浅谈钻孔灌注桩施工质量缺陷及防治

浅谈钻孔灌注桩施工质量缺陷及防治

左腾

中国建筑第八工程局有限公司西北分公司 陕西西安， 710000

摘要：钻孔灌注桩在大型建筑基础工程中已得到广泛应用。但由于钻孔灌注桩施工环节较多，技术要求高，工艺较为复杂，需要在较短的时间内快速完成水下混凝土灌注，无法直观地对质量进行控制，人为因素影响较大，灌注桩往往会在钻孔过程中或成桩后出现桩身混凝土离析松散、裂缝、夹泥、桩位位移或断桩等问题。本文从分析桩基病害的成因入手，介绍桩身质量病害的防治措施。

关键字：灌注桩、质量缺陷、成因、防治措施

1. 工程概况

西安咸阳国际机场三期扩建工程东航站楼施工及管理总承包一标段工程采用桩基承台基础形式，工程分区有中央C区及N1、N2、N3、NL指廊，概况如下：

2. 钻孔灌注桩的常见质量问题成因

钻孔灌注桩在施工过程中受工艺、地层等自然条件和工序安排、管理流程等条件的影响，经常会发生以下常见通病：

偏斜孔-钻孔垂直度不符合设计要求；

孔壁坍塌-钻孔深度范围孔壁不稳形成坍塌；

缩颈-钻孔深度范围内局部孔径小于正常钻孔孔径或桩径；

沉渣过多-桩底沉渣超出设计要求；

堵管-在混凝土浇筑过程中导管堵塞；

断桩-桩身混凝土明显断开分层。

3. 问题发生因素及防治措施

偏斜孔

偏孔斜孔的成因有：钻机未处于水平状态或施工场地未整平及压实，在钻进过程中发生不均匀沉降，从而引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔斜孔；或出现钻杆弯曲、接头松动也会导致钻头晃动范围较大导致偏斜孔。

在钻孔过程中若发现偏斜孔应在偏斜处加入片石或回填黏土反复冲击，使桩孔垂直。成孔后若因监控器放不到位而发现斜孔的，应回填至倾斜位置，冲击密实后重新成孔至设计标高。

预防措施：钻机就位前对施工场地进行平整压实，并把钻机调整至水平状态，安装钻机时使桩锤、桩位中心在一条铅垂线上，并每班校正；在倾斜的软、硬地层钻进时，应降低冲程，慢速钻进，保证成孔质量；检查钻机顶部的起重滑轮槽、钻杆的卡盘和护筒桩位的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止钻机位移或出现较大摆动，影响成孔质量。

孔壁坍塌

孔壁坍塌：钻孔过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡或者泥浆突然漏失，则表明有孔壁坍塌的现象。出现孔壁坍塌的原因有护筒底部及周围未夯填密实导致护筒底部漏水；钻孔速度较快、泥浆护壁形成较慢，导致孔壁漏水而坍塌；泥浆稠度小，护壁效果差出现漏水；钻进时未连续作业，中途停钻时间较长，孔内水头未能保持一定高度，导致水头对孔壁的压力减小；施工操作不当，提升钻头或吊放钢筋笼时未处于垂直状态、摆动碰撞导致孔壁坍塌；钻孔附近有大型设备或临时通行便道，车辆通行时产生振动；清孔后未及时浇筑混凝土，放置时间过长。

若发生轻微塌孔，立即增大化学泥浆粘度，并采用刷孔来保持孔径。塌孔不深时，改用深埋护筒，护筒周围夯实，重新开钻。

主要防止措施：在松散易坍塌的土层适当埋深护筒，夯实护筒底部及四周；供水时不直接将水管冲射孔壁，孔口位置不得聚集地表水；使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位；钻孔时要连续作业，无特殊情况中途不得停钻；吊运钢筋笼时，应防止变形，安放时对准孔间，垂直沉放；在钻孔附近不设置临时便道，禁止大型设备作业或经过；成孔后，待灌时间一般不应大于3小时，并控制混凝土的灌注时间及连续性，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。

缩颈

发生缩颈的因素有：钻孔放置时间过长，由于一些客观因素的影响，钻机成孔后不能及时的进行砼灌注，泥浆自重压力无法支撑砂层收缩及溃流带来的压力，最终导致钻孔缩颈；操作因素，拔管过快是产生缩颈的重要原因；相邻桩孔之间相互扰动，钻孔灌注桩是先成孔，依靠泥浆护壁，然后在孔内成桩，周围土移向桩身，土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低时，容易产生挤压塌孔；护壁泥浆性能差也容易塌孔形成缩颈。

防治措施：应提前做好灌注混凝土的准备，减少混凝土灌注的准备工作而占用过多时间，如成孔前在场地允许的情况下将吊车钢筋笼及导管准备就位缩短桩孔搁置时间；对于放置时间较长未及时浇灌的孔位进行灌注前回钻；此外还应注意施工顺序，应间隔成孔，避免孔位间隔太近而导致的缩颈现象；适当加大泥浆比重，以增加泥浆对孔壁的支撑力。

沉渣过多

沉渣过多：造成桩底沉渣过多的原因有以下几点：由于清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足难以将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落孔底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。

防治措施：成孔完成后及时清孔，将孔内沉渣清除干净；验孔放入钢筋笼后及时二次清孔，清理钢筋笼吊装过程产生的沉渣；置换孔内浆体，改善孔内浆体的性能，确保在灌浆过程中孔底不会产生或产生尽可能少的沉渣。

堵管

堵管：堵管现象主要分为两种，一种是气堵，当混凝土满管下落时，导管内混凝土（或泥浆）面至导管口的空气被压缩，当导管外泥浆压力和混凝土压力处于平衡状态时就出现气堵现象，另外一种堵管现象为物堵，混凝土施工性能不好，石子较多，或混凝土原材料内有杂物等，在混凝土垂直下落时，石子或杂物在导管内形成拱塞，导致堵管。

解决气堵现象的措施有：首批混凝土灌注时，在泥浆面以上的导管中间要开孔排气，当首批混凝土满管下落时，空气能从孔口排掉，就不会形成堵管。物堵现象的控制为：混凝土自由落至孔底时速度较大，易形成拱塞，要求混凝土有较好的流动性、不离析性能和丰富的胶凝材料，同时加强现场物资管理，使混凝土原材料中不含有任何杂物，并在灌注现场层层把关。确保混凝土灌注顺利。

断桩

断桩：灌注时间长，表面混凝土流动性差，是导管埋置深度不够，继续灌注的混凝土冲破表面层而上升，将混有泥浆的表层覆盖、包裹，从而造成桩身夹泥甚至断桩；灌注途中，混凝土卡管或严重漏水，需拔出导管才能处理，形成了泥浆隔层，也将形成断桩；灌注过程中孔壁发生坍塌。

防治措施为：对导管埋深进行记录，同时用搅拌站灌注方量校核测深锤测得混凝土面标高，始终保持导管埋深在4米以上，同时对导管每次做检查，导管的内壁应光滑，无局部凹陷，各节内径大小一致，舍弃使用时间长或壁厚较薄的导管，确保导管有一定的强度避免破裂。另外混凝土供应不及时也是导致出现断桩的原因之一，混凝土连续灌注是不出现断桩的必要条件，应保证混凝土的供料。

4. 结束语

钻孔灌注桩有许多优点，但施工工序复杂，质量控制点多，成桩质量受到多种因素的影响和制约，严重时会导致出现各种质量缺陷，从而降低桩身承载力。因此为了确保成桩质量和桩基工程的安全，必须对钻孔灌注桩的施工全过程进行严格的质量控制和检测，发现问题及时采取补救措施。

紧凑安排施工工序：成孔、钢筋笼加工和吊放、二次清孔、混凝土灌注，减少孔洞搁置时间。

做好防治措施：综合考虑场地条件、地质条件、混凝土运输条件、混凝土浇筑过程等可能出现问题的工序、部位做好防治措施。

严格把控主要参数：钢筋笼加工尺寸、成孔尺寸及垂直度、清孔指标、混凝土指标及灌注措施、泥浆指标。

参考文献

[1] 罗梅芳,宁忠东.钻孔灌注桩施工质量控制要点[J].长江科学院院报,2008,25(5):162-165+170.

[2] 张妮,钻孔灌注桩基施工中存在的问题及处理措施分析[J].大科技,2016,(30):169.