王卓茹

摘 要：随着我国基础设施建设的不断发展，灌注桩基础在房屋建筑、桥梁及水利等工程领域得到了广泛应用，灌注桩基础的施工技术水平也得到了长足的发展。常言道“万丈高楼平地起”，这充分体现出基础是工程建设中极其重要的一个环节，其施工质量的优劣直接影响总体工程质量。钻孔灌注桩是灌注桩基础中最常用一种形式，现就钻孔灌注桩施工质量相关问题与大家初探。

关键词：钻孔灌注桩；质量问题；预防措施

1 钻孔灌注桩简介

1.1 问世背景

20世纪初，因为工业的发展以及人口的增长，高层建筑不断增加，但是因为好多城市的地基条件比较差，不能直接承受由高层建筑所传来的压力，如果仍沿用当时通用的摩擦桩来建造高层建筑，必将产生很大的沉降。于是工程师们借鉴了掘井技术发明了人工挖孔灌注混凝土而形成的灌注桩。20世纪40年代初，随着大功率钻孔机具研制成功，钻机钻孔逐渐取代了人工挖孔，形成了钻孔灌注桩。

1.2 定义

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔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。

1.3 分类

1.3.1 按桩径大小分

（1）小桩：由于桩径小，施工机械、施工场地、施工方法较为简单，多用于基础加固和复合桩基础中；

（2）中桩：成桩方法和施工工艺繁多，工业与民用建筑物中大量使用，是目前使用最多的一类桩；

（3）大桩：桩径大且桩端不可扩大，单桩承载力高，近20年发展快，多用于重型建筑物、构筑物、港口码头、公路铁路桥涵等工程。

1.3.2 按成桩工艺分

（1）干作业法钻孔灌注桩；

（2）泥浆护壁法钻孔灌注桩；

（3）套管护壁法钻孔灌注桩。

2 常见质量问题的产生原因及预防措施

2.1 塌孔与缩孔

2.1.1 产生原因

（1）钻机钻孔过程中钻进速度过快；

（2）护壁泥浆性能差；

（3）钻孔完成后放置时间过长。

2.1.2 预防措施

（1）钻机钻孔过程中要控制钻进速度，特别是穿过较厚的砂层、砾石层时，钻进速度应控制在2m/h以内；

（2）严格控制泥浆性能。主要控制其密度为1.3～1.4g/cm3、黏度为20～30s、含砂率不大于6%。若孔内自然造浆不能满足以上要求时，可采用加黏土粉、烧碱、木质素的方法，提高泥浆的性能，通过对泥浆的除砂处理，控制泥浆的密度和含砂率；

（3）钻孔完成后，无特殊原因，应立即进行下道工序。

2.2 钻孔倾斜

2.2.1 产生原因

（1）场地平整度和密实度差，钻机安装不平整或钻机钻进过程中发生不均匀沉降，导致钻孔倾斜；

（2）钻机钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大，造成钻孔倾斜；

（3）钻机钻头翼板磨损不一，钻头受力不均，造成偏离钻进方向；

（4）钻进中遇软硬土层交界面或倾斜岩面时，钻压过高使钻头受力不均，偏离钻进方向，造成钻孔倾斜。

2.2.2 预防措施

（1）平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实，钻机底座不能直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉降；

（2）安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程中应定时检查主动钻杆的垂直度，发现偏差立即调整；

（3）定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现问题及时维修或更换；

（4）在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进，应低速低钻压钻进；

（5）在复杂地层钻进时，必要时在钻杆上加设扶正器。

2.3 钢筋骨架上浮

2.3.1 产生原因

（1）混凝土初凝和终凝时间太短、流动性差，使孔内混凝土过早结块，当混凝土面上升至钢筋骨架底部时，结块的混凝土托起钢筋骨架；

（2）清孔时孔内泥浆悬浮颗粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成较密实的砂层，并随孔内混凝土逐渐升高，当砂层上升至钢筋骨架底部时托起钢筋骨架；

（3）混凝土灌注至钢筋骨架底部时，灌注速度太快，造成钢筋骨架上浮。

2.3.2 预防措施

（1）严格控制水泥、碎石、砂等原材料的质量，采用混凝土拌和站集中拌和，自动控制混凝土的配合比、水灰比及自动控制进料和出料，并自动控制拌和时间，保证混凝土的质量；

（2）清孔时应由专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度，及时对孔内泥浆含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行监测。混凝土灌注前，要对孔内进行二次清孔，使孔底沉渣厚度符合规定；

（3）控制好混凝土的灌注速度，当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低灌注速度，当混凝土面上升到骨架底部4m以上时，提升导管，使导管底口高于骨架底部2m以上，然后恢复正常灌注速度。

2.4 桩身混凝土夹渣或断桩

2.4.1 产生原因

（1）混凝土初灌量不够，造成初埋后埋管深度太小或导管根本就没有进入混凝土；

（2）混凝土灌注过程拔管长度控制不准，导管拔出混凝土面；

（3）混凝土初凝和终凝时间太短或灌注时间太长，使混凝土上部结块，造成桩身混凝土夹渣；

（4）未做好清孔工作，孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成沉积沙层，阻碍混凝土的正常上升，当混凝土冲破沉积沙层时，部分砂粒及浮渣被包入混凝土内。

2.4.2 预防措施

（1）混凝土灌注时，导管底部应距孔底0.3～0.5m，初灌时导管首次埋深应不小于1.0m，准确计算混凝土的初灌量；

首批灌注混凝土所需数量可按下式计算：

V≥h1∏d2/4+∏D2（H1+H2）/4

式中：V—灌注首批混凝土所需数量（m3）；

D—桩孔直径（m）；

H1—桩孔底至导管底端间距，一般取0.4m；

H2—导管初次埋入混凝土的深度，不小于1.0m；

d—导管内径（m）；

h1—桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平

衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）：

h1=Hwγw/γc

Hw—樁孔内水或泥浆的深度（m）；

γw—桩孔内水或泥浆的重度（KN/m3）；

γc—混凝土板和物的重度（KN/m3）。

（2）混凝土灌注过程中，拔管应由专人负责指挥，并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面，取两者的低值来控制拔管长度，确保导管的埋深不小于1.0m；

（3）单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内；

（4）做好清孔、二次清孔工作，应由专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度。混凝土灌注前，要对孔内进行二次清孔，使孔底沉渣厚度符合规定。

2.5 桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求

2.5.1 产生原因

（1）超灌高度不够；

（2）混凝土浮浆太多；

（3）混凝土面测定不准。

2.5.2 预防措施

（1）灌注桩顶混凝土应比设计标高高0.5～1.0m；

（2）桩顶部分的混凝土，应适当调整混凝土的配合比，增大碎石含量，减少桩顶浮浆；

（3）在灌注最后阶段，孔内混凝土面测定应采用硬杆筒式取样法测定。

3 总结

避免施工中出现质量问题最根本的方法就是做好施工前的一切技术准备工作，钻孔灌注桩的整个施工过程属于隐蔽工程项目，质量检查比较困难，要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键在于制定针对质量问题的预防措施。这就要求现场施工人员在开始施工前，根据以往的施工经验，制定完备的质量问题预防措施，以防为主，对于易出现质量问题的施工环节充分重视并精心施工。

参考文献

1、王小爱 钻孔灌注桩施工中容易出现的问题及处理方法[J]，科技致富向导， 2012年第13期

2、李春静 董大伟 钻孔桩施工过程中容易出现的问题及处理措施[J]，湖南农机，2011年07期

3、祁生春 钻孔灌注桩施工中容易出现的问题及处理方法[J] ，科技信息， 2010年第24期

4、吴 昊 钻孔灌注桩施工质量保证措施，工程质量，2008年24期