职称论文浅谈钻孔灌注桩施工常见问题及处理方法Word格式.docx

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钻孔灌注桩常见问题原因处理方法

一、钻孔过程中常见问题及处理方法

1.1偏斜孔及处理方法

偏孔导致成桩桩位发生偏移，斜孔导致成孔出现较大垂直偏差或弯曲。

若超出规范允许误差则将严重影响桩体的受力，尤其是单桩接柱，对孔位的偏差要求尤其严格。

1.1.1造成原因

造成偏孔的原因主要有两个：

一是放样的原因，即桩位放样偏差较大或桩位点拴桩不准确；

二是钻机就位的原因，即钻机锤心与桩位点不重合且偏差较大或钻机在钻进过程中因各种原因发生变动未纠正。

造成斜孔的主要原因是土层、岩层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。

1.1.2预防及处理方法

桩基开钻前要求桩位放样与拴桩必须准确，拴桩使用的护桩必须设置牢固、稳定且注意保护且必须对桩位进行复测；

钻机机身必须坐落在稳定、坚固的土层上，避免机身下土体发生沉降而导致机身下沉、偏斜等现象的发生；

同时在钻进过程中经常校核钻机锤心与桩位点是否重合。

钻孔偏斜若发生在土层时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土；

若发生在岩层或土层中纠正无效，应于孔中局部回填片石和粘土的混合物至偏孔处0.5m以上，静止一段时间待沉积密实后再重新开钻。

1.2缩孔及处理方法

缩孔即成桩孔径小于设计孔径。

1.2.1造成原因

在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是流塑性状态土层中易出现缩孔现象，原因是此类地层含水量高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，导致钻孔的直径小于设计的桩直径。

另外，在坚硬中风化或微风化等岩层中钻进时，锤头磨损快、补焊不及时导致锤径缩小也是造成缩孔的重要原因。

1.2.2预防及处理方法

对上述特殊土层中缩孔的处理一般采用块、卵石回填，然后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的方法；

对于锤头补焊不及时造成的缩孔的处理，为避免补焊的锤头发生卡钻，需使用片石和粘土的混合物回填至缩孔面0.5m以上，再重新使用补焊的锤头钻进。

1.3塌孔及处理方法

塌孔及孔壁坍塌，表征现象是钻进过程中突然发现泥浆中不断冒出气泡。

1.3.1造成原因

塌孔的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土夯填密实以及护筒内水位较低。

钻进速度过快、成孔后清孔时间过长、泥浆比重降低过快、钢筋笼下放过程中碰触孔壁、待灌时间过长和灌注时间过长等也会引起孔壁坍陷。

1.3.2预防及处理方法

护筒埋设过程中，护筒周围必须使用粘土夯填密实；

对松散土层或砂层应适当加大护筒埋设深度和护壁泥浆比重；

钻进过程中保证孔内水头高度；

成孔后清孔时泥浆比重不能降低过快；

钢筋笼下放过程中尽量准确，避免碰触孔壁；

在保证成桩质量的前提下尽量缩短待灌时间和灌注时间。

钻进过程中一旦发生塌孔，应视塌孔的位置和严重程度采取不同的措施。

若护筒下部发生局部孔壁坍塌，可以考虑适当提高水头和加大泥浆比重，同时使用机械将护筒轻压，加大埋置深度，并将护筒周围土体挤密压实；

若孔内局部孔壁坍塌，可以考虑适当加大泥浆比重加强护壁，通过泥浆循环将坍塌部分沉渣析出；

若塌孔比较严重，则可以考虑使用粘土将该孔回填压实重新开钻。

1.4卡钻及处理方法

卡钻即钻孔过程中钻头被岩层“卡住”无法提起的现象。

1.4.1造成原因

造成卡钻的主要原因是钻头磨损未及时补焊，钻孔直径逐渐变小，而新钻头或补焊后钻头直径过大，钻头倾倒，遇到探头石或孔内掉入物件卡住钻头。

当然，还有钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因。

1.4.2预防及处理方法

预防卡钻的主要方法是钻头在钻进过程中（尤其是遇到坚硬岩层）要注意及时补焊，并且注意控制泥浆稠度不宜过大，防止钻头不能自由转动。

卡钻后不宜强提，以免发生坍孔埋钻严重事故。

可用小冲击锥冲击钻头将卡住钻头周围的钻渣松动后再提出。

在提钻过程中要继续使泥浆循环，防止沉淀埋钻。

若用以上方法提升钻头无效时，可试用水下爆破提钻法。

将防水炸药（少于1Kg）放入孔内，沿钻头滑槽放入钻头底部，而后引爆，振松卡住的钻头，再用钻机或吊机提钻，一般可将钻头提出。

二、水下砼灌注过程中常见问题及处理方法

灌注水下砼是成桩的关键性工序，灌注过程中应明确分工，密切配合，统一指挥，做到快速、连续施工，灌注成高质量的水下砼，防止发生质量事故。

如出现质量事故，应分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救。

2.1导管进水

2.1.1造成原因

1.首批砼灌注量不足，砼下落后不能埋住导管底口，导致泥水从导管底口进入。

2.导管接口不严密，接头间橡胶圈被导管高气囊挤开移位或导管焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入,导管安装前未进行水密性试验。

3.导管提升过猛，或导管埋置于砼中深度计算与实测值出现错误，导致导管底口高出灌注砼顶面，泥水从导管底口进入。

2.1.2处理方法

1.针对上述第一种原因造成的，通常应立即拔出导管，将钢筋笼吊出并冲洗干净，向孔内填入粘土后使用冲击钻冲击，同时使用泥浆泵进行二次清孔，直至将孔底砼清理干净为止。

清完孔后，使用测绳对孔深进行复测，确保孔底砼清理干净。

最后，重新吊入钢筋笼、安装导管进行砼灌注。

2.针对上述第二、三种原因造成的，应视具体情况采取不同处理方法。

若发生时砼灌注高度距离设计桩顶高度相差不大时，可考虑在钢筋笼外侧、护筒内侧加设一内径比原护筒稍小、但应大于设计桩径的钢护筒，用施工机械如挖掘机等重压或锤击压入原砼面以下0.5m，然后将新护筒内的泥浆抽除，并将原砼顶面的泥浆和沉渣等清除干净，使用振捣棒重新浇筑砼，将桩补长至设计桩顶；

若发生时砼灌注高度距离设计桩顶高度相差很大时，通常建议趁砼尚未凝固、强度较低时采用上面第一种处理方法进行处理。

2.2钢筋笼上浮

由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称为钢筋笼上浮。

2.2.1造成原因

1.灌注砼表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，砼灌注的速度过快，使砼下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。

2.由于混凝土灌注过程导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果此时导管底部未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。

2.2.2预防及处理方法

1.为防止钢筋笼上浮，当导管底口低于钢筋笼底部3m至以上1m之间，且砼表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢砼灌注速度。

2.优化钢筋笼自身结构及定位方式，包括适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少砼向上的顶托力；

钢筋笼上端加强环形筋通过预先加工的钢管叉子（2m-4mΦ48mm钢管一端使用两根Φ18mm螺纹钢焊成“八”字形，叉在钢筋笼加强环形筋上，另一端与护筒或钻机焊在一起）焊固在护筒及钻机上，可以抵消部分顶托力，有效防止其上浮。

3.一旦发现钢筋笼上浮，应立即停止灌注，采取以下措施进行处理：

对于钢筋笼上浮在1倍直径以下的可采取有效防止上浮的措施后继续灌注；

钢筋笼上浮严重的必须拔出钢筋笼，比照断桩处理。

2.3桩长小于设计要求

　　桩长小于设计要求的缺陷可以分为两类：

第一类处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求；

第二类钻孔底部沉渣在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计或嵌入基岩深度小于设计。

针对以上情况分别采取以下相应措施处理：

桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土终孔时控制失误，应采取开挖接长的方法处理。

接长施工前，先清理干净混凝土以上的浮渣和松散混凝土等，将顶面人工凿修平整。

然后，在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。

接长部分桩孔直径宜大于设计钻孔直径40cm，深度从平整后混凝土面向下不小于接长部分桩孔的直径的1倍。

开挖后，将原灌注的混凝土表面清理干净，浇注混凝土至设计位置。

接长部分混凝土的强度应比原设计提高一个等级，新旧混凝土的结合面必须作好混凝土的接茬处理。

因钻孔底部沉渣未清理干净造成的桩全长小于设计现象处理难度较大。

一般可在争取设计单位同意的前提下，采取桩底部高压注浆处理。

桩底高压注浆的处理步骤为：

布置钻孔及钻机就位、钻孔取芯、高压清孔和高压注浆。

钻孔的布置宜沿桩周向内20cm均布3孔，避开钢筋笼，基本呈等边三角形，便于清孔时将桩底沉渣全部清理干净以及注浆饱满均匀。

尽量不在桩中心取芯以免影响桩的强度。

取芯深度应穿越沉渣层至基岩面，然后使用大功率（如22KW）泥浆泵清孔，注意将泥浆管插入孔底。

从一孔向桩底压入清水清孔，直至其余两孔冒出的水流由浑浊夹杂沉渣（石子和砂等）逐渐变清至和注入清水相同的清水为止，证明桩底沉渣基本清理干净。

此时准备高压注浆。

高压注浆水泥应采用比桩体砼强度至少高一等级的水泥，并配以高强无收缩灌浆剂（配比可参考孔道压浆水泥浆配比），加水搅拌均匀后使用压浆泵进行高压注浆。

高压注浆七日后可进行小应变检测，一般会取得良好效果。

2.4断桩

混凝土凝固后不连续，中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩。

2.4.1造成原因

1.灌注中提升导管失误、混凝土供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏水等原因导致导管外已灌注的混凝土与导管内的混凝土隔断，无法继续灌注。

2.灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故。

3.封底时，由于导管底端距孔底过远，混凝土被泥浆稀释，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，造成断桩。

2.4.2预防及处理方法

1.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。

2.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。

3.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。

4.在灌注过程中认定发生断桩事故后，应立即停止继续灌注，提拔导管和钢筋笼，尽量将损失减少到最小，并按以下方法进行处理：

（1）断桩截面位置处于设计桩全长三分之一以下时，一般采取冲击钻清除已灌注部分，再实施原位恢复。

（2）断桩截面位置处于设计桩全长三分之二以上且距离孔口深度不大于10m时，先进行钻孔壁加固，而后进行钻孔桩的接长比较经济。

（3）断桩截面位置处于设计桩全长三分之一与三分之二之间的，应对各种处理方法进行对比分析和论证，选择经济、可行的处理方法。

在确定最终方案时，应征得设计单位同意。

否则，只能使用冲击钻在原桩位重新恢复。

5.若成桩后检测出在桩体中含有少量夹层或桩体不连续，可用取芯机械钻一小直径的孔探明桩身情况，然后根据探明的情况制定处理方案进行处理。

同样适用取芯机械钻一系列小直径的孔，置换清理泥浆和杂物（钻孔直径60-75mm，桩中心一个孔，其余3-4个孔分布在以桩中心为圆心圆周上，并避开钢筋笼），清理后进行高压注浆处理。

当然，任何处理方案需征得设计单位的同意，否则，只能将该桩废除原位恢复。

三、结束语

在桥梁工程钻孔灌注桩实际施工过程中，遇到的问题可能远不止本文介绍的几种，针对这些问题的处理方法很多，难度也不一，但无论采用何种先进的方法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来负面影响。

因此，在钻孔灌注桩施工中必须加强施工现场技术人员的质量意识，责任意识，提高自己的业务水平，对可能出现的问题制定切实有效的防范措施，尽最大努力杜绝各种质量事故的发生，为企业赢得良好声誉和效益。

参考文献：

[1]《JTJ041—2000》公路桥涵施工技术规范.

[2]天津市市政工程局.道路桥梁工程施工手册.北京：

中国建筑工业出版社，2007.

[3]李宁峙.工程质量监理.北京：

人民交通出版社，1999.

[4]刘吉士.桥梁与隧道施工监理指南.北京.人民交通出版社，2000.