剖析钻孔灌注桩问题产生原因与治理
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摘 要 ：灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，其具有适应性强、设备投人小等优点，但由于钻孔灌注桩属于地下隐蔽工程，钻孔施工时受许多条件的制约，影响灌注桩质量的因素是多方面的，本文简要介绍了在钻孔灌注桩施工中的常见问题、成因及控制措施。以供同行参考。
关键词：钻孔灌注桩 岩土工程 原因分析 对策
中图分类号：U443. 15
一、事故的原因分析与处理建议：
1.1桩孔偏斜
①地面不平或在钻井过程中井架产生振动，导致不均匀沉降，使钻机井架倾斜;②井架竖立不垂直;③地下土层土质发生巨大变化，尤其是遇到坚硬的障碍物时，钻头偏离原轴线;④扩孔偏大，导致钻头偏离方向。
治理对策:
①场地要平整夯实，在竖立井架时，将钻机底脚用方木或钢板垫平，使钻机顶端的起重机滑轮边缘同钻杆的卡孔和护筒中心在同一线上;②井架竖立要垂直，在井架偏斜处回填砂粒土，待沉积密实后再钻;③在钻进过程中遇到软硬土层交界处或砂疆层时，应该吊住钻杆，控制钻进速度，保持钻头低速平稳地钻进;④在钻进时遇到坚硬的大块障碍物时应予以打捞;⑤在偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，使孔校直。
1.2护筒脱落
产生原因:
由于护筒背后回填质量不好，受地面流的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。
治理对策：出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开，采取相应措施处理。由于地面流水引起,的可先排除流水，在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏，而后，重新安装护专(作好护筒背后填筑)恢复钻孔施工。
1.3卡钻
产生原因：
①“探头石”引起的卡钻，钻孔过程中，一侧突然出现大石块的一角，钻头周围受力不均匀，钻头被挤压。
②卡钻钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质清况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。
③由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象。
治理对策：
①可以适当往下放钻头，而后，强力快速往上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回，从而顺利提起钻头。
②因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻，优先采用水下爆破的方法进行处理。在整体岩层中此方法容易奏效，砂土地层中不宜采取此方法处理。
③应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。
1.4缩孔
产生原因:
孔壁回缩，在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是IL>1．0处于流塑性状态的土层中出现的特有现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。
②钻头尺寸不够，钻头与孔壁长时间摩擦，致使钻头直径变小。
治理对策：
①针对发生缩孔的原因，采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理；或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。
②钻孔过程检查钻头尺寸是否符合要求，因钻孔时会出现扩孔现象，一般钻头直径小于孔径lcm左右，施工后即可达到孔径要求，钻头如尺寸不够，可用小铁片在四周加焊，确保达到要求，再进行扫孔，最后用检孔器检测，直到其可在：孔内上下自如。
二、水下混凝土灌注中可能出现问题及对策
2.1封底失败
产生原因:
①首批混凝土数量过小。
②泥浆比重过大或清孔后间隔时间过长，孔底的沉碴厚度大。
治理对策：
地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净，重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注；地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注混凝土部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理单位检查合格后进行水下混凝土灌注。
2.2断桩
产生原因:
①灌注中提升导管失误。
②混凝土供应中断(下雨、停电、机械故障等)。
③导管漏水。
治理对策：
①断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一以下时，一般采取冲击钻清除已灌注部分，再实施原位恢复。
②断桩截面位置处于设计桩全长的三分之二以上且距离孔口深度不大于10m时，先进行钻孔壁加固，而后进行钻孔桩的接长比较经济。
③断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一与三分之二之间的，应对各种处理方法进行对比，选择经济、可行的处理方法。墩(台)桩布置有条件变更，桩布置改变造成的损失较小的，应积极与设计单位联系争取变更设计；桩布置无法改变但可以增加桩的，最好由设计单位提供增加桩方案，实施增加基桩；不具备以上两类情况的一般应及时采取冲击钻处理后原位恢复。
④桩长大于50m的桩出现的断桩情况，应对处理方案详细论证后着手，切勿盲目操作以免带来较大的损失。
2.3铡筋笼上浮
产生原因:
①钢筋笼的加固不可靠。
②灌注过程中操作因素。
治理对策：
①对于钢筋笼上浮在1倍直径以下的可以在采取有效防止上浮的措施后继续灌注。悬吊钢筋焊缝脱落的，应及时补焊；悬吊钢筋弯曲的情况应增加钢管支撑。
②钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，比照断桩进行处理。
三、灌注成桩后发现的质量缺陷的处理
3.1桩全深度小于设计值
产生原因:
①处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求。
②钻孔底部沉积的虚碴在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计、嵌入基岩深度小于设计。
治理对策：
①桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土灌注终孔时控制失误。基坑开挖后进行钻孔桩的接长。接长施．工前，先清理干净混凝土以上的浮碴和松散混凝土等，将顶面人工凿修平整。然后，在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。接长部分桩孔直径应大于设计钻孔桩直径40cm，深度从平整后混凝土面向下不小于接长部分桩孔直径的一倍。开挖后，将原灌注的混凝土表面清理干净，灌注混凝土至设计位置。接长部分混凝土的强度应比原设计提高一个等级，新旧混凝土的接合面必须作好混凝土的接茬处理。
②因钻孔桩底部沉积物未清理干净造成的桩全长小于设计现象处理的难度较大。一般可以在征得设计单位同意的前提下，采取钻孔桩底部压浆或者高压注浆处理。
3.2夹层
产生原因:
①混凝土在灌注过程不连续。
②孔壁局部坍塌。
治理对策：
①对于钻孔桩底部混凝土夹碴的情况，采取桩底部压浆或者高压注浆方法处理。
②桩体的少量夹层或不连续，用小型冲击钻钻一系列小直径的孔进行置换清理泥浆和杂物(钻孔直径60~75mm，桩中心一个孔，其余3～4个孔分布在以桩中心为圆心，直径为450mm左右的圆周上)。清理后，进行高压注浆处理。
③对于夹层较严重的，在钻孔桩中心处钻一个直径75mm孔探明缺陷范围。而后，以钻孔桩中心为圆心，采用冲击钻钻直径80~100cm的孔，而后人工入孔清理，清理结束后，灌注高强混凝土。
四、总结
实践证明，通过对以上常见问题原因深入分析，同时在制定详细的安全、质量、环保等措施，并经过严格的过程控制，加强施工过程动态管理，钻孔灌注桩施工过程中，水下混凝土灌注统一指挥、紧张而有序，对可能出现的问题制定切实有效的防范措施，尽最大努力杜绝事故的发生，将会取得了良好的效果效益。
参考文献：
《灌注柱设计施工手册》GB/T 18982-2009
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。