钻孔灌注桩在施工中常见问题浅析

钻孔灌注桩在施工中常见问题浅析

摘要：桥梁的桩基础根据施工方法的不同可分为：沉入桩、钻孔桩、挖孔桩等，而钻孔桩则是桥梁桩基础中比较常见的一种施工方法。钻孔桩的施工在施工过程中受到牵制的因素比较多，容易产生断桩等施工通病。本文结合国电电力大连开发区热电厂专用线工程实践，浅析了钻孔桩钻孔过程及混凝土灌注过程中遇到的一些常见问题，分析了产生问题的原因，总结出了一些规律和防治措施，为今后的施工起到一些帮助。

关键词：钻孔灌注桩；水下混凝土混凝土灌注；造成原因；防治措施；处理方法。

一、钻孔过程出现的质量问题及处理措施

(一)护筒冒水

护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾伴和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。

造成原因：

埋设护筒的周围不密实、护筒水位差太大，水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。

钻头起落时碰撞钢护筒。

防治措施 ：

在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。

在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0m-1.5m的水头高度，保证孔内泥浆压力永远大于环境地下水向孔壁的渗透压力。

处理方法：

发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新定位后安装护筒。

（二）塌孔、溶洞或裂隙

钻进过程中，如发现排出的泥浆中出现细密的气泡、泥浆突然漏失、渣量显著增加而不见进尺、钻机负荷显著增加，则表示有孔壁坍陷、溶洞或裂隙的迹象。

造成原因

孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好。

钢护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位较低。

钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。

当遇到小溶洞或裂缝时，可能发生孔内泥浆均匀缓慢下降的现象。

地下水流量大，护壁及钢护筒不起作用，造成塌孔。

防治措施

在松散易坍的土层中，适当埋深护筒。

用粘土密实填封护筒四周，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。

处理方法

当遇到小溶洞或裂隙且发生孔内泥浆均匀缓慢下降的现象的时候，可采用在泥浆中加适量水泥，增大泥浆比重及其护壁效果。

当遇到大溶洞时，孔内泥浆急剧下降的情况，可采用粘土或碎石回填后重新钻孔。

当遇到地下水流量大、地下水位过高，护壁及钢护筒均不起作用时，可采用在本桩附近井点降水的方法，降低孔内地下水位至砼浇注完毕。

（三）糊钻和埋钻

粘性岩粉粘附在粗径钻具的外表面的现象。

造成原因

糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进。正反循环回旋钻进中，糊钻的表征是在细粒土层中钻时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。在粘土层中冲击成孔时，由于冲程太大，泥浆粘度过高，泥渣量大，钻杆内径过小，出浆口堵塞以致钻头被糊钻或者被埋住。

防治措施

对正反循环回旋钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度。

适当增大泵量和向孔内投入适量的砂石解决泥包糊钻，选取用刮板齿小，出浆口大的钻锤。

处理方法

1．若已严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。

（四）成孔偏斜

成孔壁桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。

造成原因

施工现场不平整，不坚实，地面软弱或软硬不均匀，在支架上钻孔时，支架的承载力不足，发生不均匀沉降，导致钻杆不垂直。

钻机部件磨损，接头松动，钻杆弯曲。

钻头晃动偏离轴线，扩孔较大。

防治措施

1. 先将场地夯实平整，轨道及枕木宜均匀着地，支架的承载力应满足要求，在发生不均匀沉降时，必须随时调整。

2. 钻机就位时，应使转盘，底座水平，使起重滑轮缘、钻杆的卡盘和护筒的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止位移，在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。

处理方法

1．钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，待沉积密实后再钻。

二、 水下混凝土灌注施工问题及处理措施

(一)卡管

水中灌注混凝土过程中，混凝土在导管中下不去的现象。

造成原因

初灌时，隔水栓堵管。

混凝土和易性、流动性较差造成离析，混凝土中粗骨料粒径过大。

各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而卡管；造成混凝土离析等。

防治措施

使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出；或采用隔水盖板或插板盖住导管顶部，封底时拉起盖板或抽时插板即可。

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。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应实验室确定，坍落度宜为18cm-22cm。为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土掺缓凝剂。

应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6 Mpa -1.0Mpa，以避免导管进水。

在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。

（二）钢筋笼上浮

造成原因

当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼底有1～3m左右的距离时，由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮.

由于混凝土灌注过程导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果此时导管底部未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。

防治措施

适当减少钢筋笼下端箍筋数量，可用减少混凝土向上的顶托力。

钢筋笼上端焊固在护筒上，可用承受部分顶托力，具有防止其上升的作用。

在孔底设置直径不小于主筋的1～2道加强环形筋，并以适当数的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部，实践证明对于克服钢筋笼上升是行之有效的。

加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进行钢筋笼时流动性变小，当混凝土上升到接近钢筋笼下端时，控制导管埋深在1.5cm-2.0m，应放慢浇筑速度，减小混凝土面上升的动能作用，以免钢筋笼顶被托而上浮。

处理方法

当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。

（三）埋管

造成原因

导管埋入混凝土过深，导管内外混凝土已初凝与混凝土间摩阻力过大。

提管过猛将导管拉断。

防治措施

严格控制导管埋深，一般在2-6m，建议控制在4.5m。

首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度。

导管接头螺栓事先应检查是否稳妥，提升导管时不可过猛。

处理方法

初时可用链滑车、千斤顶试拔，如仍拔不出，凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用泥浆机吸出混凝土表面泥渣。

派潜水工至混凝土面，在水下将导管齐混凝土面切断，拔出小护筒，重新向下导管灌注，此桩灌注完成后，上下断层间应予以补强。

三、结 语

钻孔灌注桩有很多优点，但是由于施工环节多，工艺复杂，成桩质量有可能受到多种因素的干扰，严重时会导致桩身承载力明显下降，甚至造成断桩等重大质量事故。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，发现问题及时补救。以上是钻孔灌注桩施工中常

遇到的问题及相应解决措施，对现场施工确保整体工程施工质量达到优良，有一定的参考价值。

四、参考文献

[1] 王伯惠、上官兴. 中国钻孔灌注桩新发展[M].北京：人民交通出版社，1999

[2] 赵明华．桥梁地基与基础[M]．北京：人民交通出版社，2008