建筑施工中钻孔灌注桩的施工质量缺陷预防措施
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中图分类号： F253.3文献标识码：A 文章编号：
钻孔灌注桩是采用一定的钻孔方法，在地层中按施工要求形成一定形状(断面)的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土(有地下水时灌注水下混凝土)，成为桩基础的一种工艺。它具有承载力大、稳定性好、沉降量小、受施工水位或地下水位高低的影响较小等优点，在处理一些特殊地基中得到了广泛应用。但是因为混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土质量较难控制，有时会造成很多缺陷，给工程建设留下隐患。下面笔者就从钻孔灌注桩的施工工艺和施工质量缺陷预防措施等方面进剖析。
一、施工工艺分析
钻孔灌注桩的施过程是：平整场地泥浆制备埋设护筒铺设工作平台安装钻机并定位钻进成孔清孔并检查成孔质量下放钢筋笼灌注水下混凝土拔出护筒检查质量。在这一过程中钻孔和水下灌注混凝土是最为关键的环节。
首先在施工中必须严格按照操作要求进行，保证成孔质量。一是要注意开孔质量，使钻杆中心重合，对好中线及垂直度，并压好护筒。二是用冲击钻钻孔时，应待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已达到一定强度时，才能开钻。三是钻孔过程采用正循环回转钻进施工技术，在黏土层，适当少投泥土，靠钻进自行造浆，在砂土层则加大泥浆浓度固壁。钻进速度始终和泥浆排出量相适应。
四是孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力，护筒内水位始终高于水库水位，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和稠度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压。五是钻进过程随时留取渣样，每米不少于1组，在离设计标高1.0～1.5m范围内，每30cm留1组，每根桩渣样不少于3组。六是应及时清孔。通过清孔尽可能使沉渣全部清除，使混凝土与基岩接合完好，以提高桩底承载力。
其次在灌注混凝土时应注意以下几点：一是砼坍落度16～22cm、粗骨料粒径小于40mm。二是混凝土灌注在二次清孔结束后30分钟内立即进行。三是采用Φ250法兰式导管自流式灌注混凝土。导管联结要平直，密封可靠；导管下口距孔底30cm～50cm为宜。四是首盘浇筑：初灌量必须保证导管底部埋入混凝土中50cm以上，且连续灌注。五是正常灌注混凝土时，导管底部埋于砼中深度宜为2～6m之间。
六时一次拆卸导管不得超过6m，每次拆卸导管前均要测量砼面高度，计算出导管埋深，然后拆卸。不要盲目提升、拆卸导管，导管最小埋深2.0m。[1]
二、钻孔灌注桩的施工质量缺陷预防措施
1、坍孔的预防措施。坍孔是由于钻孔灌注桩成桩过程中桩壁四周土体不连续而产生切变，桩壁四周土体的粘聚力与内摩擦角等发生变化，受桩体周围土体竖向应力、侧向压力、地下压力等影响，达到临界状态，出现程度不一的孔壁坍塌等质量事故。在钻孔灌注桩的成孔施工中，钻孔速度如过快，则孔壁未形成有效泥浆膜，施工中易出现孔壁坍塌的质量事故。而对于淤泥质等非常软弱的土质，如果成孔速度过快，孔径很不规则。对于砂、砂砾等土层若成孔速度过快，会产生桩的径向摆动，而发生孔壁坍塌现象。所以预防措施为：应控制成孔速度，成孔速度应根据地质情况并参照施工规范选取。当然泥浆的密度及粘度对钻孔时排渣与护壁的控制也很重要，也应参照施工规范合理选择。另外，在成孔时，如果遇到砾石层等土层产生大量漏浆时，应考虑是否改用其他施工方法。 在施工中如发生坍孔事故， 则坍孔的桩孔应及时回填粘土等适宜材料，停置至少15d以上，当地层呈现稳定后才能再度施工 。
2、桩底沉渣过厚的预防措施。 桩底沉渣量过厚会影响桩基的承载力，载荷后会产生较大的沉降，所以必须通过清孔控制桩底沉渣厚度。施工中发生桩底沉渣过多的主要原因及处理措施如下： 清孔不干净或未进行二次清孔是桩底沉渣过多的主要原因。施工中应保证钻孔灌注桩 成孔后，钻头提高至距孔底10～20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间≥20min。当使用的泥浆密度过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合，所以在施工中应合理控制泥浆的密度、粘度等指标。钢筋笼吊放过程中，如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会碰撞孔壁，造成孔壁土坍落在孔底。因此，钢筋笼吊放时，应确保钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔 壁，从而减少沉渣。桩孔清孔后尽量缩短待灌时间，避免泥浆沉积而使桩底沉渣过厚。开始灌注混凝土时，管底部至孔底的距离宜为30～40mm，并应有足够的首批混凝土储备量，首批灌注混凝土可参考规范规定的计算式进行计算，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力冲挤孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的 。
3、护筒失效的预防措施。埋设护筒时，回填土夯实不够，埋设太浅，护筒脚漏水；护筒制作不良，接缝不密合或焊缝有砂眼等，造成接缝漏浆；由于护筒下方孔内大面积坍孔，致使地层发生变化，从而使钢护筒下沉并倾斜，失去护筒作用；由于地下障碍物或护筒内外压力差过大，使护筒局部变形、开裂、漏水，失去护筒作用。预防措施为：采用粘土加固护筒周围时，若漏水严重，应将护筒拔除，然后回填重新埋设；在顶入钢护筒时，尽量将钢护筒埋得深一些，增加其稳定性和抵抗局部冲刷的能力；如果护筒的下沉量较少，通过提高泥浆密度和粘度的方法，改善泥浆指标后，继 续钻孔；护筒变形处理可以根据其变形的部位进行灵活处理（氧割、千斤顶校正、套筒法等）。
4、孔斜的预防措施。 孔斜是指钻孔灌注桩成孔过程中孔位产生倾斜，倾斜度大于1%的桩孔。造成孔斜的原因为钻机安装时，支撑不好、地层软硬不均匀，操作时在易斜孔段不适当加压钻进、转速过高造成晃动等因素引起钻机整体偏斜，也可能钻头在钻孔过程中发生偏斜，结果导致孔斜。预防孔斜主要在成孔前预控与成孔过程中监控。在钻机就位和钻孔过程中随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好应对措施。在不均匀地层中钻孔时，钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要开慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻头。
5、缩颈、扩径的预防措施。 缩颈是钻孔灌注桩施工时比较多见的质量问题，主要由于桩周围土体在混凝土灌注过程中产生膨胀造成。特别是土层中有软塑土则易遇水膨胀，成桩后容易造成缩颈现象。预防的主要措施是加强对孔径的检测与控制，提高泥浆质量，严格控制泥浆的失水率、密度、粘度等各项性能指标。钻头直径应适当加大，在导正器上焊一定数量的合金刀片，在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。另外，减少成孔后空置时间也是非常有效的措施。局部扩径现象往往与坍孔是共生的，预防局部扩径现象的最好办法就是预防坍孔。
6、钢筋笼偏位及预防措施。 钢筋笼偏位主要包括钢筋笼上浮或下沉，钢筋笼中心线沿桩基中心线失偏等问题。防治措施为：钢筋笼安放初始位置应准确，并与孔口固定牢固。为防止钢筋笼下沉或上升，可采用固定等方法顶住钢筋笼上口。同时合理控制混凝土的灌注速度，防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋笼骨架底面1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底面4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底面2m以上，即可恢复正常灌注。
7、断桩的预防措施。 断桩是指混凝土凝固后桩体不连续，中间被浆液、气泡、泥块等疏松体充填的间断桩。断桩产生的原因主要有以下两个方面： 一方面，首批混凝土灌注时若导管底端距孔底过远，则混凝土被浆液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，混凝土产生离析，造成凝固后不密实坚硬，个别截面出现疏松、空洞的现象。另一方面，灌注过程中若发生埋管、卡管，使导管在混凝土中掩埋过长，混凝土已初凝或接近初凝，内阻力成倍增长，导管被卡死在混凝土内，也将造成断桩现象的产生。预防措施为：钻孔后必须认真清孔， 清孔时间应根据孔内沉渣情况而定。清孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。在灌注混凝土前，应认真进行孔径测量，准确算出全孔及首批混凝土灌注量。混凝土出拌合楼待灌时间或中途运输时间应合理控制，一旦开始浇注工序，灌注过程一定要连续、快速，准备灌注混凝土要足量，确保在混凝土初凝时间内连续浇注。同时应确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。为有效预防断桩的发生，施工中还必须做好原材料的检测与试验工作，严格按程序确定混凝土的配合比。
三、结语
钻孔灌注桩在建筑施工中应用的越来越广泛，我们只有加强施工管理，提前采取各种施工质量缺陷的预防措施，才能保证成桩质量，为整个工程建设大侠聊好的基础。
参考文献
[1]佟明文.灌注桩施工质量控制与事故预防[D].中国地质大学,2007.