基于钻孔灌注桩各类常见质量问题分析及防治探究

基于钻孔灌注桩各类常见质量问题分析及防治探究

【摘要】本文结合笔者多年的工作实践，对钻孔灌注桩各类质量问题的危害表现及质量问题成因分别进行了分析，并提出了各类事故的防治措施，以供有关单位参考。

【关健词】钻孔灌注桩；危害表现；成因分析；防治措施 1 钻孔灌注桩各类质量问题的危害表现

各类质量问题的出现都对钻孔灌注桩产生一定的危害和影响，具体表现见表1。

2 各类常见质量问题原因分析 2.1勘测类

2.1.1孔径偏差。孔径偏差原因主要是由于工作人员疏忽用错其它规格的钻头，或因钻头长时间使用导致磨损后直径变小。

2.1.2孔口高程误差。孔口高程的误差主要由以下原因造成：一是由于勘探完成后场地进行了二次回填，复核计算孔口高程时粗心大意引起。二是由于施工场地在钻孔过程中泥浆、沙石等废渣不断堆积，导致地面标高不断提升而造成的误差。

2.1.3钻孔位偏位或垂直度偏差。导致出现钻孔位偏移或垂直度偏差的原因主要有：①场地高低不平整，钻机基础不牢固或钻机零部件松动，钻杆不垂直变形、钻杆接头扭曲等：②场地地基承载力不足，桩机在钻孔过程中挪动：③钻孔时碰到较坚硬的弧形面或孤石未处理：④钻机在复杂地层中受阻力不均匀导致偏孔。

2.1.4桩端持力层判断误差。桩端持力层判别准确与否是钻孔桩成败的关键，但由于现场技术人员对各类岩（土）性了解不深，持力层判断大多数依靠个人经验，持力层判断的准确性有待商榷。

2.1.5孔底沉渣厚度判断误差。按照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》，水下灌注桩孔底沉渣厚度要求端承桩100mm、磨擦桩≤300mm，但在现场实际施工过程中，仍有部分桩的孔底沉渣厚度满足不了规范要求。沉渣厚度达不到要求的原因主要是由于泥浆比重和清孔时间达不到要求。清孔时泥浆比重变小而未采取措施补充，导致泥浆携渣能力不足，孔底沉渣没有办法冲洗干净，同时施工人员未规避因清孔导致塌孔的风险，常常未达到清孔要求就开始灌注混凝土。

2.2塌孔类

2.2.1钻孔灌注桩所穿越的地层稳定性差，钻孔后的孔壁形成自由面，孔壁四周物体受力平衡受到破坏，孔壁周边薄弱的岩石、砂、土在压力和自重作用下，出现坍塌的现象。

2.2.2在上提、下落钻头或放钢筋笼时摩擦孔壁，使孔壁发生坍塌。

2.2.3护筒周边未采取措施填封严实导致渗水或护筒埋设高度不足，护筒周围导流渠设置不合理，清水不断冲刷孔壁，导致孔壁坍塌。

2.2.4采用泥浆钻进时，泥浆粘度较低：使用过程中泥浆性能变差，粘度失调：施工中停待时间过长，泥浆出现离析，导致泥浆柱的压力小于地层压力，出现孔壁垮塌。

2.2.5在沙层、淤泥层、松散的砂层中钻机进尺太快、转速过高或原地空转时间太长，导致该区域土层受力平衡破坏而塌孔。

2.3混凝土灌注类 2.3.1导管堵塞

（1）首次灌注时导管离孔底距离太小，上下颠管时导管底部插入沉渣中导致堵塞。

（2）混凝土级配或水灰比不正确、混凝土停待时间过长导致混凝土离析。 （3）混凝土中混夹较大石子，卡住导管。

（4）混凝土灌注停滞时间太长，导致已灌注混凝土出现凝结。 2.3.2断桩、缩径、夹渣、桩身空洞和气泡

（1）因各种原因（停水、停电、设备损坏、混凝土供应）造成混凝土灌注长时间停滞，混凝土凝结不连续造成断桩。

（2）首次灌注的混凝土数量偏少，未能有效将沉渣上翻至混凝土面，形成不良夹层而导致断桩。

（3）灌注时导管一次提升高度过大，超过孔内混凝土的上升面，导管埋入混凝土的深度不够，孔内浮浆、泥沙等渗入导管内与混凝土混合造成夹渣现象。

（4）混凝土灌注时由于泥浆比重变小或钢筋笼碰到孔壁，引起局部薄弱部位塌孔导致桩缩小。

（5）混凝土灌注时，由于采用导管颠管时不连续，颠管次数不足，导致水下混凝土振捣不密实，使桩身产生空洞和气泡。

2.3.3钢筋笼上浮和变形

（1）混凝土初凝和终凝时间短，导致孔内混凝土过早固结，当混凝土面上升至钢筋笼底时，混凝土固结块顶起钢筋笼。

（2）清孔时孔内泥浆悬浮的砂石粒多未及时清理，混凝土灌注过程中砂石粒回沉到混凝土面形成密实的砂石层，灌注时随孔内混凝土面逐渐升高，当砂石层上升到钢筋笼底部时便顶起钢筋笼。

（3）灌注至钢筋笼底部时混凝土下料过快形成突然的上涌力，造成钢筋笼上浮。

（4）钢筋笼焊接质量差、笼身过长、箍筋刚度不够、吊装钢筋笼受力点不当、桩孔倾斜、下孔受阻后强行压入等容易造成钢筋笼变形。

3 各类事故的防治措施 3.1勘测类事故防治措施

3.1.1在每根桩钻孔前，技术人员应检查验收钻头规格，并办理确认手续。 3.1.2校核原始水准点和各桩孔口的高程，每根桩开钻前复测一次桩位孔口高程。

3.1.3钻孔偏位和垂直度控制的主要技术措施有：压实、平整施工场地，保证场地有一定的承载力保证桩基不陷机或偏移：钻机安装时应检查钻杆的垂直度和连接情况，钻孔中定时检查，发现偏差立即调整：在复杂地层钻进，应适当降低钻进速度，特别是在软硬土层交界面或倾斜岩面更应低速钻进。发现钻孔偏斜超过可调整区间，应及时回填粘土，冲平后再低速低钻进。

3.1.4非岩石类持力层判断可根据地质勘察资料和现场取样进行综合判定。对于桩端持力层为岩层的桩，应结合地质勘察资料、钻杆的受力、抖动情况和孔口捞渣取样进行综合判定，实在无法判断可进行原位钻芯确认。

3.1.5对成孔质量进行验收时，要严格检查钻杆和钻头或测绳长度的准确性，杜绝以超钻深度来抵消孔底沉渣厚度。

3.2塌孔类事故防治措施

3.2.1钻孔施工开始前，应预先预埋好护筒，无水面施工时护筒顶端应高于地面0.3m，水上施工时护筒顶端应高出水面1.0～1.5m：同时设置好泥浆导流循环过滤系统，以避免泥浆无序的流淌对井口壁的冲刷破坏。过滤后捞起的泥浆（沙、石）不得堆放于孔口周边。3.2.2钻孔时，应采用泥浆护壁钻进，对于河砂、淤泥层，重点要控制好泥浆比重，一般在1.10～1.30较为适宜：对于杂填、乱石堆层、卵石层，应加大泥浆比重，并及时下入护壁管，以免孔壁坍塌扩散。

3.2.3钻孔施工过程中应尽量减少停歇时间，因意外情况需要停歇时，应每间隔一定时间（最好不超过5h）对钻孔中的泥浆进行循环，避免因泥浆离析沉淀而失去护壁作用，造成垮塌。

3.2.4钻孔时按正常钻进速度钻进、不要进尺太快或在一处钻进时间过长。 3.2.5在上提、下落钻头或放钢筋笼时应保证垂直，避免摩擦孔壁。 3.3混凝土灌注类事故防治措施

3.3.1混凝土的原材料需符合使用要求，粗细骨料级配要求合理：加强导管密封和连接性能的检查，密封胶垫不得嵌入管内：灌注时尽量减少混凝土在导管内的停滞时间，避免堵塞和卡管。

3.3.2提前做好混凝土供应计划，做好（停水、停电、设备损坏、交通、现场调度）等各种突发事件的应急预案，委派专人对混凝土进行坍落度、和易性等指标的检验，避免混凝土泌水离析。

3.3.3钢筋笼下端0.5～8.0m段做成锥形状以降低摩阻力，灌注混凝土至笼底时，应放慢灌注速度，操作中不要猛提导管或突然增加灌注量，避免混凝土形成的浪涌浮力使钢筋笼上浮。

3.3.4制作钢筋笼时，钢筋间距、钢筋笼直径与长度应符合图纸要求，特别是不要遗漏加劲箍，钢筋笼每节长度一般7～8m为宜，若钢筋笼长度超过lOm时，应分段绑扎焊接。钢筋笼起吊前应检查钢筋笼是否变形，吊入孔内钢筋笼应垂直，不得左右旋转摇晃，遇阻时不得强行放入，应查明并消除障碍后在放入。

3.3.5混凝土灌注前应做好各项准备工作，如材料、机械、人员安排、出现特殊情况的处理等等，力争初灌一次成功。初灌混凝土量应计算准确，保证混凝土埋管高度≥1.5m。灌注混凝土时，导管要求埋入孔内混凝土面以下1.5m，根据混凝土灌注量同步提升，采用导管振捣混凝土时，每次导管提升高度应控制在1.0m以内，不得超量提升，避免孔内泥浆掺入影响灌注质量。

3.3.6灌注混凝土时应充分振捣，控制好导管的提升量，避免漏振，并且采用导管回压的方法压实混凝土。

4 结语

引起钻孔灌注桩质量事故的原因较多，并且质量问题在每个环节都可能会出现。因此，在钻孔灌注桩开工前做好各类质量问题的分析，制定对应的防治措施是预防质量事故发生行之有效的手段，在实践工作中也具有重要的指导意义。