钻孔灌注桩施工质量问题及控制对策

平顶山工业职业技术学院（河南 平顶山 467001）

韩恒梅

摘要：钻孔灌注桩作为一种有效的地基处理方式被广泛应用于桥梁、工业及民用建筑之中，在施工中，由于各种原因，出现一些质量问题，将会给工程造成经济损失，工期延长。因而，施工中如何针对其原因避免质量事故的发生，以及如何的进行质量控制是很重要的。

关键词：钻孔灌注桩；成孔；清孔；砼灌注

Bored Piles Construction’s Questions and Controlling Countermeasures

Hanhengmei  

Pingdingshan Industrial College of Technology（Henan Pingdingshan 467001）

Abstract: Bored piles are used in bridge, industry and civil building as an effective groundsill management styles, in construction，because all kinds of reasons, there will be some quality questions, all these questions will lead economy losing and time limit delaying to a project. As a result, in construction , it is important that aims at these reasons to turn away quality accident and carry through quality control. 

Key words: bored piles; making bored piles; cleaning bored piles;

0  前言

钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种基础形式，因其对各种土层的适当性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等特点，越来越广泛应用于房屋建筑、水工建筑和桥墩基础的施工。但是由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行，在施工过程中，容易出现桩位偏差过大、孔底沉渣偏多、钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题，这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能进行直接开挖验收，必须加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等施工全过程中各环节的质量监控，采取各种有效预防措施，才能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。

1  成孔质量控制

1）泥浆护壁施工质量控制

冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。

（1）施工准备

施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。

钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。

（2）钻孔机的安装与定位

安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。

为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。

（3）埋设护筒

钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。

制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。

（4）泥浆制备

泥浆在成孔过程中主要是维护孔壁的稳定，维持钻孔——地层间力的平衡，携带和悬浮钻渣以及润滑和冷却钻头。泥浆的最大特点是循环过程中在压差作用下能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁，循环停止时泥浆很快又转为溶胶状而悬浮岩屑，防止岩屑过多沉淀而引起孔内事故。但若片面地追求用泥浆保护孔壁、加大泥浆比重，不但会使孔壁上的泥皮变厚，而且会给清孔和灌注砼造成困难；同时泥浆比重的加大意味着泥浆中固体颗粒含量加大，势必加大管材、钻头、水泵缸套和叶轮等的磨损，降低其使用寿命，而且拖曳了钻头的进尺，使得粘土、岩屑颗粒重复破碎，导致机械钻速的下降。

施工中要严格控制泥浆各项性能指标，在松散易坍塌地层(砂性土、砂卵石层等)钻进时泥浆比重为1.2～1.6较适合，在一般地层钻进时应控制在1.0～1.25。泥浆的含砂率越小越好，含砂率大时会降低粘度、增加沉淀、磨损钻具，停钻时易造成埋钻、卡钻事故。

2）成孔质量控制

钻孔应一次成孔，不得中途停顿，在钻进过程中一旦出现事故应立即采取相应措施进行处理。

（1）在透水性强或有地下水流动的地层中会出现钻孔漏浆，为防止漏浆可加稠泥浆，或倒入粘土慢速转动，或回填土掺片、卵石，反复冲击增强护壁。

（2）钻进中遇到较大孤石、探头石、倾斜岩层和粒径悬殊的砂卵石层时，钻头所受阻力不均会出现弯孔，影响钢筋笼的吊装和桩的质量，此时应回填粘土、砂卵石至弯孔以上1.0m，在弯孔以上1.0～1.5m内回填片石，待沉积后用低冲程纠偏，不宜用冲击钻头直接修孔，以免卡钻、坍孔。

（3）成孔时孔位中心偏差不得大于10cm，倾斜度不得大于1%孔深。钻孔完成后在H/2、3H/4、H等处进行检测。

3）严格控制清孔质量

（1）清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要一环。通过清孔尽可能使沉渣全部清除，使混凝土与基岩接合完好，以提高桩底承载力。

（2）终孔后，将钻头提至距孔底的0.2-O.3m处，使之空转，然后将残存在孔底的钻渣吸出；必要时投入适量纯碱以提高泥浆比重和胶结能力，使沉渣排出孔外。

（3）当钢筋笼下沉固定后，再次复检孔深和沉渣厚度等。若沉渣超标，可用导管中附属的风管再次清孔，直至全部符合设计要求和工艺标准。

（4）清孔结束前，将泥浆比重调整到规定范围，以保证水下混凝土的顺利灌注，同时保证成桩质量。

4）灌注水下混凝土

清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。

2  钢筋笼制作质量和吊放

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。

3  砼灌注质量控制

1）切实保证砼的质量

（1）钻孔灌注桩要求砼有良好的和易性，以便在水中自行摊展。砼水灰比在0.45～0.55内为宜，坍落度宜在18～22cm内，必要时可加入减水剂，以提高拌合物的流动性。如YB-Ⅱ型减水剂，其掺量为水泥用量的0.4%，减水率一般大于12%，能使砼的坍落度从6～8cm增加到18～20cm，其效果十分明显。

（2）严格控制搅拌时间，每盘自装料到出料搅拌时间不应少于60s，一般来说以90s～120s为宜，以保证搅拌均匀。

（3）优先选用普通硅酸盐水泥，不宜选用矿渣水泥，砼的水泥用量不得少于300kg/m\\+3,初凝时间不少于2h。细骨料(多为天然砂)一般选择细度模数为2.4～3.0的中、粗砂，粗骨料宜选择5～40cm连续级配的碎石。首批灌注砼的石子用量可按配合比减半，这样可使孔底沉渣及附近土体与砼固结，提高桩端阻力，同时保证砼顶层流动性。

2）合理控制导管埋深

灌注水下砼前应认真测量孔深和导管长度，准确计算料斗、导管容量以及首批砼量，同时要严格控制导管悬空。首批砼的计算方法可参阅有关施工手册，但是不能忽略导管存料。导管悬空一般控制在20～40cm内，并根据孔径大小、孔深、导管粗细、料斗大小、沉淀多少和孔底而采用相应值。首批砼量应埋住导管不小于1.0m，在灌注砼过程中，导管埋入砼的深度一般宜控制在2～4m较好。在任何情况下均不得少于1m或大于6m，若少于1m则拔管时易发生拔漏事故，大于6m时则埋管会拔不出来。

灌注过程中应准确实测砼面的上升高度，随时与实灌砼量的理论上升高度验证，计算时应结合地质资料考虑必要的充盈量及扩孔、缩径等因素。为防止钢筋笼被砼顶托上升，当砼面接近和初进入钢筋笼时应保持较深埋管并徐徐灌入砼，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力。砼灌注高度应高出桩顶设计标高0.5～1.0m，以便清除浮浆、保证桩顶质量。

3）掌握砼初凝时间与灌注时间

水下砼灌注应一气呵成，不得中途停歇，尽量缩短灌注时间。《公路桥涵施工技术规范》第5.2.69条规定：首批灌注的砼初凝时间不得早于灌注桩全部砼灌注完成的时间；尽量在8h内灌注完毕，以防顶层砼失去流动性，提升导管困难，增加事故的可能性，要求灌注高度不小于10m/h，一经开灌，中途中断灌注皆不得超过30min。

4  结论

 钻孔灌注桩事故多因机械、钻孔、技术等因素而造成，各种原因归纳后认为人为的操作不当是造成事故的重要因素，为此在事故的预防中主要抓好管理工作。本文根据钻孔灌注桩设计和施工经验，分析了影响钻孔灌注桩施工质量的几种因素，并提出了相应的防范和处理措施，可以为类似工程提供借鉴。

参考文献：

［1］中国建筑科学研究院主编，钻芯法检测混凝土强度技术规程［M］CECS03:88，中国建筑出版社

［2］建筑桩基技术规范［M］（JGJ94－94），中国建筑出版社。

［3］现行建筑施工规范大全［M］.北京：中国建筑工业出版社。

作者简介：韩恒梅，女，（1973-），河南南阳人，1996年毕业于焦作工学院，现在平顶山工业职业技术学院任教。