探析钻孔灌注桩施工的质量问题及控制措施
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摘要：孔灌注桩施工的质量问题严重影响了桥梁桩基的质量，必须采取措施予以预防，本文分析了钻孔灌注桩施工质量问题的成因，并提出预防技术措施。
关键词：钻孔灌注桩；成孔；钢筋笼；混凝土
Abstract: hole filling pile construction quality problems seriously affect the quality of the bridge pile foundation, measures must be taken to be prevented, the paper analyzes the causes of the bored piles construction quality problems, and puts forward technical measures to prevent.
Key words: bored piles; Pore forming; Reinforcing cage; concrete
中图分类号：U443.15+4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
灌注桩系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，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型，由于具有对地质状况的适应性强、承载力高、施工方便等优点，已成为大中型桥梁基础的首选形式。然而由于施工技术问题，常常出现坍孔、扩孔、钢筋笼上浮、沉渣等成为质量问题，对于这些问题，施工者必须予以重视，并采取措施进行预防。
一、成孔问题
（一）塌孔
塌孔是一种最常见的事故，在钻孔过程中或在成孔后都有可能发生，究其原因如下：
泥浆稠度小，护壁效果差，出现漏水；或护筒埋置较浅，周围封堵不密实而出现漏水；或护筒底部土层厚度不足，护筒底部出现漏水，造成泥浆水头高度不足，对孔壁压力小。泥浆相对密度过小，水头对孔壁的压力较小。在松软的砂层中进尺过快，泥浆护壁形成较慢，孔壁渗水。钻进时中途停钻时间较长，孔内水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2.0m，降低了水头对孔壁的压力。提升钻头或掉放钢筋笼时碰撞孔壁。钻孔附近有大型设备或车辆振动。孔内水流失造成水头高度不够。清孔后未能及时灌注混凝土，放置时间过长。
塌孔的预防措施：
根据设计部门提供的地质勘探资料，对于不同的地质情况，选用适宜的泥浆比重，泥浆粘度和不同的钻进速度。如在砂层中，应选用较好的造浆材料，加大泥浆稠度提高泥浆粘度以加强护壁，并适当降低进尺速度。在陆地上埋置护筒时，底部应夯填密实，护筒周围也要回填密实。水中振动沉入护筒时，根据地质资料，将护筒穿过淤泥及透水层，护筒衔接严密不漏水。由于汛期或潮汐水位变化大时，采取升高护筒，增加水头保证水头压力相对稳定。钻孔无特殊原因应尽量连续作业。提升钻头或掉放钢筋笼尽量保持垂直，不要碰撞孔壁。钻孔时尽量避免大型设备作业或车辆通过。灌注工作不具备时暂时不要清孔，降低泥浆比重。
（二）缩颈
桩孔缩颈将导致桩的截面变小，桩基承载力降低，混凝土钢筋保护层变薄，钢筋，钢筋锈蚀严重。产生原因如下：钻进成孔时，地层在应力释放过程中发生缓慢变形，导致孔径变小而造成缩颈现象。钻头磨损过甚，焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩。
预防措施：
(1)加快成孔的速度，减少孔壁变形的时间，以便尽快浇筑混凝土达到混凝土侧压力抵消桩孔内土层释放的应力。
(2)在钻孔施工过程中，采用与孔径一致的探孔器，随时检查成孔的变化情况，如果发现异常，可使用钻机重新进行扫孔。
(3)钻孔完成后，经过检查没有缩颈质量问题可以立即安装钢筋笼，快速浇筑混凝土，缩短成孔与灌注的时间差，这样也能有效地减少孔径变形程度。
二、钢筋问题
（一）钢筋安装
钢筋下料切断尺寸不准，钢筋成型尺寸不准确、箍筋歪斜、外形误差超过质量标准允许值，竖向钢筋搭接长度不够，钢筋骨架外形尺寸不准，同截面钢筋接头数量超过规范规定等。钢筋搭接焊搭接长度不够，点焊咬肉，焊接后焊药皮清理不彻底，钢筋保护层高低控制不到位。
防治措施：
从钢筋加工开始，根据结构钢筋的所在部位和钢筋切断后的误差情况，确定调整或返工；对于I级钢筋只能进行一次重新调直和弯曲，其他级别钢筋不宜重新调直和反复弯曲；在钢筋骨架焊接完成后，在骨架上沿顺长方向用固定加工好的模具用石笔刻画印记。缠绕箍筋时，严格控制按标记缠绕。确保不大于2cm。主筋和内圈加强筋焊接完成后，要把焊药皮全部敲掉。如有漏敲现象，在下面绑扎的工人发现及时补敲，最后再钢筋笼成笼以后派专人敲打焊药皮。焊内加强圈的时，如有咬肉现象一定要宁可咬加强圈不咬主筋。绑扎时宜将多根钢筋端部对齐、固定，防止绑扎时，钢筋骨架晃动、偏离规定位置及骨架扭曲弯形；钢筋笼在倒运过后中出现主筋不直、螺旋箍筋松动等现；主筋保护层焊接不牢固现象，为了良好的避免应该在倒运钢筋笼子到施工现场后再进行焊主筋保护层。
（二）钢筋笼上浮
引起钢筋笼子上浮的几种可能原因：钻孔底部泥渣清理不符合要求，在浇注桩基水下混凝土时，混凝土将沉渣、泥块一起向上顶起，而泥块再混凝土的冲击作用下将钢筋笼子整体托起，造成钢筋笼子的上浮；浇注混凝土过快，现在很多钻孔灌注桩设计的钢筋笼子都是半笼，（笼子比桩身短几米或十几米）当混凝土面接触到钢筋笼子时，如果继续快速浇筑混凝土，则钢筋笼子在上泛的混凝土的冲击作用下整体上浮；混凝土的塌落度问题，混凝土在浇注的过程中没有很好的“泛浆”，和易性和流动性不好，先浇筑的混凝土已经快要凝固成整体，而将钢筋笼子整体托起，从而引起其上浮。
防止钢筋笼子上浮的方法：
防止桩底泥渣、泥块过多的方法是：在钻孔深度达到设计标高时，不要立即停止钻机转动，而是要空转一段时间，这期间泥浆坑内的泥浆与孔内的泥浆要不间断的循环。在施工半笼的桩基时，当浇筑的混凝土接触到钢筋时，要将浇注混凝土的速度适当放缓，待浇筑的混凝土高度高出钢筋笼子底面1~2米时，再加快混凝土的浇注速度。控制混凝土的塌落度与连续性浇筑。如施工现场搅拌的混凝土，要根据搅拌机的规格、型号，满足规定的搅拌时间要求，即搅拌的混凝土不能太“生”，塌落度也要满足桩基施工的要求；如果是商品混凝土，则要严格控制混凝土出厂时间过长。
三、水下砼灌注问题
（一）堵管
原因分析：开始灌注时堵管，开始灌注时堵管，指首盘混凝土灌注即堵管，其原因主要有隔水塞被卡住和漏斗底部 混合料产生离析，致混凝土无法下落两种情况。灌注过程中堵管，灌注过程中堵管，主要由于混凝土和易性太差、离析；石子粒径过大；有大的异物（如受潮水泥结块等）；埋管太深；导管直径太小；灌注时间太长或两盘混凝土间隔时间过长所致。
预防措施：
（1）开始灌注时的预防措施：钻孔桩灌注前对导管进行试探，检查导管的垂直度，并进行导管过球试验。首盘混凝土拌和应适当多掺加水泥和细骨料，确保首盘混凝土的和易性，另外在 灌注漏斗内洒水润湿，以利混凝土顺利下落。精确计算导管底口与孔底之间距离，控制在30～50cm为宜，太小容易堵管，太 大则无法保证初灌导管埋深。
（2）灌注过程中的预防措施：合理组织，加快混凝土灌注速度，同时确保混凝土连续灌注，不要因任何原因而间断灌注。合理安排混凝土到场时间，做好混凝土灌注前检查。确保灌注的混凝土无离析和泌水现象。宜掺加缓凝减水剂，改善混凝土的性能。混凝土坍落度宜控制在160mm~210mm。在灌注漏斗上设一10cm×10cm钢筋网垫，隔离混凝土中的大块异物，确保无大块物体进入导管中。灌注过程中勤量测,勤拆管，埋管深度宜控制在2m~6m之间，以免埋管太深造成堵管。 根据钻孔桩直径。宜选用内径25cm或30cm并且顺直、内壁光滑的导管，不宜选用内径过小的导管。
（二）断桩
混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。 造成断桩的原因如下：
由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体；由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象；浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。
断桩的防治措施：
成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。绑扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
结束语
钻孔灌注桩的施工大部分属隐蔽工程，其施工环节多，工艺复杂。由于施工管理的重视不够、技术不达标或施工人员操作失误，使得坍孔、扩孔、钢筋笼上浮、沉渣等成为常见的质量问题。因此，必须以系统工程的观点推行全面质量管理，明确工序质量标准，建立严格的施工管理和工序质量检查制度，保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。确保桥梁基础施工的顺利完成，以便减少过多的成本投入，为项目增加效益。
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