌注时应认真做好记录。4）一旦开灌，不允许停顿，必须保持连续。基于此，在灌注开始前应进行细致且全面的检查，排除机械设备的故障，在灌注时维修人员应积极跟班，准备好常用配件，如果产生故障，可立即进行抢修。5）灌注开始前，与当地供电部门积极联系，避免灌注时产生断电。6）灌注中要对孔口进行适当的遮盖，因灌注被带入到孔内的池浆可使用专门的泵机将其抽到下一个护筒当中。7）现场的测量人员应对混凝土盘数进行认真的测量和记录，每完成一次测量都要以混凝土盘数为依据计算浇筑量，以此对混凝土的密度进行复核。

2.3 埋管

桩基在浇筑混凝土的过程中，导管拔不动或混凝土浇灌完毕导管无法拔出，统称为埋管。

解决措施：①在下放导管时，导管埋深控制不合理，浇灌混凝土时间过长，没及时活动导管；②钢筋笼焊接不牢，浇灌混凝土时钢筋笼被碰撞散开，将导管卡住；③在浇灌混凝土过程中，孔壁坍塌大量泥砂将导管埋没。解决措施：①水下浇筑混凝土时，要有专人观测导管在混凝土内的埋深，一般控制在2～6m内，浇筑过程中要经常小幅度抖动导管防治导管与混凝土粘结，要尽量减少混凝土的浇灌时间；③钢筋笼在下到桩孔前，要认真检查焊接或绑扎点是否牢固。

3 结语

钻孔灌注桩水下施工质量事故引发的后果相当严重，并且需要花费很高的代价才能处理好。因此施工单位在施工过程中应加强管理，既要有科学的施工方案又要有切实可行的预备方案。现场技术人员要有高度的责任心，施工人员要有良好的质量意识和应变能力。