钻孔桩施工容易出现的问题及预防处理措施

　　内容提要：对钻孔桩四个工序容易出现的问题及原因进行总结和分析，提出相应的预防和处理措施。

　　关键词： 钻孔桩,问题,原因,预防和处理措施。

　　一、前言

　　钻孔灌注桩是桩基础应用最广泛的一种，无论是公路或铁路桥梁，钻孔灌注桩都占有相当大的比例。钻孔桩在钻孔、清孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土这四个工序中，无论哪个环节出问题，都可能前功尽弃，甚至导致报废桩。因而在这些工序中预防和处理一些问题就显得十分重要。本文在实践中从这四个工序容易出现的问题入手，分析原因，采取相应的预防和处理措施，取得了良好的效果，现将总结的结果逐一介绍：

　　二、钻孔容易出现的问题

　　(一)、中心偏位

　　1、中心偏位的原因

　　一般钻孔时中心都有不同程度的偏位，但超过5cm范围，将影响钢筋笼的吊放和桩的承载力，造成这种偏位过大的原因有：(1)测量放线有误。(2)钻机移位。长时间的冲击振动，有可能造成钻机移位。(3)钻头刚接触到的地质岩层倾斜，造成钻头冲击力不均匀，向地势较低的岩层方向打滑。

　　2、预防和处理措施:

　　(1)施工前应精确测定桩位中心点，并加以复核，确信数据、桩点无误后再开始施工，这种原因应尽力避免。(2)埋设护筒时，原桩位点即被破坏，但埋好护筒后应再次用经纬仪在护筒口用油漆打上骑马桩点，钻机将钻头提离桩底，对比垂直的钢丝绳和骑马桩中心点重合情况，相应地调整钻机位置。

　　(3)如是地质问题造成中心偏位，可抛片石回填至钢丝绳刚偏离护筒中心位置处以上1.5米～2.0米的高度，然后重新打孔。若发现还有偏移趋势，可反向于偏离方向沿护筒直径固定一木杠，强迫钢丝绳移向中心。

　　(二)、塌孔

　　1、塌孔的主要原因有：

　　(1)护筒埋设方法不当;(2)护筒内水位低于地下水位或河中水位;(3)钻孔初期采用大冲程。

　　2、预防和处理措施：

　　护筒的埋设应根据所处地质条件而定。a护筒埋设时顶面应高出岛面或原地面0.3m左右，护筒底部在岸滩上，砂性土不少于2m，粘性土不少于1m，当地表为淤泥等松软土层，应穿过淤泥将筒底设置在较密实的土层中至少0.5m;b在岸滩或水中筑岛埋设护筒，其底部应埋置在地下水位或河床0.5m 以下。水深小于3m的浅水软土或砂土，应将护筒底深入河底土层内，其深度在粘性土中不少于2m，砂性土中不少于3m。c若水深超过3m埋设护筒，护筒底部入土深度不小于3m(其中不包括淤泥层)，应尽可能插入粘土层中。若有冲刷现象，护筒应在施工水位冲刷线以下不少于1m;d护筒埋设的方法较多，有挖孔埋设、填筑埋设、射水埋设、压重、反拉下沉、抓泥下沉、吸泥下沉。再着重叙述挖孔埋设。如图示：

　　在砂土、粉砂土和砾等松散河床埋设护筒，应在桩位处挖空心思比护筒还深50cm，比护筒直径还大40~50cm的圆坑，然后在圆坑回填50cm粘土，分层回填之后埋设护筒。若在粘性土中挖埋时，则坑底深和护筒底面平，坑底稍加平整，即可埋设护筒。埋设时，四周粘土要分层对称夯实，在护筒口地表回填粘土范围内，沿护筒圆周铺一层厚10cm的混凝土保护孔口，防止水浸入护筒四周壁，避免护筒下沉。e护筒内水位过低，将引起筒外水压过高，将孔涌塌，这种情况多发生在钻孔过程抽渣或清孔未能及时向护筒内补水。正确的做法是无论在任何情况下应保持孔内水位高出地下水位或施工水位差1.0~1.5m(地质较好时)或1.5~2.0m(地质较差时)。开钻初期应遵循速度先慢后快、冲程先小后大的原则，通过砂砾或含较大的卵石层，宜加大泥浆稠度，并采用1~2m小冲程，通过亚粘土、轻粘土等粘土层，因土层本身可造浆，应降低泥浆稠度，并采用1~1.5m小冲程，注意任何情况下冲程不得大于6m。 f无论哪一种原因，一旦造成护筒口下沉坍塌，处理办法只有拔出护筒回填孔，重新埋设护筒，这对工程的损失很大，特别是在要接近成孔的时候，因而塌孔应尽量避免发生。

　　(三)、卡钻

　　1、卡钻的主要原因有：

　　(1)、通过粘土层时，泥浆稠度过大;(2)、抽碴后或其它原因停钻再次开钻时，冲程过大;(3)、钻头磨损后补焊过多。

　　2、预防和处理措施：

　　(1)、通过粘土层时，由于土层本身可造浆，增大了泥浆对钻头的粘滞力，因此这一类地质应减少入孔的泥浆稠度;(2)、停钻后，泥浆颗粒下沉，在孔底部较稠，再次开钻时应遵循由低冲程逐渐到大冲程的原则;(3)、钻头补焊过多嵌入孔内，阻力明显加大，因此应注意补焊后钻头的直径不得大于孔径;(4)、一旦卡钻，可用压风管伸入孔底，用压缩气搅动孔底泥浆，可使其泥浆稠度相对低些。

　　(四)、掉钻

　　1、掉钻的主要原因：

　　(1)、卡头松动，钢丝绳从卡头处滑脱;(2)、钢丝绳断裂。

　　2、预防和处理措施：

　　(1)、施工过程中要勤检查钢丝绳卡头的松紧情况和钢丝绳的磨损情况，及时拧紧卡头，保养、更换钢丝绳;(2)、钻头应有副绳，一旦掉钻，可用多钩爪打捞。

　　三、清孔时容易出现的问题

　　(一)、塌孔

　　清孔造成塌孔的原因和预防措施前面已经说过，这里就不再重复。

　　(二)、清孔不彻底，泥浆稠度过大

　　1、灌桩时，随导管的拆卸，管内混凝土对底部的压力相对减少，如果清孔不彻底，泥浆稠度过大，随管底的压力减少，泥浆压力可能与混凝土产生于管底的压力达到平衡，导致卡管。因此清孔时应掌握好清孔的时间和孔内泥浆的稠度，一般清达到1小时，当泥浆比重降止1.01~1.05/cm3,抽渣筒内钻渣和泥团明显减少，无粗颗粒为止;(2)、一旦卡管，一定要措施果断，不可久停，应立即组织人力，用泥浆泵将孔口稠泥浆吸走的同时，迅速注入清水，压风管配合，高压气将泥浆翻动、稀释，或者加长导管在孔口外的长度，增加管内混凝土的压力，并上下提升导管(1m范围内)。

　　四、吊放钢筋笼容易出现的问题

　　(一)、钢筋笼不能下至孔底

　　1、钢筋笼不能下至孔底的原因有：

　　(1)、钢筋笼整体直径过大，或对焊起来的部分钢筋笼直径过大;(2)、对焊连接起来的钢筋笼轴线非直线;(3)、孔径不一致;(4)、钢筋笼下部插入孔壁。

　　2、预防和处理措施

　　(1)、钢筋笼整体直径过大或对焊起来的部分钢筋笼直径过大，这就要求施工技术人员在加工钢筋笼时应严格控制架立筋的直径大小，只要对每个架立筋都精确量其直径，这种原因是可以避免的;(2)、桩基深度一般都有10m以上，半成品钢筋笼一般加工长度每节为5~6m，井口对焊钢筋笼，钢筋笼在井下部分没入泥浆，钢筋笼轴线不易保持顺直，可在孔口上面的钢筋笼顶沿直径方向各绑一根绳子，人工施以拉力，保持上部笼子的竖直度。对焊时，再注意各个钢筋的搭接长度，长短基本相等，有条件的，可在地面上一次焊成，用吊车吊起下入孔内;(3)、为保持孔径基本一致，应当时常检查钻头的磨损情况，一旦钻头直径磨损超过1.5cm时，应当补焊，但不宜过多，否则容易卡钻;(4)、为避免钢筋笼吊放过程中插入孔壁，吊放钢筋笼之前，将钢筋笼下端50cm范围内的钢筋围绕轴线向中心收缩15~20cm即可。

　　(二)、钢筋笼上浮的原因

　　1、钢筋笼上浮主要原因是未加以固定。

　　2、预防和处理措施

　　(1)、在钢筋笼上端焊接四根Φ19~22mm钢筋，其顶端做成圆环，固定在护筒顶部或施工平台上。(2)、用钢筋焊成一个圆形钢筋网，钢筋网与钢筋笼下端焊接，灌注混凝土后将钢筋网压住，可避免钢筋笼上浮。

　　五、灌注混凝土容易出现的问题

　　(一)、首批混凝土不能下至孔底

　　1、首批混凝土不能下至孔底的原因

　　(1)、下导管时，速度过快，将导管底部碰卷，砂球不能顺利落下;(2)、砂球绑扎形状不合适，加之导管未刷油，或导管壁上有混凝土残渣未清除干净，磨擦过大，砂球不能顺利落下;(3)、计量不准，混凝土拌合物和易性差或首批混凝土生产时间过长，导致混凝土离析。

　　2、处理预防措施

　　(1)、导管下端20cm范围内围绕导管外壁加焊一圈3mm厚钢板，下导管时，应人工手扶导管使之对准孔中心，慢速度下放，以免导管下端猛烈碰撞孔壁或孔底，将管口碰卷、变形;(2)、下导管之前，应将导管内壁混凝土残渣清除干净，刷上机油，并将已绑好的扎球探险入管内，用铁丝拉动，以砂球能密贴导管且能自由拉动为原则;(3)、首批混凝土所需方量一般较大，直径1.5m的钻孔桩首批混凝土约3.0m3，为了缩短首批混凝土生产时间，最好在工地上准备2台搅拌机、2台运输小翻斗，尽量缩短首批混凝土生产时间，以免混凝土离析。另外水下混凝土对坍落度的要求较大，拌料时应严格按施工配合比计量，将其坍落度控制在180~220mm之间。

　　(二)、卡管

　　1、卡管的原因

　　卡管发生在首批混凝土灌注和以后灌注的两个过程中，造成卡管的原因有：(1)、混凝土和易性差;(2)、清孔不彻底，导管插入过深。

　　2、预防和处理措施

　　(1)、若是首批混凝土发生卡管，经过努力仍不能使混凝土顺利下落，应拔出导管，清除导管内残存的混凝土，重新绑扎砂球、刷油、下导管;若在过程中发生卡管，可按清孔中所述方法，经努力无效后，按断桩处理;(2)、由于清孔造成的卡管及处理措施在清孔时已说过，不再重复。

　　(三)、颈缩

　　颈缩多发生于灌桩接近结束时，由于从孔底上升的泥浆稠度加大，而导管不断拆卸，管内混凝土的压力相对减少，虽不致于发生卡管，但由于导管偏离孔中心，造成泥浆压力分布不均，如果颈缩在地下水位2~2.5m以下，则造成短桩。这种情况发生在地下水丰富或砂砾石河床中，凿桩、补桩相当麻烦，故应尽量避免发生短桩。

　　(四)、断桩

　　1、造成断桩的原因

　　(1)、管底离孔底距离不合适，造成初埋导管深度不够;(2)、断管;(3)、灌桩过程中提升导管幅度过大;(4)、孔中出现大窟窿。

　　2、处理和预防措施

　　(1)、导管口距离孔底应为30cm，考虑首批混凝土入管后和提升导管钢丝绳的变形、拉长，管底距孔底距离约为50cm。如果导管底距孔底距离过大，造成首批混凝土入孔后，导管埋入长度小于80 cm，或者更小，甚至埋不住导管而断桩，一旦此类情况发生，应立即拔出导管，用抽渣筒捞尽孔内混凝土，重新下导管。注意捞渣时应小心，不可将抽渣筒的钢丝绳与钢筋笼缠在一起;(2)、颈缩长度在地下水位以下4~5m以上也称断桩。因为在深水4~5m以下要补一个短桩，其代价与原桩位重新打孔灌一个桩的代价不差上下。断管是由于导管插入混凝土深度过大，导管下部分混凝土已有强度，增大了提升导管的阻力，提升导管时将导管从法兰连接处拔断形成断桩。断管的原因主要是因为导管埋入过深，因此施工时一方面要提高灌桩的速度，另一方面要勤于检查孔内混凝土的高度和导管埋入混凝土的深度，一旦埋入深度超过6 cm，应及时提升导管并根据实际情况确定拆卸导管的节数;(3)、提升导管时，将管底提出混凝土面形成断桩。导管埋入混凝土内的长度过少，提升幅度过大是直接的原因，为此，施工时技术人员应注意导管埋入混凝土内的深度不大于6m的同时也不得小于3m，提升导管拆卸前，一定要探清楚导管在混凝土内的埋深度以便确定拆卸导管的节数，这个环节不可轻视大意;(4)、如果成孔上下基本保持规则的圆珠笔形断面，则混凝土上升的高度与拌合物的盘数有一定的比例关系，但实际施工时，有可能出现这样的情况，清孔时，由于捞渣筒的碰撞等原因在孔的中或下部出现塌孔，造成孔径上下不一致，即所谓的“大肚子”，这时，混凝土在孔内的上升高度与拌合物料盘数的比例关系就发生了改变，倘若还以孔径较规则的比例关系推算，就会多计导管埋入混凝土内的长度，导致提升导管长度过大形成断桩，这要求施工技术人员在灌桩过程中不仅要记录混凝土的盘数，而且还要每隔10~15分钟亲自检查一次实际混凝土上升的高度，万不可单凭主观和理论计算。

　　(五)、短桩

　　1、短桩原因

　　(1)、一方面是由于颈缩造成;(2)、另一方面是由于灌桩结束拔出导管前，没有正确测出孔内混凝土的高度。

　　2、预防和处理措施

　　(1)、灌注桩接近结束时，应用尼龙绳绑一金属重物，探入孔中，金属与混凝土内的石子磨擦，明显通过细绳可以感觉到。这种测试不仅在孔中心进行，还要在孔的周边进行几次，以绳子最长的混凝土面为准来控制;(2)、为了防止颈缩造成短桩，应保持导管处在孔的中心，不可偏向一侧。

　　五、实用效果

　　由于我们提前分析并采取了预防措施，在桥梁基础施工中，避免了各类问题的出现，这里也包括加强施工管理方面的措施。施工单位在管理有序的前提下，对钻孔桩可能出现的问题提前考虑，多采取一些积极的预防措施，一定会做到有备无患。

《钻孔桩施工容易出现的问题及预防处理措施》

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