钻孔灌注桩常见质量问题及预防措施

2020年第01/02/03期（1月）

钻孔灌注桩常见质量问题及预防措施

王佳

（廊坊市交通公路工程有限公司，河北 廊坊 065000）

摘要：钻孔灌注桩在我国桥梁施工中被广泛应用，该技术具有操作简便、适应性强、成本适中等优势，但由于其施工的隐蔽性、工艺的复杂性和连续性，容易出现一些质量问题，例如桩孔倾斜、塌孔缩径、孔底沉渣过厚、钢筋笼上浮、夹渣或断桩等问题。基于此，系统分析了钻孔灌注桩常见的质量问题，并以胜芳绕城项目中亭河大桥为例，对其钻孔灌注桩常见质量问题及预防措施进行深入研究，该技术的顺利施工，对灌注桩的质量满足工程设计要求起到重要作用。关键词：钻孔灌注桩；岩性以粉土；双幅桥中图分类号：U445.6

文献标识码：B

护壁性能差、成孔后未能及时浇筑混凝土等问题是导致塌孔缩径的主要原因。2.3 孔底沉渣过厚

现场制备泥浆质量及性能存在较大偏差，泥浆沉渣无法精确控制，清孔不彻底导致孔底沉渣过厚；其次是孔内泥浆置换不充分，一次清孔至混凝土灌注时间间隔过长，加之有些施工单位对二次清孔不够重视，导致孔内泥浆沉渣过厚；测量方法有误也能会显示孔底沉渣过厚。2.4 钢筋笼上浮

造成钢筋笼上浮现象的主要原因是：

（1）接近钢筋笼底部时，混凝土桩在浇筑时速度过快容易导致钢筋笼上浮。

（2）钢筋笼未安全牢固地固定在护筒外的方木上。（3）混凝土初凝时间过短，导致灌注混凝土过早凝结，当混凝土面浇筑到钢筋笼底部时，结块的混凝土将钢筋笼托起，可能使钢筋笼产生上浮现象。

（4）沉渣厚度过大，泥浆制备不合理，使悬浮砂粒过多，混凝土灌注时沉渣掉落在混凝土表面上，产生密实砂层，并随着灌注混凝土量的增加而逐渐升高，当上升至钢筋笼底部时将钢筋笼托起。2.5 桩身混凝土夹渣或断桩

断桩是成桩后经探测，桩身局部没有混凝土，存在夹泥层，这种成桩缺陷直接影响基础的承载力，一旦发生后果严重。产生夹渣断桩的主要原因是：

（1）混凝土初灌量不足或计算有误，导致初灌后埋管深度不满足设计规范要求或者导管未进入混凝土面。

（2）混凝土质量差，坍落度及和易性不符合要求。（3）浇筑混凝土时，拔管长度未经过合理计算或者拔出长度控制不到位，而导管拔出了混凝土面。

（4）混凝土的初凝和终凝时间过短，或混凝土灌注时间过长，已浇筑的混凝土面凝结成块，最终导致混凝土夹渣。

（5）清孔时泥浆中悬浮的砂粒过多，灌注混凝土时，悬浮砂粒沉淀在混凝土表面形成沉积砂层。

0 引言

钻孔灌注桩是桥梁工程施工中的核心技术之一，其质量的好坏直接影响整个工程质量，一直是业内人士关注的重点，但其隐蔽性大、工艺复杂，施工中若没有对施工技术合理运用，很容易出现质量问题，造成极大的经济损失和工期延误，因此要高度重视，深入研究钻孔灌注桩施工工艺，加强技术管理，确保钻孔灌注桩的质量，减少和避免施工质量问题的发生。在中亭河大桥施工前，项目部制定了严密的施工方案，分析了桩基施工中容易出现的质量问题，针对项目本身提出了相应的预防措施，为保证工程质量奠定了良好的基础。

1 工程概况

胜芳绕城项目共设有大桥一座，即中亭河大桥，中心桩号K+230，跨越中亭河，全桥采用双幅桥形式，5×30m装配式预应力混凝土连续箱梁，全桥纵向共一联，下部结构为柱式墩，柱式台，钻孔灌注桩基础。 中亭河大桥全长157m，宽度为双幅（护栏0.5m+行车道11.5m+护栏0.5m）。地表以下60.00m深度范围内，岩性以粉土、黏性土、粉砂为主，钻孔灌注桩直径φ1.6m，共24根，根据地质资料和设计要求采用反循环钻机进行钻孔。

2 施工中易出现的质量问题

2.1 桩孔倾斜

桩孔倾斜问题时有发生，主要原因是钻孔和钻进方向偏斜[1]。例如：场地平整度差 ，钻机安装就位地面不平整或者钻进过程发生不均匀沉降，钻杆弯曲、钻头磨损长时间未更换、钻杆接头间隙太大等都会造成钻孔偏斜；当有倾斜的软硬地层交界处，钻进过程中钻头受力不均，最终会导致钻进方向的偏离等。2.2 塌孔与缩径

钻孔的孔径、深度和孔形直接关系到成桩的质量，是钻孔成败的关键。地层过于复杂、钻进的速度过快、泥浆

收稿日期：2019-09-11

作者简介：王佳（1986—），女，工程师，主要研究方向为工程管理。

1663 中亭河大桥施工时采取的预防措施

桩基施工前，技术人员进一步核实设计文件提供的工程地质和水文资料是否符合现场情况，根据地质情况选择反循环钻机，钻孔机钻头直径要和设计桩径保持一致。施工前，编写作业指导书，并进行安全技术交底，安排专人负责监督施工质量，严格要求施工人员按施工规范施工，深入了解设计目的，随时监测地层变化情况，确保顺利成桩。3.1 桩孔倾斜的预防措施

（1）钻机安装就位前，平整压实桩孔周边场地，钻机就位后底座和顶端保持平稳，开孔孔位要准确，钻孔时不产生位移或沉陷，一旦发现位移或沉陷及时处理。经常检测钻孔泥浆是否符合要求，同时注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对，查看是否与设计图纸相同。

（2）钻机就位时，详细检查钻机平稳度和主动钻杆的垂直度是否符合施工要求，钻机钻孔过程中应定时检查钻杆垂直度，发现偏差立即调整。

（3）钻进过程中经常检查钻头的磨损程度，发现钻头磨损要及时进行修补，以保证成孔直径不小于设计桩径。

（4）及时做好钻孔施工记录及混凝土灌注施工记录，分班连续作业时，做好交工作，交代钻进情况及注意事项。

3.2 塌孔与缩径的预防措施

控制泥浆性能指标，选用优质膨润土，优质的泥浆会使孔壁形成一层黏性好、密度大渗透性差的泥皮，这层泥皮可防止孔内承压水外渗，以此保证孔壁稳定。

泥浆相对密度1.02～1.06g/cm³，黏度控制在16～20Pa·s之间，含砂率不大于4%，还可加入黏土粉、烧碱、木质素改善泥浆性能；发现钻头磨损时，及时补焊；钢筋笼安装完成后及时灌注混凝土。3.3 孔底沉渣过厚的预防措施

采用抽浆法、换浆法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔[2]

，钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补充新拌好的泥浆，维持孔内水头，有效防止塌孔。清孔时要有专人负责捞渣，并测量孔底沉渣厚度，及时对孔内泥浆的含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行对比分析，测量孔底沉淀厚度符合技术规范要求及设计要求，即停止清孔作业。清孔指标有孔内泥浆性能指标及沉渣厚度，实际工作中通常只测泥浆比重1.03～1.1。3.4 钢筋笼上浮的预防措施

在灌注混凝土时，混凝土接近钢筋笼下部时，放慢浇筑速度 ；当灌注的混凝土埋入钢筋笼一定高度时再提升导管，使导管下部与钢筋笼底端有一定距离时再按正常速度浇筑，以防止混凝土上浮 [3]。

中亭河大桥项目在实际施工时规定，混凝土质量要符合要求；减少孔底沉渣厚度；当导管底口低于钢筋笼底部1～3m，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，要放慢混凝土灌注速度以减少导管的冲力；安装钢筋笼骨架时，不

交通世界TRANSPOWORLD允许将方木直接支设在护筒上，更不能将钢筋笼骨架吊挂在护筒上，必须将钢筋笼吊挂在支设于孔口护筒外的方木上。对于设计高程在泥浆面以下的钢筋骨架必须加长露出泥浆面至少30cm，便于钢筋骨架校正就位，防止骨架偏位。3.5 桩身混凝土夹渣或断桩的预防措施

断桩问题出现后将对工程质量造成重大影响，同时造成很大的经济损失，所以应从源头上避免断桩的发生，坚持预防为主的原则，在混凝土灌注前做好各项检查工作，加强施工管理，特别强调以下几点：

（1）混凝土配合比参照水下混凝土的规范配制，施工中加大坍落度检测频率，确保坍落度在合理范围，防止导管堵塞。

（2）保证混凝土灌注量，初灌时导管首次埋深应不小于1.0m，首批混凝土拌和物下落后，混凝土连续灌注，在灌注过程中，导管的埋置深度控制在2～6m。严禁不经测算盲目提拔导管，防止导管离开混凝土面。

（3）浇筑混凝土应使用经过检测和耐压试验的导管，防止导管密封不严的问题发生。

（4）钢筋笼主筋接头要焊接平整，以免卡住导管。（5）灌注水下混凝土宜连续灌注，因混凝土拌和运输不及时等原因无法连续灌注时，中断时间不得超过混凝土的初凝时间或在混凝土中掺入缓凝剂以延缓混凝土的初凝时间。

4 施工效果

在本工程施工中，针对钻孔灌注桩容易出现的质量问题进行积极有效地预防，从泥浆制备、钻孔、成孔、清孔、放置钢筋笼、灌注水下混凝土等阶段严格控制，培养施工人员的质量意识，最终工程得以顺利进行，经超声波检测未发现质量问题，桩体承载力全部满足要求，合格率100%。

5 结语

钻孔灌注桩是目前水下混凝土灌注的主要手段，因此其施工质量直接影响桩基承载力。在施工前要对施工人员进行详细技术交底，提高施工人员的技术水平，严格按照规范要求施工，加强现场管理和监督，坚持预防为主的原则，最大程度降低钻孔灌注桩质量问题的发生概率。

参考文献:

[1] 朱喜荣. 公路桥梁施工中钻孔灌注桩质量控制措施[J]. 工

程建设与设计，2017（12）：116-117.

[2] 朱德丽. 浅谈公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制措施[J].

科技创新导报，2011（3）：53.

[3] 陈玉梅. 钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工要点[J]. 林业科

技情报，2013（2）：65 -74．

[4] 马英. 桥梁钻孔灌注桩施工质量保证措施[J]. 建筑工程技

术与设计，2017（19）：2224.

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