钻孔灌注桩施工常见问题及对策

　　摘要：该文主要阐述钻孔灌注桩施工过程中常见问题分析及对策，并通过案例进行分析

　　关键词：施工建设 钻孔灌注桩 施工要点

　　Abstract: this paper mainly expounds the bored pile construction process common problem analysis and countermeasures, and through case analysis

　　Keywords: construction bored pile construction points

　　1、前言

　　桩基础是一种常见的深基础形式。当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基承载力不能满足设计使用要求时，宜采用桩基础。它的作用是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较大的土层上。

　　随着科学技术的发展，为了满足各种结构物的要求，适应各种不同地质条件和施工方法，在工程实践中出现了各种不同类型的桩基础。钻孔灌注桩即是其中比较常见的一种桩型。钻孔灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成桩。与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩或截桩。

　　钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失。这就要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能发生的一些问题进行分析后制定出施工方案和每根桩的施工记录及图片，以便有效地对桩基施工质量加以控制。

　　2、灌注桩施工过程中常见问题分析及对策

　　2.1、钻进中坍孔

　　在钻孔过程中，钻孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，表明已坍孔。坍孔将使钻孔无法正常进行，易造成掉钻、埋钻事故。这种情况在2009年松江拦路港桥桩施工中出现过。

　　2.1.1、造成坍孔主要有三方面的原因：

　　2.1.1.1、泥浆比重不够或泥浆性能指标不符合要求，在孔壁不能形成坚实泥皮;

　　2.1.1.2、在掏渣或清孔时未及时补充泥浆，或地层内出现承压水，或遇到强透水层

　　2.1.1.3、护筒埋置太浅或孔口附近地面受水浸泡变软，孔口坍塌造成护筒漏水形成坍孔。

　　2.1.2、预防措施：

　　2.1.2.1、在松散粉砂土或流砂中钻孔时，选用大比重、粘度稠的泥浆，并放慢钻进速度;

　　2.1.2.2、根据不同地质，调整泥浆比重，维持孔壁稳定;

　　2.1.2.3、清孔时专人负责补水，保证钻孔内水头高度;

　　2.1.2.4、采取隔孔施工程序。钻孔灌注桩成桩过程中，周围土移向桩身，土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始阶段，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适合的桩距和隔孔施工对坍孔也是一项稳妥的技术措施。

　　2.2、孔底沉渣超厚

　　清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清理干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。

　　2.2.1、预防孔底沉渣超厚的对策：

　　2.2.1.1、清孔应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和土层情况选用适应办法;

　　2.2.1.2、对于各种钻孔方法，采用抽浆清孔最彻底。

　　从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩质量的关键。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标采取粘度测定17～20min;含砂率≤6%;胶体率>90%，在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性粘土或膨胀土，拌制泥浆必须根据施工机具、工艺及穿越土层进行配合比设计。

　　灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直至孔口返浆比重持续<1.10～1.20，测得孔底沉渣厚度<50mm，即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击泛起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程质量。因此，必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注。

　　2.3、钢筋笼碰坍桩孔

　　吊放钢筋笼入孔时，碰撞到已钻好的孔壁发生孔壁坍塌。原因分析：

　　2.3.1、钻孔孔壁倾斜、出现缩孔等现象，由于钢筋笼入孔撞击而坍孔;2.3.2、吊放钢筋笼时，孔内水位未保持住坍孔;

　　2.3.3、吊放钢筋笼不仔细，撞击孔壁产生坍孔。

　　钢筋笼制作及下沉中预防坍孔对策：钢筋笼制作前首先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。在检查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，这是由于钢筋笼吊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的，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，应逐节检验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，应停止下放并寻找原因，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，则要复钻纠偏，并在重新检验成孔合格后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。

　　2.4、夹泥、断桩、堵管

　　先后两次灌注的混凝土层之间，夹有泥浆或钻渣层，如存在于部分截面，为夹泥;如属于整个截面有夹泥或混凝土有一层完全离析，基本无水泥浆粘结时为断桩。原因分析：

　　2.4.1、灌注水下混凝土时，混凝土的坍落度过小，集料级配不良，粗骨料颗粒过大，灌注前或灌注中混凝土发生离析;或导管进水等使桩身混凝土产生离析;

　　2.4.2、灌注中，发生导管堵塞或导管卡挂钢筋笼，埋导管，严重坍孔，而未及时处理;

　　2.4.3、清孔不彻底或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，而继续灌入的混凝土冲破顶层与泥浆相混。

　　预防措施：为防止发生断桩夹泥、堵管等现象，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。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，混凝土坍落度采用18cm～20cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋入深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m～4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m～10m时，应及时将坍落度调小至12cm～16cm，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，提升导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中必须每灌注2m3左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，规范规定桩身混凝土的充盈系数必须大于1。同时要认真进行记录，这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。

　　3、实例分析

　　2009年，南方某河道上游段支河桥4#桩灌注结束28d后，进行超声波检测，发现距离桩顶6.5m处，声波突然变化，产生波的折射和反射，接收到的透射波能量明显降低，后经专家再次声波探测，诊断为断桩。

　　出现断桩的原因很多，常见的原因有以下几种：(1)表层混凝土流动性差，导管埋深浅，不断灌注的混凝土冲破表层上升，将混有泥浆的表层压入混凝土中，致使桩身形成软弱的土层，造成夹泥断桩;(2)导管提升过猛，或导管进水;(3)坍孔。在灌注过程中突然发现水泥浆上升溢出护筒，应注意是否坍孔，此时必须进行分析与测量，找出原因，采取补救措施;(4)混凝土的质量。混凝土的质量不好将直接造成桩基混凝土的薄弱层，是混凝土离析的最不利因素。混凝土拌合物有多种成分组成，各种材料粒径不同，比重不一，如果没有选择好的适宜的级配，或运输不善，混凝土粗颗粒在流态混凝土拌合物中下沉而产生离析;非常干的混凝土或含砂量不足的混凝土在搬运过程中，也很容易产生离析。根据对整根桩的施工过程进行全面的分析，最后得出的结论是第四种情况的可能性最大。因为该桥距离混凝土搅拌站较远，坍落度损失较大，造成混凝土的离析，进而造成了断桩的发生。

　　4、结语

　　钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，因此要保证其施工质量，关键在于人即强调现场管理人员要有高度的责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视，精心施工。