浅议钻孔灌注桩施工质量问题及控制措施

　　摘要：钻孔灌注桩是水利工程中应用较广泛的深基础形式，它容易出现质量问题，本文分析钻孔灌注桩施工过程中存在的质量问题以及相应的控制措施，旨在提高桩基的施工质量。
　　关键词：灌注桩质量问题控制措施
　　钻孔灌注桩因具有施工设备简单、操作方便、适应性强等优点，在水利工程施工中得到广泛应用。但由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面或水面以下进行，其施工过程中很容易出现质量问题，因而应事先分析钻孔灌注桩施工过程中可能发生的质量问题，进而采取必要的控制措施，确保成桩质量和基础工程安全。
　　1几种常见的质量问题形式
　　1.1塌孔、孔形歪斜
　　灌注桩施工过程中由于土壤的持力层发生变化、安装钻机或钻架基础不稳等原因，将会出现漏水、漏浆、空位不正等问题。容易导致孔壁坍塌、孔形歪斜的质量事故。如发现钻进过程中排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，钻孔进度明显减慢或钻机颤动加剧，则表明有孔壁塌陷、孔形歪斜的迹象。为避免出现以上质量问题，应采取以下控制措施：
　　（1）埋设护筒要稳固、准确。当墩台处于无水岸滩时，钻架处应平整夯实，清除杂物，挖填软土；场地有浅水时，用土或草袋填筑围堰；深水时用桩柱搭设支架，安装施工平台支撑钻机。施工时保持护筒垂直，平面位置偏差控制在50mm内，护筒顶标高应高出地下水位和施工最高水位1.5-2.0m。工作平台必须固定平稳，钻机安装就位时应详细测量，底座用枕木垫实塞紧，顶端用缆风绳固定平稳。
　　（2）钻孔时应密切注意是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比上层的地下水位高时，必须控制钻进速度，调整泥浆稠度，保持足够的泥水压力。在反循环钻孔法的成孔施工中，钻孔速度不宜过快，成孔速度应依地质情况参照规范选取。如钻孔速度过快，对于软弱地质，导致孔身不规则；对于砂、砂砾土层导致径向摆动，发生孔壁坍塌、孔形扭曲。
　　（3）钻孔泥浆的相对密度，一般地层以1.02-1.08左右为宜，易塌地层以1.20-1.45左右为宜。泥浆原料采用粘土土质，一般选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm且粘粒含量大于50％的粘质土制浆。土质不好时经过试验，可在泥浆中掺入纯碱、氢氧化钠或膨润土粉末，以提高泥浆的性能指标。另外，预备一些碎胶泥及时放入孔内达到及时造浆护壁的目的。
　　（4）钻孔过程中应加强对工作平台、钻机、桩位、成孔情况的检查。终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、斜度等进行检查，合格后方可进行后续工作。
　　（5）钻孔宜一气呵成，不宜中间停钻以免塌孔，若塌孔严重应立即回填重新钻孔，若中断成孔作业，应检查漏水、跑浆的情况。出现塌孔、斜孔的桩孔应及时回填，当地层呈现稳定状态后，应适当停置3－5天后再进行施工为宜。在钢筋笼沉放前，应检查孔深是否符合设计要求，吊放时应避免钢筋笼碰撞孔壁。保证钢筋笼外混凝土保护层厚度，随时校正钢筋笼的位置。待钢筋笼达到设计标高后，立即将骨架牢固定位于孔口工作平台上。
　　1.2桩底沉淀物过多
　　清孔的目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注混凝土的质量，提高桩基的承载力。发生桩底沉淀的原因及控制措施如下：
　　（1）桩底的沉淀泥浆过多是由于违犯操作规范，清孔不干净或未进行二次清孔造成的。灌注桩成孔后，钻头应高于孔底10-20cm，保持不停钻、不进尺，维持循环清孔时间不少于30分钟，直至达到清理泥浆要求。
　　（2）若使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足，桩底的沉淀难以浮起，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。
　　（3）钢筋笼吊放过程中，避免碰撞孔壁。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，使用方法是用空气吸泥机吸出含钻渣的泥浆。在清孔排渣时，必须注意保持孔内水位，防止塌孔。
　　（4）清孔后应立即浇注，否则易使泥浆沉积。开始灌注混凝土时，导管居中插入距孔底的距离宜为30-40cm，漏斗内应有足够的混凝土储备量，使落下的混凝土将导管内水全部压出，使导管下口一次埋入孔内混凝土面以下1.0－1.5m，并保证钻孔内水不能重新流入管内，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
　　1.3桩身扩颈、缩颈
　　扩颈是因桩周土体在桩体浇注过程中流失、塌孔导致孔身局部变粗造成的。缩颈是因桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀导致孔身局部变细造成的。针对这种情况，应采取以下控制措施：
　　（1）采用或制备优质泥浆，以提高泥浆的性能指标，及时造浆护壁。
　　（2）成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水流失及坍塌，亦不会引起膨胀。
　　（3）如因地质原因缩颈可在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。
　　1.4钢筋笼上浮
　　钻孔灌注桩成孔后，在浇筑混凝土时，有时钢筋笼会发生上浮，其原因及控制措施如下：
　　（1）套管变形，管壁凹凸不平，在拔出套管时，将钢筋笼带上来。下管前认真检查套管的直线度、曲线度，禁止使用不合格的套管。
　　（2）钢筋笼自身扭曲，箍筋变形散开，套管倾斜等，使得钢筋与套管壁相互附着，也会造成钢筋笼上浮。施工时应注意检查钢筋笼加工、组装各工序的质量，并防止钢筋笼在运输工程中由碰撞等因素引起的扭曲变形。在沉放笼时要正确就位，用钻架或立扒杆进行吊装，不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得重锤敲打钢筋笼的顶部。在浇筑混凝土之前，一定要将套管稍稍往上提，以确认钢筋笼是否存在上浮现象。
　　（3）当钢筋笼与套管壁之间的间隙太小，套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时，拔管会发生钢筋笼随管上浮现象。根据钢筋笼的内径选用适宜的套管，使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。
　　（4）当灌注混凝土顶接近钢筋笼底部时，钢筋笼被混凝土浮力拖顶上升。钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。降低混凝土灌注速度，使混凝土有必要的流动性和较好的和易性，当混凝土上升到钢筋笼底口4m以上时，提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2m以上时，再恢复正常灌注速度。
　　1.5导管进水
　　在混凝土浇注过程中，必须防止过量提升导管，否则使管内进水造成断桩夹泥等质量事故。解决导管进水问题可采取如下措施：
　　（1）如导管口出现漏水现象时，应立即提起导管进行检查处理后，再重新浇筑混凝土。
　　（2）随时记录孔内混凝土标高和导管入孔长度，以控制导管埋入孔内混凝土有适当深度，每次拔导管前都要用百米绳进行测量计算，并认真填写灌桩记录表。
　　（3）浇注过程中，应尽可能将导管底部深埋在混凝土中，深度易控制在2-6m。当发现导管上提过量时，应迅速将导管插到混凝土中，利用小口径的抽水设备，将导管中的水抽出，再续浇混凝土。
　　1.6断桩
　　在灌注桩浇注过程中由于操作不当，或地质以及其他原因，造成混凝土凝固后桩身不连续，中间被泥土或其他物质填充而形成断桩。造成断桩原因及控制措施如下：
　　（1）导管底端距孔底过远，混凝土灌入后桩基底部水灰比增大，造成混凝土不凝固，桩体与基底之间被不凝固的混凝土填充。为避免质量事故的发生，桩孔钻成后，必须认真清孔，冲孔后要及时灌注混凝土，导管居中插入距孔底的距离宜为30-40cm。
　　（2）在浇注混凝土时，由于导管提升和起拔过量，露出混凝土面，使导管进泥进水造成断桩夹泥现象。导管埋入混凝土部分过深，导致导管内混凝土压不出或导管被混凝土埋住无法提升，造成终止浇注而断桩。施工中应必须做到随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要测量准确。
　　（3）因天气、停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身断桩。浇筑工序必须连续作业，一气呵成，在浇注混凝土过程中应避免停电、停水，并做好防雨措施，确保在混凝土初凝时间内连续浇注，严格遵守操作规程，避免任何原因中断灌注。
　　（4）严格要求混凝土的配合比，混凝土拌和必须均匀，有良好的和易性和流动性，坍落度亦满足灌注要求。并且尽可能缩短运输距离，减小运输工具的颠簸，防止混凝土离析发生卡管事故。
　　（5）灌注混凝土必须从导管内灌入，要求灌注过程快速、连续，备料充足。灌注桩顶标高应比设计高出0.5m，此范围内的浮浆和混凝土应凿除，以确保桩顶混凝土的质量。灌桩完毕必须对桩基进行保护，防止人为伤桩，待混凝土达到一定强度，方可进行后续工作。
　　2结束语
　　本文分析了影响钻孔灌注桩施工中常见的塌孔、孔形歪斜、桩底沉淀物多、扩颈、缩颈、导管进水、钢筋笼上浮、断桩等质量问题，提出了相应的控制措施和方法。这些措施和方法，在聊城市水利危桥改造工程中得到了充分的应用，并取得了良好效果。
　　参考文献：
　　[1]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S],北京，人民交通出版社,2000,11
　　[2]陈宴松等．基础工程[M],北京，人民交通出版社,2002,8