钻孔灌注桩的施工质量控制及常见事故处理

　　由于钻孔灌注桩具有施工简单、易操作、速度快、抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点，目前在国内公路桥梁基础工程领域中已占据了重要地位。但灌注桩地下施工不可预计因素多，工程质量较难控制，桩基施工既有机械操作，又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，工序种类繁多，技术含量高、影响因素多，水下混凝土施工要求严格，稍有不慎，就可能出现坍孔、扩孔、孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等造成质量事故。

　　钻孔灌注桩的施工工艺为：场地平整、孔位测定、护筒埋设、钻机就位、开钻成孔、提钻、第一次清孔、检孔、钢筋笼吊放、下导管、第二次清孔、水下混凝土灌注、提拔导管、成桩。下面我介绍施工阶段的质量控制要点：

　　一、钻孔、成孔质量控制：

　　钻孔必须在孔位、孔径、孔型、孔深等方面都能满足设计要求，因此在钻孔中必须采取有效措施，尽量减少事故发生，尤其特别要注意保证钻进的垂直度。首先应根据孔径和孔位所在的地质情况，选用钻机型号和性能，选择合适的钻锥。在钻孔过程中，应采取减压钻进，以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象。在成孔时应尽量避免孔底沉渣过多、孔壁坍塌、扩径和缩径等不良现象来影响桩基承载能力。

　　1、孔底沉渣控制：

　　孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，按规定，水下砼灌注摩擦桩桩底沉渣厚度应≤0.5D，但在实际施工过程中，常有桩底沉渣不能满足要求的现象发生，主要原因是泥浆性能不符合要求。实际施工时，应根据当地的地下水位高低和地层稳定情况来确定泥浆的比重和粘度。若泥浆设置过稀，则携渣能力不够;若泥浆设置过稠，则孔壁会形成一层厚厚的泥皮，降低了摩擦桩的承载力。第一次清孔时必须不断补充新鲜泥浆，将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来;二次清孔时宜用泵吸及循环清孔。钻孔结束后，应对终孔进行验收，须严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性，杜绝以超深来抵消孔底淤积。

　　2、孔壁坍塌控制

　　出现未知的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下放钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等，都能产生孔壁坍塌、堆钻、卡钻事故。为解决和避免此类现象：首先，必须熟悉工程地质报告，对钻孔的地质情况做到心中有底。其次，按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好;钢筋笼焊接牢固、成笼圆直，下放时必须保持顺直，防止偏斜。再次，出现特殊地层时采用优质泥浆护壁，或用正循环钻进、反循环排渣来抑制不稳定段地层的坍塌。最后，在不稳定的地层中，不要过早换浆，可在下完钢筋笼后第二次清孔时替换高比重的泥浆，并及时灌注混凝土，减少沉渣时间，确保桩身质量。

　　3、扩径和缩径控制

　　扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的。扩孔一般是钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的;缩径是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。扩径会增加砼灌注量，缩径会减小桩的承载能力，故必须采取有力措施加以控制。为避免扩径现象：首先，应先检查钻机是否固定、平稳，采用减压钻进，防止钻头摆动或偏位，成孔过程中要徐徐钻进，以利形成良好的孔壁。其次，要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位，确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力。为解决缩径现象，工作人员应及时详细了解地质资料，判别是否有遇水膨胀等不良土层。如有应采用失水率小于3~5ml/30min的优质泥浆进行护壁，经常校正钻头直径，确保钻头直径比成孔直径小于20~25mm。

　　在钻孔过程中常见的质量事故有：坍孔、钻孔偏斜、扩孔与缩孔、掉钻落物、糊钻以及形成梅花钻、卡钻、钻杆折断等。在施工中，如发生以上事故，应及时处理：

　　坍孔：应认真分析原因和查明位置，然后进行处理。坍孔不严重时，可回填至坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能，加高水头、埋设护筒等措施，继续钻进。坍孔严重时，应全部用砂或砾石夹黏土回填，暂停一段时间后，查明原因，重新开钻。

　　孔身偏斜、弯曲：可在偏斜处掉吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填黏土到偏斜处，待沉积密实后重新钻进。

　　扩孔、缩孔：对已发生的缩孔，应在该处用钻锥上下反复扫孔，以扩大孔径。

　　梅花钻：可采用片石或卵石与黏土的混合物回填钻孔，重新钻进。

　　糊钻、埋钻：遇到坍方或其他原因造成埋钻时，应使用空气吸泥机吸出埋钻的泥砂，提出钻锥。

　　卡钻：卡钻后不宜强提，只宜轻提，轻提不动时，可用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后在提出。

　　二、混凝土灌注质量控制

　　1、原材料控制

　　在工程中所采用的原材料质量必须进行严格控制，特别是黄砂要过筛去除各种杂质，细度模数符合规范要求;碎石干净，级配符合设计要求;水泥要正规厂家生产，三证俱全。待黄砂、碎石、水泥符合试验要求后方可使用，拌制时须严格按试验单中配合比配制。

　　2、坍落度控制

　　混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能，它可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性，一般控制在18~20cm的范围内。根据经验，除首批混凝土数量满足埋深要求外，可适当增加一点水泥量及含砂量，以保证其和易性和流动性，使以后浇入的混凝土容易顶升;若首批混凝土的初凝时间早于灌注全部砼所需的时间，则首批混凝土中还得掺入缓凝剂，以保障质量。

　　3、导管埋深控制

　　导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩的质量，必须予以严格控制.，提升时须符合以下原则：①每次卸掉的导管长度应和浇入的混凝土上升高度相对应;②必须保证导管埋深在2~6m范围内。这就要求我们每次下料后，都应准确测定混凝土面的上升高度，计算导管埋深，从而确定导管拆卸的节数并作好拆卸记录，防止导管拔出砼面而成断柱。4、钢筋笼上浮控制

　　在混凝土浇至钢筋笼位置时，应放慢混凝土浇筑速度，使导管有较大的埋深，待混凝土表面进入钢筋骨架一定深度后，再提升导管口控制在最小埋深，使导管口高于钢筋笼底骨架一定距离继续灌注，防止钢筋笼被顶托上升。

　　5、桩顶质量控制

　　《规范》规定桩顶标高应预加0.5~1.0m，需开挖基坑后凿除质量不高的一部分桩头，进而保证桩顶设计标高和桩身砼质量。在灌注桩施工中，要想保证桩头的质量，必须控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值。

　　在混凝土灌注过程中的事故处理：

　　卡管处理：混凝土和易性、流动性差造成离析;导管进水造成砼离析;各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在管中停留时间过长等均会导致卡管。要解决卡管现象主要有以下几种方法：卡管位置在地面下不远，可采用ф25以上的钢筋直径冲捣;锤击导管法兰，吊绳上下拌动等兼可疏通。

　　导管进水处理：导管进水一般是首灌砼量不足或导管口提升过高以至无埋深或误测导致导管提升至砼面外。其处理办法是：由于首灌不足进水，用导管作为吸管，用空管吸泥的方法将孔内混凝土吸出，重新灌注;由于导管口提升过高进水，若表面砼没初凝，可将导管重新插入砼中，用泥浆泵抽出管内的泥浆，重新浇灌砼;若表面砼已超过初凝时间，则作为废桩;若导管已离桩顶不远时，可在以后基础开挖中埋入护筒，清除沉渣及软弱砼层，安装同样直径的模板，浇筑砼至设计标高。

　　参考文献：《建筑施工》同济大学出版赵志缙应惠清主编

　　《桩基工程检测手册》人民交通出版社罗骐先主编

　　《桥梁施工及组织管理》人民交通出版社黄绳武主编

　　《建筑科技与管理》2009年第2期陈国灿主编