桩基质量控制.docx

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桩基质量控制

●钻孔事故的预防及处理

常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：

一、坍孔

坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。

（一）坍孔原因

1.泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。

2.由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。

3.护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。

4.提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。

5.掏渣筒倾倒，撞击孔壁，造成过大震动。

6.水头太高，使孔壁渗浆或护筒形成反穿孔。

7.清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。

8.吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

（二）坍孔的预防和处理

1.发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

2.如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土混合物到坍孔处以上1m～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

3.吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

二、钻孔偏斜

（一）偏斜原因

1.钻孔中遇到有较大的孤石或探头石。

2.扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。

3.钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。

4.钻杆弯曲，接头不正。

（二）预防及处理

1.安装钻机时要使转盘、底座水平，钻机底座、钻杆和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

2.由于主动钻杆较长，在工作中要避免转动时上部摆动过大。

3.钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。

用检孔器查明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后，一般可在偏斜处上下反复扫孔，使钻孔正直。

偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。

三、掉钻落物

（一）掉钻落物原因

1.卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。

2.钻杆接头不良或滑丝。

3.钻向环、转向套等焊接处短开。

4.钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换。

5.操作不慎，落入扳手、撬棍等物。

（二）预防措施

1.开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

2.经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

（三）处理方法

掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。

打捞工具有以下几种：

打捞叉、打捞勾等。

对严重的坍孔埋锥，可采用比钻锥直径大的空心冲击锥或冲抓锥将坍在原锥上面的土、石清除掉，接触原锥后，再换用比原锥直径稍大的栅式圆柱形的空心锥，冲钻至原锥底部，使原锥与周围孔壁分离后，提出空心锥；再将前述的打捞钩入孔钩捞，先将原锥身扶正，再用卷扬机会同链滑车同时提拉。

四、扩孔和缩孔

扩孔比较常见，一般表现为局部的孔径过大。

在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。

若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。

若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。

缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。

缩孔原因有两种：

一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。

各种钻孔方法均可能发生缩孔。

为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转满进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计孔径要求为止。

●灌注事故的预防及处理

灌注水下混凝土是成桩的关键性工作，灌注过程中应分工明确，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混凝土，防止发生质量事故。

如出现事故时，应分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救。

对于确实存在缺点的钻孔桩，应尽可能设法补强，不宜轻易废弃，造成过多的损失。

经过补救、补强的桩须认真的检验认可合格后方可使用。

对于质量极差，确实无法利用的桩，应与设计单位研究采用补桩或其他措施。

一、导管进水

（一）主要原因

1.首批混凝土储量不足，或虽然混凝土存储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。

2.导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。

3.导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。

（二）预防和处理方法

为避免发生导管进水，事前要采取相应措施加以预防。

万一发生，要当即查明事故原因，采取以下处理方法：

1.若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。

然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。

2.若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水或沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。

如系重下新管，必须用潜水泵将管内水抽干，才可继续灌注混凝土。

为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够深度，一般宜大于200cm。

由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。

以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。

若混凝土面在水面以下不很深，未初凝时，可于导管底部设置防水塞（应使用混凝土特制），将导管重新插入混凝土内（导管侧面再加重力，以克服水的浮力）。

导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。

若如前述混凝土面在水面以下不很深，但已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的水（泥浆）抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。

二、卡管

在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。

卡管有以下两种情况：

1.初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。

处理方法：

可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。

如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整（注意切勿使导管内的混凝土落入井孔），然后重新吊装导管，重新灌注。

一旦有混凝土拌和物落入井孔，须按前述第二项处理方法将散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。

提管时应注意到导管上重下轻，要采取可靠措施防止翻倒伤人。

2.机械发生故障或其他原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了导管内混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内。

其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延续混凝土的初凝时间。

当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。

然后以粘土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。

三、坍孔

在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测探仪探头或测深锤探测。

如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的现被埋不能上提，或测探仪测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。

坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，或孔内水位差减小，不能保持原由静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。

发生坍孔后，应及时查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。

然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。

如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂跞回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。

四、埋管

导管无法拔出称为埋管，其原因是：

导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间磨阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。

预防办法：

应按前述要求严格控制埋管深度一般不得超过6m～8m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早地初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。

若埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拔。

如仍拔不出，凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面泥渣；派潜水工下至混凝土表面，在水下将导管齐混凝土面切断；拔出小护筒，重新下导管灌注。

此桩灌注完成后，上下断层间，应照下面所述方法予以补强。

五、钢筋笼上升

钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于全套管上拔、导管提升钩挂所致外，主要的原因是由于混凝土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，混凝土灌注的速度过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力是所致。

为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度，允许的最大灌注速度与桩径有关。

克服钢筋笼上升，除了主要从上述改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外，还应从钢筋笼自身的机构及定位方式上加以考虑，具体措施为：

1.适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少混凝土向上的顶托力；2.钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有防止其上升的作用；3.在孔底设置直径不小于主筋的1～2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部，实践证明对于克服钢筋笼上升是行之有效的。

六、短桩

产生原因：

灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面，或由于测深锤太轻，沉不到混凝土表面，发生误测，以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。

还有些是灌注混凝土时，发生孔壁坍方，未被发觉，测深锤或测探仪探头达不到混凝土表面，这种情况最危险，有时会灌短数米。

预防方法是：

1.在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象，如有坍孔，应按前述办法处理后再续灌。

2.测深锤不得低于规范规定的重力及形状，如系泥浆相对密度较大的灌注桩必须取测深锤重力规定值。

重锤即使在混凝土坍落度尚大时也可能沉入混凝土数十厘米，测深错误造成的后果只是导管埋入混凝土面的深度较实际的多数十厘米；而首批混凝土的坍落度到灌注后期会越来越小，重锤沉入混凝土的深度也会越来越小，测深还是能够准确的。

3.灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。

七、桩身夹泥断桩

大都是以上各种事故引起的次生结果。

此外，由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层而上升，因而也会在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。

对已发生或估计可能发生夹泥断桩的桩，应采用地质钻机，钻芯取样，作深入的探查，判明情况。

有下述情况之一时，应采取压浆补强方法处理。

1.桩身混凝土有夹泥断桩或局部混凝土松散。

2.取芯率小于95%，并有蜂窝、松散、裹浆等情况。

八、二次灌注

钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程的施工，从质量角度上比较难于控制，而混凝土灌注又是钻孔桩的关键，所以在灌注过程中应统一指挥，快速、连续灌注，才能提高质量。

但是，在钻孔桩的施工过程中，往往由于不同原因出现种种问题，例如在灌注中有导管进水、卡管、坍孔、埋管、断桩、夹泥等问题，今天主要就断桩作些浅显的分析。

产生断桩的原因分析如下：

1、在提升与拆除导管前，测量桩身混凝土面上升情况不认真，出现探测错误，当有少量混凝土从孔口直接落入孔中，与上部浮浆渣混在一起时更易发生；或一时疏忽出现计算差错，使提升与拆除的导管太长而产生断桩。

2、需要拆除导管时，提升导管太快太猛，控制不好，将导管提离桩身混凝土面；或是拆除导管后至少保证导管埋入桩身混凝土不足2m的常规做法，稍有不慎便引起断桩。

3、灌注成桩的混凝土有质量问题，加上在灌注过程中没有适时提升与拆除导管，使导管埋入混凝土长度过长，时间太长；或者埋管提不动，在强力提升时，有时会将导管一下子提离混凝土而断桩。

4、因孔斜严重或导管拼接不直，提升和下放导管不留意，太猛太快，使导管卡在钢筋笼里无法分开；或将导管插入孔壁，导管被堵死，无法继续灌注，需将导管全部提出而造成断桩。

5、导管接头不紧或密封圈老化破损没主动检查更新，造成导管接头漏水，而又无法处理，只能将导管提出孔口而断桩。

6、灌注的混凝土中有如水泥结块、大的石块等没及时发现捡出来，使导管发生堵塞，而用其它方法处理无效，需提出导管来排除而造成的断桩。

当然，在施工中杜绝断桩的产生是最好的，如果一旦发生，就要认真地采取适当的措施处理断桩，或许可以弥补。

处理断桩的方法有很多，我们在施工中总结出的“二次灌注法”及时认真地处理发现的断桩可以取得令人满意的效果。

现结合东淀特大桥A段钻孔桩施工出现的问题及处理方法来说明。

对策措施：

二次灌注法：

将导管下口提升离原混凝土面50cm（这是为了避免在二次“剪球”时，减缓下口泥浆排出时对原混凝土的冲击，留下造成夹层的隐患），根据全长导管内混凝土的理论量，拌制足够的混凝土，再进行“剪球”，剪球时，根据并不间断混凝土灌注，这样可以使新混凝土与混凝土连接起来。

灌注过程中，还应作如下处理：

（1）为了防止堵管，增加水泥用量，提高混凝土的流动性；

（2）灌注时控制埋管深度在上限，即4m-6m范围内；（3）在混凝土拌和中，加入少量缓凝剂，以延缓混凝土的凝固。

如此灌注深度14m-15m时，恢复正常施工，但仍然保持深埋管。

在灌注完毕后看到孔内涌出大量夹有稠泥浆的混凝土，可判断夹泥浆层的混凝土已经翻上来，混凝土已连接好了。