正循环钻孔灌注桩常见问题

1、前言

在软土地基基础处理和较多基坑围护施工中，正循环钻孔灌注桩作为一种诚实工艺、工法，因其工程造价相对较低、噪声污染相对较小和工期相对节省等特点而被广泛应用于房屋建筑和公路、市政桥梁基础施工中。但由于正循环钻孔灌注桩施工受人、机、法、环等诸多因素影响，往往会产生坍孔、孔位偏斜、孔深误差、垂直度超标、扩径和缩径、沉渣厚度超标、堵管、钢筋笼上浮、桩身砼夹泥或断桩等影响成桩安全、质量的诸多问题。本人根据多年来正循环钻孔灌注桩施工监理和施工管理工作经验对其常见的产生的安全质量问题主要原因及预控处理措施提出以下探讨。

2 坍孔

2.1坍孔的主要特征

正循环钻孔灌注桩作在成孔钻进进过程中如出现排出的泥土中不断冒气泡，或孔内泥浆突然漏失，即是明显的坍孔迹象。亦或是在成孔完成后，由于孔壁坍落，造成钢筋笼放不到底，孔底不有很深的泥夹层；明明钻到设计深度，但实测深度与钻孔深度差距较大，也是坍孔迹象。

2.2坍孔产生的主要原因分析

(1)在松散砂层中钻进时，进尺速度太快或停在一处空转时间太长，再加上泥浆相对密度和粘度不够，起不到可靠的泥浆护壁作用。

(2)孔内水头高度不够或孔内出现承压水，降底了静水压力。护筒埋置太浅，下端孔坍

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塌。

2.3安全质量预控措施

(l)施工前要对地质勘察报告进行详细研究，熟悉施工场地的土层分布，针对在松散砂土或流砂中钻进时，要严格控制钻进速度，并选用调制有较大相对密度、粘度、胶体的优质泥浆。

(2)如果在钻进过程中遇到地下水位变化过大的情况，要及时采取升高护筒，增大水头，或采用虹吸管连接等措施。

⑶在制定施工方案时，必须根据实际情况确定护筒刚度和护筒埋置深度，在桥梁桩钻孔时，水上钻孔必须采用双护筒。

3.孔位偏斜

3.1孔位偏斜产生的原因分析

(1)在孔位标志点放样复核过程中出现较大误差，造成孔位标志不准；在埋设护筒时出现偏差，致使护筒中心不再标志点上或护筒埋置太浅造成护筒移位。

(2)在移机定位准备钻孔前钻机底座未安置水平或钻进过程中钻机底座产生不均匀沉陷。

(3)钻机配置的钻杆弯曲或钻杆接头不顺直：

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(4)在粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进时，钻进速度过快造成钻头所受的阻力严重不匀，使钻头偏钻。

3.2安全质量预控措施

(1)做好正式施工钻孔之前的孔位测量复核工作，孔位以现场驻地监理工程师复核认可后的孔位标志点为准，避免急于施工避过驻地监理工程师复核的情况发生；在埋设孔口护筒时，要保证护筒的中心对准孔位标志点；护简要有足够的深度，其周围的回填土要分层回填夯实，以防止其外围周边在使用过程中产生漏浆，以致造成护筒移位和倾斜。

(2)在安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者都在同一轴线上，并经常检查校正。要在保证钻孔机在整个作业过程中的稳定性，避免其产生前倾或侧倾，对于土质软弱的施工场地进行适当的加固处理，在钻孔过程中经常检测钻杆（或吊绳）在孔口的居中情况。

(3)钻杆、接头使用前必须逐个检查，及时调整．过程中发现钻杆弯曲，及时更换。

(4)注意钻进过程中的地层变化情况，在对有倾斜的软硬地层钻进时，应吊住钻杆控制进尺，低速钻进。

3 孔深产生误差

大部分工程在场地回填平整前业主就进行了工程地质勘探，场地平整回填后地面高程较原地面高程就有了变化，特别是当工程地质勘探采用相对高程时；因此施工前必须对场地的前后变钯了解清楚，同时对工程地质勘探、设计施工图纸及目前场地高程进行换算，

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避免出现钻孔深度的计算误差。在施工过程中孔深测量建议采用丈量钻杆的方法。取钻头的2/3长度处作为孔底终孔界面，不宜采用测绳测定孔深。钻孔的终孔标准应以桩端进入持力层深度为准，不宜以固定孔深的方式终孔。因此，钻孔到达桩端持力层后应及时取样鉴定，确定钻孔是否进入桩端持力层。

4 成孔垂直度不符合规范要求

4.1主要原因分析

(1)现场施工场地平整度和密实度差，造成钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降，导致钻孔过程中钻孔偏斜。

(2)机械配置的钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大，造成钻孔过程中钻孔偏斜。

(3)钻头翼板磨损不一，钻头受力不均，造成钻头偏离方向。

(4)钻进时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，造成钻头偏离方向。

4.2控制钻孔垂直度的主要技术措施

(1)对经回填处理的施工场地进行二次压实、平整，弥补一次回填、平整施工时遗留的场地缺陷；必要时还需在雨季配备足够厚度为10CM以上的钢板，以备铺垫。

(2)安装钻机时要严格检查钻机机座的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程应定时检查主动钻杆的垂直度，发现偏差应立即调整。

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(3)定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现间题及时维修或更换。

(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。发现钻孔偏斜，应及时回填粘土，冲平后再低速低钻压钻进。

(5)在复杂地形钻进，必要时在钻杆上加设扶整器。

5 钻孔塌孔与缩径

5.1扩径和缩径产生的主要原因

(1)由于钻孔施工过程中，钻杆的摆动和弯曲在旋转时就会造成扩径，而且其造成扩径的程度随着深度的增加而增加；其后果不仅会增大桩体体积，而且会削弱桩土之间的摩阻力。

(2)不同的土层土质有不同的壁立性。一般粘性土的壁立性较好，而软粘土（如淤泥和淤泥质土）在临空（泥浆）面容易产生蠕变，从而造成孔壁缩径；沙性土壁立性较差，容易造成塌落而造成孔壁扩径和孔底沉渣加厚，特别是在砂层中具有流速较大的承压水时，其危险性更大。

5.2安全质量预防措施

(1)为了避免由于机具功能不良造成的成孔扩径，要求钻杆的垂直导向装置要严紧、顺滑、无摆动，钻杆接头要牢固、顺直、无曲折。

（2）钻孔灌注桩穿过较厚的砂层、砾石层时，成孔速度应控制在2米/小时以内，泥

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浆性能主要控制其密度为1.3~1.4g/cm³、粘度为20~30s、含砂率≤6%，若孔内自然造浆不能满足以上要求时，可采用加粘土粉、烧碱、木质素的方法，改善泥浆的性能，通过对泥浆的除砂处理，可控制泥浆的密度和含砂率。没有特殊原因，钢筋笼安装后应立即灌注砼。

6、关于沉渣厚度不符合规范要求

6.1沉渣厚度不符合规范要求的原因分析

（1）清孔泥浆质量差或未按规范要求进行二次清空，致使清孔无法达到设计和规范要求。

（2）测量方法不当造成误判，要准确测量孔底沉渣厚度首先需准确测量桩的终孔深度，桩的终孔深度应采用丈量钻杆长度的方法测定，建议取孔内钻杆长度+钻头长度（钻头长度取至钻尖的2/3处），孔底附近以外的沉渣要比孔底多。

6.2安全质量预控措施

（1）在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔，当采用正循环清空时，前阶段建议采用高粘度浓浆清空，并加大泥浆泵的流量，使砾石粒能顺利地浮出孔口，孔底沉渣厚度符合设计要求后，应把孔内泥浆密度降至1.1~1.2g/cm³，清孔整个过程应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分析，若出现清孔前期孔口泥浆含砂率过低，捞不到粗砂粒，或后期把孔内泥浆密度降低后，孔底沉渣厚度增大较多，则说明前期清孔时泥浆的年度和稠度偏小，砂粒悬浮在孔内泥浆里，没有真正达到清孔的目的，施工时应特别注意这种情况。

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7灌注混凝土时堵管

7.1堵管原因分析

灌注混凝土时发生堵管主要由灌注导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注混凝土的准备时间太长、隔水栓不规范、混凝土配制质量差、灌注过程灌注导管埋深过大等原因引起。

7.2安全质量预控措施

灌注导管在安装前应有专人负责检查，可采用肉眼观察和敲打听声相结合的方法进行检查，检查项目主要有灌注导管是否存在小孔洞和裂缝、灌注导管的接头是否密封、灌注导管的厚度是否合格。必要时采用试拼装压水的方法检查导管是否破漏。灌注导管底部至孔底的距离应为300~500mm，在灌浆设备的初灌量足够的条件下，应尽可能取大值。隔水栓应认真细致制作，其直径和园度应符合使用要求，其长度应≤200mm。完成第二次清孔后，应立即开始灌注砼，若因故推迟灌注砼，应重新进行清孔，否则，可能造成孔内泥浆悬浮的砂粒下沉而使孔底沉渣过厚，并导致隔水栓无法排出导管外而发生堵管事故。

8关于灌注砼过程钢筋笼上浮

8.1引起灌注砼过程钢筋笼上浮的原因

（1）由于导管在混凝土中埋入过深，混凝土从深埋在混凝土里的导管下口流出时，推动导管外的上部混凝土整体上升，此刻已插入混凝土内的半节钢筋笼的主筋、箍筋与混凝土处于粘着状态，这部分混凝土由于坍落度的损失，与钢筋笼粘着力较大，粘着力与混凝

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土整体上升而产生的顶托力之和大于钢筋笼的自重，推动钢筋笼跟随混凝土一起上浮。

（2）当混凝土刚好浇筑到钢筋笼底部附近时，因机械故障、停水断电等原因而中断混凝土的浇筑，间隔0.5小时或者更长时间后再重新浇筑，使桩孔内顶部混凝土产生局部初凝或坍落度损失，混凝土流动性变差。重新浇筑时，混凝土带动钢筋笼整体上移，情况严重时甚至造成断桩。

（3）钢筋笼制作质量不佳或搬运时不小心，试钢筋笼底主筋向里弯折，弯折的正好插入导管接头肩部处，提拔导管时带动钢筋笼上浮。

8.2安全质量预控措施

（1）混凝土灌注桩时要保持孔内混凝土面均匀上升，导管的提升速度应与混凝土上升速度相适应，把导管的埋深（导管下口至导管外混凝土顶面距离）控制在3-6m以内，以防导管下口提出混凝土顶面。改善混凝土的和易性和保水性，混凝土坍落度为16~22cm，并有一定的流动保持率，混凝土初凝时间应满足整个灌注进程（从初灌第一斗混凝土开始至灌完最后一斗混凝土并拔出导管为止），一般宜在24小时内完成。

（2）在混凝土浇灌之前，必须准备好各种应急措施，保持水电供给。一旦开始灌注，就必须连续浇筑，不得中途停顿、间断，要一气呵成，每次灌注间歇时间应控制在15分钟以内，最多不得超过30分钟。

（3）制作钢筋笼时，将其主筋底部有意向外倾斜10-15mm，把钢筋笼最下面的一个箍筋焊接在主筋底部端头上。

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9桩身砼夹渣或断桩

9.1引起桩身砼夹泥或断桩的原因

（1）初灌混凝土量不够，造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有入混凝土内。

（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）混凝土的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）清孔时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，形成沉积砂层，阻碍混凝土的正常上升，当砼冲破沉积砂层时，部分砂粒及浮渣被包入混凝土内。严重时可能造成堵管事故。导致混凝土灌注中断。

9.2安全质量预控措施

导管的埋管深度宜控制在2~6米之间，若灌注顺利，孔口泥浆返出正常，则可适当增大埋管深度，以提高灌注速度，缩短单桩的混凝土灌注时间。砼灌注过程拔管应有专人负责指挥，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，确保导管的埋管深度≥2m。单桩的混凝土灌注时宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内。

10混凝土灌注过程因故中断的处理方法

混凝土灌注过程中断的原因较多，在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情况下，

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可采用如下方法进行处理

（1）若刚开灌不久，孔内混凝土较少，可拔起导管和吊起钢筋笼，重新钻孔至原孔底，安装钢筋笼和清孔后再开始灌注混凝土。

（2）迅速拔出导管，清理导管内积存混凝土和检查导管后，重新安装导管和隔水栓，然后按初灌的方法灌注混凝土，待隔水栓完全排出导管后，立即将导管插入原混凝土内，此后便可按正常的灌注方法继续灌注混凝土。此法的处理过程必须在混凝土的初凝时间内完成。

11结束语

由于钻孔灌注桩的全部工序过程基本都是在施工现场进行的，因此如何控制各道工序的施工质量是灌注桩成桩质量的关键所在。正循环泥浆护壁钻孔灌注桩的施工工序较多、难度较大、较易出现质量问题，作为监理人员务必要强调事先控制、加强事中控制、不断总结经验提高事后处理能力，才能在钻孔灌注桩施工中发挥积极的作用。

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