浅谈钻孔灌注桩施工质量的控制与事故预防

吴建伟胡陆益

[提要]：钻孔灌注桩作为一种重要的基础形式，常用于楼层高，动荷载大、承载力高的建筑物中，它具有低噪音、小震动、无挤土，对周围邻近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层适应不同规模建筑物等优点。本文就钻孔灌注桩施工工序及常见事故的原因分析和预防措施进行分析，提出了保证钻孔灌注桩施工质量的措施。

[关键词]：钻孔灌注桩；质量控制；事故预防

U443.15+4

1、钻孔灌注桩的分类

按桩径大小分，可分为：小桩、中桩和大桩。

按成桩工艺，可分为：干作业法钻孔灌注桩、泥浆护壁法钻孔灌注桩和套管护壁法钻孔灌注桩。

2、钻孔灌注桩施工工序

泥浆护壁施工法的过程是：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。

2.1、成孔工序

钻孔灌注桩施工中应特别注意孔深与沉碴的控制，尤其对于端承桩，终孔时要测验一次孔深，灌注砼前测一次孔深，以确定孔底沉碴厚度，不能只在灌砼前测一次孔深，以设计孔深来确定孔底沉碴厚度。孔深一般用测绳测量，应注意测绳的遇水收缩问题，使用前要先在水中浸泡一段时间，然后用钢尺校正后使用，终孔时最好测量钻杆长度确定孔深，并和测绳测量孔深对比，测孔深测绳要专用，使用中还应不时用钢尺校正，以确保孔底沉碴厚度不超标。

2.2、制作钢筋笼

对于分段制做的钢筋笼，连接时相邻的主筋接头应互相错开，错开距离大于500mm，保证同一截面内接头数不大于主筋根数的50%，吊放入孔时，两段笼的连接应垂直，特别是一段笼吊着在孔口和已入孔的另一段笼焊接，要用吊锤测量垂直度。水下灌注砼，主筋的砼保护层厚度一般为50mm，保护层允许偏差为±20mm。施工中用水泥和砂子制成轮形保护块，直径100mm，厚度70mm，中间穿上钢筋焊在两根主筋外侧，数量视笼径、笼长以及分段情况而定，使钢筋笼吊放入孔时比较顺利且不易挤入孔壁，使用效果相当不错，还避免了材料浪费。

2.3、水下灌注砼

（1）导管底部至孔底距离

导管底部至孔底距离宜为300—500mm，桩直径小于600mm时，可适当加大导管底部至孔底距离，对于小直径桩片面加大导管底部至孔底距离，这样做很容易造成埋浆或桩身底部硷质量低劣，其实用性导管底部至孔底距离小一些好，以隔水塞能顺利出来为宜，不宜过大。

（2）清孔换桨

在水下灌注砼前，要进行二次清孔换浆，清孔时，不仅要上下活动导管，要前后左右来回活动导管，把孔底四周都清除干净，不要只清除孔底中心部。浇注砼前，要注意泥浆的手感，手感不好，说明泥浆不合要求，即使沉碴达标，也要继续清孔换浆。

（3）导管的提拉

灌注时控制好砼搅拌质量，连续灌注，尽量缩短灌注时间，导管一定不能提拉速度快、幅度过大，灌注至桩顶部，慢起慢落数次后，再慢慢提出砼面，以避免发生桩顶部中心砼质量低劣的空心现象。

3、钻孔灌注桩常见事故的分析及预防措施

钻孔灌注桩常见事故有：（1）塌孔或缩孔；（2）桩位偏移；（3）堵管或埋管；（4）钢筋骨架上浮；（5）断桩等。

3.1、孔壁坍塌

原因分析：（1）、由于钻进速度过快或泥浆性能不好，孔壁来不及形成泥膜或泥膜太薄；（2）、孔内泥浆侧向压力抵消不了外界对孔的侧向压力；（3）、孔内遇有流砂层或泉涌现象；（4）、不放钢筋骨架时触撞了孔壁；（5）、在混凝土灌注过程中由于混凝土冲击力过大，造成坍孔，桩基混凝土形成夹层。

预防措施：钻孔桩在钻进过程中，可用膨润土悬浮泥浆或合格的粘土悬浮泥浆作为钻孔泥浆，泥浆浓度尽量调制大一些，在钻孔时泥浆比重应大于1.20以上，并且钻进速度不能太快，钻孔泥浆始终高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m。

当遇到易塌地层，应优先选用冲击锥或正循环成孔方法，对于孔内遇到流砂层或泉涌现象，钻孔进尺速度应掌握在每小时不超过0.5m，此时可往泥浆中掺入一定量的水泥以增加护壁效果，当采取以上措施仍出现塌孔或造成大量泥浆流失，此时应迅速将钻机撤出，用粘土掺一定数量的砾石将孔回填，自然沉降2～3天后，用冲击锥重新冲击成孔。

3.2、桩发生偏位

原因分析：（1）、开钻前，孔位没有进行二次校核；（2）、钻架不稳固，发生位移；（3）、对中参考点位置已变化；（4）、钻进过程中对中检查频率不够。

预防措施：由于在埋设护筒过程中可能对已放桩位产生扰动，此时必须用仪器认真进行校核，认为无误后钻机再用重球仔细对中，不断调整钻机位置，使得钻机对中平而偏差不超过10mm，然后将钻机固定牢稳。开钻前检查对中情况，把桩位中心点通过拉十字线引到护筒上，用红油漆表明十字线位置，另外还要把中心点用同样方法引到护筒周围的四个护桩上，护桩必须用混凝土固定牢稳，离护筒的距离必须大于1.5m且护桩位置选择应该便于拉十字线对中，不管在钻进过程中对中还是安装钢筋骨架对中，护桩十字线与护筒十字线须对照相互校核。

3.3、钢筋笼上浮

原因分析：（1）、钢筋骨架顶端附加的纵向固定筋固定不牢。（2）、由于清孔不彻底，泥浆比重过大或沉淀层过厚，致使灌注时对骨架向上的推力增大。（3）、灌注速度过快。（4）、拆除导管时，导管挂住了钢筋骨架。

预防措施：附加纵向钢筋顶端作成弯钩状焊接在横担钢管上，横担钢管直接焊接在护筒上，另外钢管与护筒联接处再增加八字筋将钢管牢牢固定。施工人员对清孔后泥浆指标检查时，要严格控制泥浆比重和粘度，使其满足规范要求，混凝土灌注前必须量测沉淀层厚度，若不符合要求，应采取措施继续清孔。混凝土灌注时，导管应居中放置，拆卸导管时，导管不能左右晃动。当孔内混凝土上面没有接触到钢筋骨架时，灌注速度可以快一些，当混凝土面进入钢筋骨架0～4m时，灌注速度要慢一些，当混凝土上面进入钢筋骨架超过4m以上，且导管下口高出钢筋骨架底端2m时，灌注速度可以快一些。

3.4、混凝土堵管

原因分析：（1）、首批混凝土下落时，由于导管底口距沉淀层太近或导管底口插入沉淀层中。（2）、清孔不彻底，造成返浆不利，频繁发生混凝土堵管现象。（3）、由于导管埋置深度过大，造成导管底口外侧混凝土产生的压力大于导管内侧混凝土产生的压力，产生堵管。（4）、由于操作人员不注意，使用了离析、泌水的混凝土，结果不合格的混凝土在孔内聚集成“锅盖”状紧紧包裹在导管外侧周围，直接影响新鲜混凝土往上返动。（5）、导管漏水，混凝土下落时被水冲洗，混凝土失去流动性，石子堆集致使堵管。（6）、混凝土残渣引起的堵管。

预防措施：首批混凝土灌注时，导管底部至沉淀层表面应有25～40cm的空间，清孔后的泥浆比重在1.03～1.10之间,粘度17～20Pa•s，含砂率不大于2%。在整个灌注时间内，导管出料口伸入先前灌注的混凝土至少2m，且不得大于6m，当混凝土加有缓凝剂时，埋置深度最大不超过8m，灌注时，应确保混凝土质量。管使用前一定要做好密封试验，但灌注每个孔时，操作人员仍要认真逐节安装，坚决杜绝导管漏水。每次浇筑完毕后，应将拌和机、运输车、漏斗、导管及时清洗干净。

3.5、断桩

原因分析：（1）、吊车起吊吨位低或导管埋置深度过多，造成导管不能被提升；（2）、导管埋置深度过少，造成泥浆及水冲入导管内；（3）、导管发生严重混凝土堵管，造成灌注中断；（4）、导管漏水，造成灌注中断；（5）、严重塌孔、电力、机械故障、暴雨、洪水袭击等突发性事件造成灌注被迫停工中断。

预防措施：关于导管埋置深度、混凝土堵管、导管漏水、塌孔等问题如前面所述。选择导管起吊设备时，要充分考虑不利因素，一是吊车性能要良好，二是起吊吨位尽量大一些，根据经验最好使用25t吊车，值得一提的是，当运输混凝土间隔时间稍长，导管又不适拆卸时，此时吊车应小范围不断活动一下导管。

钻孔灌注桩施工应尽量避开雨季和汛期，监理人员可根据天气预报情况，随时调整施工进度，使混凝土灌注工作最好安排在晴天和白天进行。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。