浅谈钻孔灌注桩施工中常见问题的成因及防治措施

摘要：本文笔者根据自己多年的工作实践，主要阐述了钻孔灌注桩施工过程中出现的常见问题及其成因，并提出了针对问题的相关防治措施，仅供大家参考。

关键词：钻孔灌注桩；常见问题；防治措施

1．钻孔灌注桩施工中常见的问题及其成因

1.1钻孔偏斜

成孔后桩孔出现较大垂直的偏差或弯曲， 主要原因是： 钻机底座没有安置水平或产生不均匀沉陷， 钻机安装就位稳定性差， 作业时钻机安装不稳， 地面软弱或软硬不均匀， 土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其他硬物。在有倾斜度的软硬地层交界处， 岩面倾斜处钻进或在粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进， 钻头受力不均。

1.2孔壁坍陷

在钻进过程中，如果出现排出的泥浆中不断出现气泡或泥浆突然漏失， 则表示有孔壁坍陷迹象。主要原因是： 土质松散， 泥浆护壁不好，护筒周围未用黏土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、回填土不密实、成孔后准备灌注时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷， 相邻施工的桩间距太近。

1.3护筒外壁渗水

渗水严重时会引起地基下沉， 护筒倾斜和移位， 造成钻孔偏斜， 甚至无法施工。主要原因是： 埋设护筒的周围填土不密实， 护筒水位差太大或钻头起落时碰撞。

1.4桩底沉渣量过多

在清孔后灌注前孔底沉积量大于规范要求时就会出现沉渣过多。主要原因是： 清孔不干净或未进行二次清孔； 泥浆性能指标不符合要求， 钢筋笼吊放过程中， 未对准孔位而碰撞孔壁， 使泥土坍落桩底孔壁掉块入孔底； 清孔后， 准备灌注时间过长， 致使泥浆沉积； 泥浆经循环使用后含杂质太多， 造成泥浆胶体率下降， 从而造成泥浆中的悬浮物下沉到孔底。

1.5堵管

是指在水中或地下灌注混凝土过程中， 无法继续进行的现象。主要原因是： 由于混凝土的坍落度过小， 流动性差， 夹有大碎石， 拌和不均匀，冬季施工中有砂冻块， 运输途中产生离析， 导管接缝处漏水， 雨天运送混凝土未加遮盖， 使混凝土中的水泥浆被冲击， 粗骨料集中而造成导管堵塞； 长时间停滞灌注， 表层混凝土已经初凝， 失去流动性， 导致堵管。

1.6钢筋笼下放不到位

是指钢筋笼的位置高于设计位置的现象。主要原因是： 钢筋笼变形或者钢筋笼连接时不顺直； 由于钢筋笼放置初始位置过高， 混凝土流动性过小且导管埋深较大时， 其上层混凝土因浇筑时间较长， 已接近初凝， 表面形成硬壳， 混凝土与钢筋笼有一定的握力， 如果此时导管底端没有及时提到钢筋笼底部以上， 混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升， 同时也带动钢筋笼上升。

1．7断桩

是混凝土凝固后不连续， 中间被钻渣等疏松体及泥土填充形成间断桩。主要原因是： 由于导管底端距孔底过远， 混凝土被泥浆稀释， 使水灰比增大， 造成混凝土不凝固， 形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充； 受地下水活动的影响或导管密封不良， 泥浆浸入混凝土水灰比增大， 形成桩身中段出现混凝土不凝体； 在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多， 露出混凝土面或因停电、待料等原因造成夹渣， 出现桩身中岩渣沉积成层， 将混凝土桩上下分开的现象； 浇注混凝土时， 没有从导管内灌入， 而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土， 产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬， 个别孔段出现疏松、空洞的现象。

2．针对各种问题的防治措施

2.1孔斜控制

 首先在安装钻机时要使转盘底座水平， 起重滑轮轮轴、固定钻杆的卡孔和护筒中心应在一条竖直线上， 并经常检查校正。其次，将场地夯实平整， 轨道枕木宜均匀着地； 在不均匀地层中钻孔时， 采用钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时， 钻速要打慢挡。另外， 在有倾斜的软硬地层中钻进时， 应吊着钻杆控制进尺， 低速钻进。

2.2坍孔控制

在松散易坍的土层中， 适当埋深护筒， 用黏土密实填封护筒四周， 使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和黏度， 保持护筒内泥浆水位高于地下水位。钻孔过程中， 除了复核钻杆是否弯曲外， 还需根据不同土层情况对比地质资料， 随时调整钻进速度。搬运和吊装钢筋笼时， 应防止变形，安放要对准孔位， 避免碰撞孔壁， 钢筋笼接长时要加快焊接时间， 尽可能缩短沉放时间。成孔后， 准备灌注时间不应超过3 h， 混凝土灌注时， 在保证施工质量的情况下， 尽量缩短灌注时间。调整好施工顺序， 适当加大相邻桩位施工时间的间隔。

2.3护筒渗水控制

护筒可以采用钢护筒， 也可以采用现场预制的钢筋混凝土护筒， 护筒应坚实， 不漏水， 护筒内径应比桩径稍大20-30 cm。在埋筒时， 坑地与四周应选用最佳含水量的黏土分层夯实。在护筒的适当高度开孔， 使护筒内保持1.0-1.5 m 的高度。钻头起落时， 防止碰撞护筒。发现护筒渗水时， 立即停止钻孔， 用黏土在四周填实加固， 若护筒严重下沉或移位时， 则重新安装护筒。

2.4沉渣控制

前期管理人员进入现场后立即进行造浆材料的调研， 选用优质黏土、火碱， 选定造浆材料后要进行多种掺量的泥浆配比试验， 配制出适合本工程的优质泥浆， 保持较高的泥浆比重和黏度， 不用或少用清水进行置换； 在以后的施工中， 应尽量避免意外的停电、停水事件带来的影响， 并提前加以预防； 成孔后， 钻头提至距孔底部1020 cm， 保持慢速空转， 维持泥浆循环清孔时间不少于30 min； 钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致， 避免碰撞孔壁； 采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度， 从而减少沉渣； 下完钢筋笼后， 检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求， 则应利用导管进行二次清孔， 直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求； 开始灌注混凝土时， 导管底部至孔底的距离宜为30-40 mm， 应有足够的混凝土储备量， 使导管一次埋入混凝土面以下1.0 m， 以利用混凝土的巨大冲击力清除孔底沉渣。

2.5堵管控制

使用的隔水栓直径应与导管内径相配， 同时具有良好的隔水性能， 保证顺利排出； 在混凝土灌注时， 应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制， 水下混凝土必须具备良好的和易性和缓凝， 宜掺外加剂， 配合比应通过试验确定， 坍落度宜为18-22cm， 粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4， 且应小于40 mm， 每车混凝土都进行质量检查， 不合格混凝土严禁入孔， 同时在小料斗上安置过滤筛， 防止大块骨料或异物进入导管； 应确保导管连接部位的密封性， 导管使用前应试拼装、试压， 试水压力为0.6-1.0 MPa， 以免导管进水； 在混凝土浇筑过程中， 混凝土应缓缓倒入漏斗的导管， 避免在导管内形成高压气塞； 在施工过程中， 应时刻监控机械设备， 确保机械运转正常， 避免机械事故的发生， 发生堵管时， 可在孔口振动导管， 若还不能解决， 只能拔出导管， 经采取有效措施后重新下入， 进行二次初灌。

2.6钢筋笼下放不到位控制

钢筋笼初始位置应定位准确， 并与孔口固定牢固， 钻机就位时平直稳固， 变层时适当放慢进尺， 时刻注意钻机竖直仪表， 使钻具垂直下放； 钢筋笼运输采用专门运笼车， 起吊时采用三点起吊， 防止钢筋笼在运输和起吊过程中发生永久变形； 灌注混凝土过程中， 应随时掌握混凝土浇筑的标高及导管埋深， 当混凝土埋过钢筋笼底端2.0-3.0 m 时， 应及时将导管提至钢筋笼底端以上， 导管在混凝土面的埋置深度宜保持在2.0-4.0 m， 不宜大于5.0 m 和小于1.0 m， 也严禁把导管提出混凝土面。

2.7断桩控制

成孔后， 必须认真清孔， 并在清孔后要及时灌注混凝土， 避免孔底沉渣超过规范规定； 灌注混凝土前认真进行孔径测量， 准确算出全孔及首次混凝土灌注量； 在地下水活动较大的地段， 事先要用套管或水泥进行处理， 水成功后方可灌注混凝土； 灌注混凝土应从导管内灌入， 要求灌注过程连续、快速， 同时， 在灌注混凝土过程中应避免停电、停水； 确保导管的密封性， 导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定， 切勿起拔过多。

3．结束语

总而言之，钻孔灌注桩的施工质量是一项复杂的系统工程，成桩的好坏直接关系到上层结构的安全和上层结构施工完成后建筑物的沉降。只有做好桩基础施工的每道工序，尽可能减少质量事故，坚持预防为主的原则，加强施工过程中各环节的质量控制，按照设计与施工技术规范的要求，及时解决施工过程中出现的各种问题，才能保障整个工程的安全及质量。