桥梁钻孔灌注桩在施工中存在问题及预防措施

桥梁钻孔灌注桩在施工中存在问题及预防措施

摘要：钻孔灌注桩基础属隐蔽工程．成桩环节多，施工过程中极易出现质量事故。文章针对钻孔灌注桩在施工的成孔、成桩两大过程中易出现的塌孔、断桩等问题进行了原因分析，提出了预防措施。

关键词：钻孔灌注桩施工预防措施

钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。但灌注桩属于隐蔽工程，大部分是在水下进行的，影响灌注桩施工质量的因素很多，质量检查也比较困难，因此对其施工过程每一环节都必须严格要求，稍有不慎或措施不严就会在灌注中产生质量缺陷。

钻孔灌注桩包括成孔和成桩两大过程，这是一项工序环节较多，工艺比较复杂，技术要求较高，并需在一个较短时问内快速完成水下灌注混凝土的隐蔽工程。施工过程控制受人为因素影响较大，稍有疏忽，容易免出现质量病害，造成断桩等质量事故，危及桩基工程的质量。因此需认真分析成孔、成桩过程常见病害的产生原因，总结其预防治理措施，在施工过程中应建立严格的施工管理和工序质量检查制度，通过工序过程控制，来保证钻孔灌注桩质量。

1 施工工艺流程

钻孔灌注桩主要施工工艺流程为：平整场地一测定孔位一埋设护筒一钻机就位一钻进成孔一提钻一第一次清孔一检孔一制作钢筋笼一吊放钢筋笼一下导管一第二次清孔一水下混凝土灌注一起拔导管一成桩。

2 成孔过程存在的问题

2.1 桩孔孔壁坍塌

成孔中或成孔后，孔壁不同程度塌落。成孔中，排出的泥浆不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，均为塌孔的兆头。

原因分析：主要是由于土质松散，加之泥浆护壁不好；护筒埋设不好；筒内水位不高；钻头钻速过快，或空钻时间太长，都易引起钻孔下部坍塌；或成孔后待灌时间和灌注时间过长。

施工对策及预防措施：在松散易坍土层中适当深埋护筒，密实回填土；使用优质泥浆，提高泥浆比重和粘度；升高护筒，终孔后补给泥浆，保持要求的水头高度；保证钢筋笼制作质量，防止变形；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，防止碰撞孔壁；成孔后，待灌时间一般不应超过3h。

如果发生塌孔，在钢筋笼未下入孔内情况下，将砂、粘土混合物回填到坍孔

深以上1m-2m，或全孔回填并密实后，再用原径钻头和优质泥浆扫孔；在钢筋笼碰孔壁而引起轻微坍塌的情况下，用直径小于钢筋笼内径的钻头以优质泥浆扫孔或用导管清孔。

2.2 桩孔局部缩径

原因分析：泥浆性能欠佳，失水量大，引起塑性土层吸水膨胀，或形成疏松、蜂窝状厚层泥皮；邻桩施工间距和时间间隔不当，土层中应力尚未消散，新孔孔壁软土流变；钻头直径磨损过大。

施工对策及预防措施：采用优质泥浆，控制泥浆比和粘度，降低失水量；当设计桩距<4D时，应跳隔1根-2根桩施工；或新桩孔尽可能在邻桩成桩36h后开钻。如出现缩径，采用上下反复扫空的办法，以扩大孔径，避免缩径。

2.3 桩孔偏移倾斜

原因分析：钻机安装不平，或钻台下有虚土产生下均匀沉陷：桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨损，部件松动，护筒埋设偏斜，钻杆弯曲，主动钻杆倾斜，遇旧基础或大弧石等地下障碍物，土层软硬不均或基岩倾斜。

施工对策及预防措施：钻机安装周正、水平、稳固，护筒不偏斜，钻杆不弯曲，钻杆保持垂直；增添导向架，控制提引水龙头，清除地下障碍物。当出现偏斜时，用砂、粘土混合物回填至偏斜处以上1m-2m，待密实后用平底合金钻头轻压慢转纠斜，在基岩面发生倾斜时，可投入20mm-40mm粒径碎石，略高于偏斜处，冲击密实后用平底合金钻头。

2.4 孔底沉渣过多

原因分析：泥浆过稀，清孔未净；清孔泥浆比重过小或清水置换；钢筋笼吊放未垂直对中，碰刮孔壁泥土坍落孔底；或清孔后待灌时间过长，泥浆沉淀。

施工对策及预防措施：终孔后，钻头提离孔底10cm-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30min；清孔采用优质泥浆，钢筋笼垂直缓放入孔；避免碰撞孔壁；清孔完毕立即迅速灌注混凝土；采用导管二次清孔，冲孔时间以导管内侧量的孔底沉渣厚度达到规范要求为准；提高混凝土初灌时对孔底的冲击力；导管底端距孔底控制在40cm～50cm，初灌混凝土量，必须满足导管底端能埋入混凝土中0.8m-1.3m的要求。

3 成桩过程存在的问题

3.1 导管堵塞

原因分析：初灌时隔水塞堵管；粗骨料粒径过大：混凝土坍落度不合要求、和易性、流动性差；拌合不均匀，产生离析；导管连接部位和焊缝不密封，发生

漏水，管内形成水塞，当管内内混凝上不满而含有空气时，混凝土整斗倾入导管，导致管内形成高压气塞，或气塞挤破管节间密封垫继而导致导管漏水。

施工对策及预防措施：先灌储0.2m3-0.3m3水泥砂浆，后灌储混凝土，防止骨料卡阻水塞；选用粒径小于25mm的粗骨料，严格混凝土配合比，坍落度控制在18cm-22cm；确保导管连接部位焊缝的密封性，导管应在大于0.5MPa-0.77MPa下试压时间大于15min而下泄漏，以免在导管内形成水塞：在浇灌过程中，混凝土应缓慢导入，避免在导管内形成高压气塞；当隔水塞堵塞导管时，可将提管时散落在孔底的混凝土拌合物清除，重新下隔水塞浇灌；隔水塞冲出后，尽可能将导管向下插入原先浇灌的混凝土内，原位上下串插导管，使混凝土混合密实，再继续浇灌。

3.2 钢筋笼上浮

指钢筋笼的位置高于设汁位置的现象。上浮较大时，降低了桩体抗水平剪切能力。

原因分析：钢筋笼放置初始位置过高；混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大(6m以上)钢筋笼被混凝土顶托上浮；导管掩埋过长，提升时易摇晃，难以对准笼的中心，易发生挂笼现象；导管提升过猛，混凝土下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮。

施工对策及预防措施：为避免钢筋笼上浮，在灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提升至钢筋笼底端以上；发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇筑混凝土标高，提升导管后再进行浇注。

3.3 断桩与夹泥层

原因分析：混凝土坍落度损失大的混凝土、浇注过程不连续、灌注混凝土过程中中导管提漏、埋管、卡管等情况都将造成断桩和夹泥层。

埋管：导管在混凝士中埋置过长，钢筋笼变形，灌注时间过长．混凝土已初凝，内阻力倍增长，导管被卡死在混凝士内，法兰盘顶住钢筋笼下端，由于孔斜大，笼与孔壁壁摩阻力过大，加上笼内已有一定高度的混凝土导管无法提升。

卡管：骨料级配不合理，含有大粒径的卵石、漂砾；混凝土出拌合机时间或运输路程过长，已产生离析或局部初凝现象而卣接用于灌注；导管密封不良，局部漏水。

4 结语

钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，成桩的好坏直接关系到上层结构的安全。从而必须强化施工全过程中各环节的质量监控，采取有效地预防措施，避免施工的

发生，保证成桩质量。

参考文献：

1. 《公路桥梁施工技术规范》（JTG/T F50-2011）

2.王仁 桥梁钻孔灌注桩常见质量缺陷原因分析及防治.山西建筑.2004，30（4）