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1、第 1 页共 9 页关于钻孔灌注桩常见质量问题及其处理对策的报告工程技术部阳峰林（2011年 9 月 8 日）公司领导、项目领导、各位同仁：您们好！截至 9 月 8 日止，我单位已完成主线高架桥45 根桩基的施工任务。从桩基施工的情况看来， 近段时间施工进度明显加快，施工质量大幅提高，取得了较好的成绩，但也存在许多的问题，及时妥当的处理好这些问题， 对我们下一步提高桩基施工水平，确保桩基施工质量具有指导性作用。 以下我分三个方面对钻孔灌注桩常见质量问题进行综合分析，找出质量事故发生的原因，研究相应对策，尽可能的防止质量问题的发生。一、地质勘探方面存在的问题地质勘探主要存在勘探孔间距太大、孔深太
2、浅、土工试验数量不足、土工取样和土工试验不规范、桩周摩阻力和桩端阻力不准等等问题。因此，在桩基础开始施工前，应针对这些问题对地质勘探资料进行认真审查。另外，对桩基础持力层厚度变化较大的场地，应适当加密地质勘探孔， 必要时进行补充勘探， 防止桩端落在较薄的持力层上而发生桩端冲切破坏。二、桩基施工方面存在的问题2.1 开钻前存在的问题开钻前主要存在钻机设备陈旧、老化、安放不稳、钻机型号选择不当、护筒埋设不规范，地下管线调查情况不明等问题。2.1.1钻机选型桩径 1m的桩基宜选择 GPS-120 、GPS-150或 GPS-180型钻机，这是因为 GPS-100型钻机施工比较吃力，而GPS-200
3、或 GPS-250型钻机因人员配置不足而增长施工周期，电量消耗也较大， 这对进度和成本管理都是不利的。2.1.2护筒埋设第 2 页共 9 页在这里强调一下护筒的5 个作用：、定位；、保护孔口，防止地面石块掉入孔内；、保持泥浆水位，防止塌孔；、桩顶标高控制依据之一；、防止沉渣回流。护筒一般用48mm 厚的钢板制成，上部开 12 个溢流口，埋设深度在粘土中不宜少于1m ，在砂中不宜少于1.5m，其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆液面应保持高出地下水位1m以上。现在来看我们施工现场埋设的护筒，其埋设高度、深度、 垂直度均达不到规范要求，甚至有些墩台桩位埋设的护筒出现了穿孔的现象，无法满足保
4、护孔口， 防止沉渣回流的作用。一旦遇到雨天， 地面汇集的雨水极易流入孔内而造成坍孔或扩孔的危害。2.1.3地下管线调查桩基开钻之前， 应与业主或管线权属单位取得联系，确认无误后方可开钻。在高架桥主墩K94Z(桩号K8+009.9) 及 K112Z(桩号K8+579.3) 两处，分别碰到了污水管道和电信管线，其埋置深度均在610m处，施工方法前者采用明挖方式，后者采用拉管方式。由于地下管线调查情况不明， 造成施工暂时停顿， 情况严重者甚至造成经济损失。2.2 钻进施工存在的问题钻进过程中主要存在没有及时填写钻进原始记录、没有采用隔孔施工流水作业的技术， 孔径误差、钻孔垂直度不符合规范要求、 卡钻
5、、坍孔或扩孔、钻头磨损过大直径偏小等问题。2.2.1隔孔施工流水作业由于主线高架桥主墩桩基的间距均为2.5m，因此，采用隔孔施工流水作业是保证成桩质量的一项重要的技术措施，然而正在主墩K97Z 、K98Z、K99Z 打桩的施工人员竟然放弃这项技术而不用，我行我素，这对成桩质量有百害而无一利的。首先，这是因为钻孔灌注桩和打入桩不同。打入桩是将周围土体排开，桩身具有很高的强度， 土体对桩身产生被动土压力。钻孔灌注桩则是先成孔， 然后在孔内成桩，周围土体移向桩身，土体对桩身产第 3 页共 9 页生主动土压力。 尤其是成桩初期，桩身混凝土的强度很低，且钻孔灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的
6、桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的措施。其次是浙江省建筑标准设计图集（图集号 2004 浙 G23 ）中明文规定：采用多台钻机同时施工时， 相邻钻机不宜过近， 以免相互干扰，在相邻混凝土刚灌注完毕的临桩旁成孔施工，其安全距离应大于4D(D为桩径) ，或最少时间间隔不应少于36h。2.2.2孔径误差孔径误差主要是由于工人疏忽用错其它规格的钻头，或因钻头陈旧，磨损后直径偏小所致。对于桩径8001200mm 的桩，钻头直径比设计桩径小1020mm是合理的。 每根桩开孔时， 合同双方的技术人员应验证钻头规格， 实行签证手续，对于连续施工，钻头磨损过大直径偏小的应及时修正偏差。2.2.3钻孔垂直度不符合规
7、范要求控制钻孔垂直度的主要技术措施为：2.2.3.1压实、平整施工场地；2.2.3.2安装钻机时应严格检查钻进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，发现偏差应立即予以调整。GPS-100型钻机，由于主动钻杆没有定向钻进轨道，钻进过程中摇摆不定，其成孔垂直度、孔径均难以保证。2.2.3.3在复杂地层种钻进，必要时在钻杆上加设导正器。2.2.3.4定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现问题及时维修或更换。钻进过程中，部分墩台钻机在2030m的位置处较早的进入粉砂地层，造成施工困难，钻头磨损直径偏小的现象，一旦碰到这种情况，现场施工人员应采取有效的施工技术手段，通过改换钻头、减
8、缓钻进速度、增大护壁泥浆比重等施工技术措施，来克服施工困难，达到持续钻进，直至终孔的目的。2.2.3.5在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进时，应低速低压钻进。发现钻孔偏斜，应及时回填粘土，冲平后再低速低压钻进。第 4 页共 9 页2.2.4卡钻卡钻一般有粘吸卡钻、泥包卡钻、沉砂卡钻、缩径卡钻及落物卡钻等 5 种形式，其表现特点，预防措施、处理方法各不相同。当遇到沉砂卡钻时， 处理方法是如果能小排量循环泥浆的话，就维持泥浆小排量循环， 逐渐提高泥浆的比重和粘度，以提高循环泥浆的携砂能力， 然后再逐渐提高循环泥浆的泵送排量，力争把循环通路打开；如果失去泥浆的循环， 只有利用倒扣套铣解卡。预防措施是不
9、要硬拔钻具，应尽快调整循环泥浆性能，适当增大泥浆泵排量；发现泵压升高及粉砂返出较少时应控制钻速，或停钻活动钻具； 若泥浆循环失灵，要立即停泵放回水， 使堆积压紧的层砂松一下， 立即上提钻具，拔出后再划眼通井。当遇到缩颈卡钻时，处理方法是遇卡初期，应大力活动钻具，争取解卡；用震击器震击解卡； 如果上述两种方法无效，只有利用钻具倒扣或爆炸倒扣套铣解卡。预防措施是下钻遇阻绝不可强压，应向下划眼，消除阻力；起钻时遇阻不能硬提，应循环钻井液，采取倒划眼的办法起出。当遇到落物卡钻时， 处理方法是争取转动解卡， 在不超过钻杆安全负荷的前提下，用最大的拉力上提；起钻时发生落物卡钻，在不超过钻杆安全负荷的前提下
10、，用全部钻具的重量猛力下压； 用震击器下击解卡；如果是水泥块造成的卡钻， 可以用抑制性盐酸来处理；如果下压、震击均无效，只有利用钻具倒扣套铣解卡。预防措施是定时检查井口工具，防止井口落物； 在悬重或泵压不正常的情况下，不能向钻杆内投入测斜仪、钢球等物件。2.2.5坍孔或扩孔坍孔产生的原因有5 点：、泥浆比重不够及其它性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实的泥皮；、护筒埋置太浅， 下端孔口漏水；、由于掏渣后未及时补充水或泥浆，或钻孔通过砂砾等强透水性层，孔内水流失造成孔内水头高度不够；、松散砂（粉砂）层中进尺太快。第 5 页共 9 页坍孔预防及处理措施有3 点：、在松散砂层中钻进时严格控制进尺速度
11、， 适当调试护壁泥浆的性能；、发生孔口坍塌时，应拔出护筒用粘土回填重新埋设再钻；发生孔内坍塌，应判明其位置，用砂和粘土回填至坍孔处以上12m ，待沉积物密实后再钻；、清孔时指定专人补水，吊放钢筋笼时对准钻孔中心竖直插入。2.3 清孔施工存在的问题清孔后，主要存在孔底沉渣过厚或混凝土开灌前孔内泥浆二个指标（比重、含砂量）过大的问题。45 根桩基孔内泥浆的二个指标检测次数 46 次，其中泥浆比重最大值为1.37 、最小值 1.22、平均值1.33；含砂量最大值7.5%、最小值 2% 、平均值 4% 。孔底沉渣过厚除清孔泥浆质量差，清孔无法达到设计要求外， 还有测量方法不当造成误判。要准确测量孔底沉
12、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，取孔内钻杆长度钻头长度，钻头长度取至钻尖的2/3 处。其次采用测绳+重锤和测绳 +圆盘（直径约10cm ）相结合的方法来测试孔底沉渣厚度，是一种行之有效、稳妥可靠的测量方法。在含粉砂、粗砂和砾砂的地层钻孔，当采用正循环清孔时，前阶段应采用高粘度浓浆清孔，并加大泥浆泵的流量， 使砂石粒能顺利地浮出孔口， 必要时需要使用泥砂分离器将砂分离。孔底沉渣厚度符合设计要求后，应把孔内泥浆比重降至1.0 1.1 。清孔整个过程应专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣的厚度，及时对孔内泥浆三大指标和孔底沉渣厚度的变化进行检测和分析，若出
13、现清孔前期孔口泥浆含砂量过低，捞不到粗砂粒，或后期把孔内泥浆比重降低后，孔底沉渣厚度增大较多， 则说明前期清孔时泥浆的粘度和稠度偏小，砂粒悬浮在孔内泥浆里面， 没有真正达到清孔的目的， 施工时应特别注意这种情况。K92Z主墩 2#和 6#桩基一清由于采用了泥砂分离器，清孔前期孔内泥浆含砂量测试值分别为5% 和 6% ，清孔后期测试值均为2% ，由此可见，采用泥砂分离器分离砂石，降低孔底沉渣厚度效果显著。第 6 页共 9 页2.4 钢筋笼制作安装存在的问题钢筋笼主要存在制作不符合设计图纸的要求，加强箍、吊筋焊接不牢或吊筋强度不够、安装时钢筋笼部分变形，陈放困难等问题。从抽查的 57m 、59m
14、、67m 、71m桩基钢筋笼制作情况来看，第一段配筋不是长出几十厘米，就是短了几十厘米，究其原因，前者是因为施工原因需要加长所致，后者可以说是工人在减料； 第二段配筋大都长出2030cm ，据分析是工人在偷工，懒得切除长出的钢筋。除之以外，最上部的加强箍距钢筋笼顶标高的长度最好控制在11.2m的范围，否则将影响锚入承台部分的钢筋笼（喇叭形）施工。从 45 根桩基施工的情况看来，有10% 的桩基出现了加强箍、吊筋焊接不牢或吊筋强度不够而引发的吊装施工质量问题。为了确保钢筋笼吊装安全， 焊接工人应仔细检查每节钢筋笼最上部的加强箍（吊装位置）焊接是否牢固，必要时需增加两道对称的限位钢筋，以防止钢筋笼
15、掉入孔内。除之以外，钢筋笼的吊筋应使用至少2 根以上的HRB335 16 钢筋。钢筋笼安装困难是因为桩径过少，钢筋笼骨架制作过大或吊装过程中骨架变形而引起的。施工时应经常检查桩径及钢筋笼骨架的大小，发现问题及时纠正偏差，否则，将影响混凝土导管的安装。钢筋笼安装的同时，安装声测管，声测管一边安装，一边往里加满水。声测管安装完毕后，应盖好顶盖或用泡水的木塞塞好，以防止异物吊入管内。为了防止声测管掉入孔内，声测管应采用10#铁丝绑扎牢固。2.5 水下混凝土灌注和桩身混凝土质量问题水下混凝土灌注过程中，主要存在初灌时埋管深度达不到规范值、堵管、桩身夹砂或断桩等问题。2.5.1初灌时埋管深度达不到规范值
16、规范规定，灌注混凝土导管的底端至孔底的距离应为300500mm ，初灌时导管埋深应 1000mm 。在计算混凝土的初灌量时，有的单位仅仅计算了1.0m 桩长所需的混凝土量，漏算了导管内积存的第 7 页共 9 页混凝土量，初灌量不足造成埋管深度达不到规范值。另一方面，施工单位准备的导管长度规格太少，安装导管时配管困难， 有时导管低至孔底的距离偏大， 而导管安装人员没有及时把实际距离通知混凝土班作业人员，形成初灌量不足导致埋管深度达不到规范值。2.5.2灌注混凝土时堵管灌注混凝土时发生堵管主要由于灌注混凝土导管破漏、完成二次清孔后灌注混凝土的准备时间太长、混凝土配制质量差、 灌注过程中混凝土导管埋深过大等原因引起。灌注混凝土导管的水密性，安装前应采用试拼装注水法进行检查，安装时应有专人负责， 可采用肉眼观察和敲打听声相结合的方法进行检查， 混凝土灌注时可采用投入干净石子的方法进行检查，检查项目主要有灌注混凝土导管是否存在小孔洞和裂缝、灌注混凝土导管的接头是否密封、厚度是否合格。完成第二次清孔， 孔底沉渣厚度及泥浆性能满足要求后，应立即开
