浅谈钻孑Ｌ灌注桩常见的质量通病与防治 王 朝 （中铁七局集团第五工程有限公司，河南郑州４５００１６） 摘要：结合石（家庄）武（汉）高速铁路跨连（云港）霍（尔果斯）高速公路特大桥项目工程实践，分析钻孔灌注桩施工时常见的质量 通病形成原因，并提出防治措施，以指导施工人员正确进行钻孔灌注桩施工，保证施工质量。 关键词：石武高速铁路；钻孔灌注桩；质量通病；防治 中图分类号：ＴＵ４７３．１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—５７８１（２０１２）０１—０１０２—０３ 钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工 简单易操作且设备投入一般不是很大，所以目前得到 了广泛的应用。这是因为该种施工方法，可以变水下 作业为水上施工，从而很大程度上简化了施工，缩短 循环和反循环工艺施工，桩深范围内局部含钙质泥岩。 桥址区有一层类型为第四系松散岩类孑Ｌ隙水的地下 水，主要存在于透水性好的砂土，属孔隙型潜水，水量 较丰富。随季节、降水量变化而变化，地下水埋深 ０．３～Ｏ．７ ｒｎ，标高７６．６５～８４．２８ ｍ。 工期，降低了工程造价，而且所需设备简单，操作方 便。但其施工过程大部分是在水下进行的，无法观 察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个 环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进 度，甚至给国家财产造成重大损失，以致影响工期并 对整个工程质量产生不利影响。所以，对其施工过程 ２钻孔施工时的质量通病及防治 ２．１坍孔 在成孑Ｌ过程中或成孑Ｌ后，如在排出的泥浆中不断 出现气泡，或护筒内的水位突然下降，就显示已坍孔。 其分成：孔口坍塌和孔内坍塌。 （１）坍孔原因：土质松散、泥浆比重不够或其他 泥浆性能指标如粘度、胶体率等不符合要求；护筒埋 每一环节都必须要严格要求，尽量避免发生事故及减 少事故造成的损失，以利于工程的顺利进行。本文就 施工中遇到的问题和石家庄至武汉高速铁路客运专 线第三合同段７０６ ｋｍ＋９３７．２３５ ｍ跨连霍高速公路 特大桥工程灌注桩施工经验，对施工中常见的质量通 病进行分析，并提出防治措施。 置过浅；孑Ｌ内水头高度不够或孑Ｌ内出现了承压水，降 低了静水压力差；钻头撞击孔壁；钻进速度快、钻头长 时间空转、成孔后待灌时问过长和灌注时间过长等。 （２）处理办法：①发生孔口坍塌时，及时回填黏 土或码砌黏土草袋加固护筒后继续钻孑Ｌ。当护筒有 偏斜移位时，则拆除护筒，填死钻孔，待沉淀密实后再 １ 工程概况 跨连霍高速公路特大桥位于郑州郊区及郑东新 区，线路跨越连霍高速公路、贾鲁支河、东风渠、规划北 四环路、规划北三环路、规划相济路、规划祭城路、动车 重新埋设护筒再钻。若孔口坍塌严重，危及钻机稳定 时，宜下钢护筒至未坍处以下１ ｍ。②发生孑Ｌ内坍 塌时，应探明坍孔位置，将砂和黏土混合物填至坍孔 位置以下１～２ ｍ，如坍孑Ｌ严重，应全部回填，等回填 物沉积密实再重新钻进［ 引。 ２．２斜孔 走行２号线、３号线、４号线及多条道路。本桥址区通 过的地貌单元为黄河冲积平原，地势较为平坦开阔，根 据设计图纸地质勘探资料显示其地层较为复杂，按其 成因和时代分类主要有：第四系全新统冲洪积形成的 粘性土、砂类土；第四系上更新统冲洪积形成的粘性 土、砂类土，岩性层理规律性较强。设计采用钻孑Ｌ灌注 桩基础，共有工程桩１ ６９１根，共计７９ ９８８．５ ｍ，采用正 收稿日期：２０１Ｉ－１２—２９；修改日期：２０１２ ０１ ０５ 桩孔成孑Ｌ后．垂直桩不竖直或桩位偏离设计桩 位等。 （１）斜孔原因：在钻孑Ｌ中土质软硬不一或遇有较 作者简介：王朝（１９８２一），男，湖北随州人，中铁七局集团第五工程有限公司助理工程师 １０２ 《工程与建设》２０１２年第２６卷第ｉ期 大孤石或探头石；护筒倾斜和位移；钻杆不垂直，接头 不正；钻头导向部分太短，导向性差；扩孔较大时，钻 头摆动偏向一方；钻机底座未安置水平或产生不均匀 沉陷等。 （２）处理办法：可在偏斜处上下反复扫孔，使孔 位正直；偏斜严重时应回填砂黏土到偏斜处，待沉积 密实后再继续钻进；钻进时，应回填砂砾石和黄土，待 沉积密实后再钻进，钻头使用双腰带钻头。 ２．３缩孔 原因：钻具焊补不及时；泥浆护壁不好。处理办 法：钻头上下反复扫孔，使之扩大，控制好泥浆比重。 ２．４卡钻、掉钻和埋钻 卡钻是指钻头被卡住。掉钻是指钻头脱开钻杆 掉人孔内。埋钻是指掉钻后打捞造成坍孔的现象。 （１）事故原因：①卡钻：冲击钻孑Ｌ时旋钻不匀， 产生梅花形孔，或孔内有探头石等，均能发生卡钻。 护筒下端被钻头撞击变形及钻头倾倒，也能发生卡 钻。②掉钻：卡钻时强提、强扭，使钻杆钢丝绳断裂； 钻杆接头不良、滑丝；电机接线错误，使不能反钻的钻 杆松脱，钻杆、钢丝绳、连接装置磨损，未及时更换等 均造成掉钻现象。③埋钻：在打捞掉人孔中的钻头 时，碰撞孑Ｌ壁产生坍孔而造成。 （２）处理方法：①卡钻：可上下提动钻头并左右 反复摆动大绳，使钻头转动后沿其下落轨迹提出。一 般不宜强提钻头，轻提不动时，可用冲、吸的方法将钻 头周围的钻渣松动后再提出。②掉钻：宜迅速用打 捞叉、钩、绳套、磁铁等工具打捞。③埋钻：较轻的是 糊钻，此时应控制进尺，减慢钻进速度，加快泥浆循 环，严重时应提出钻头清理。 ２．５护筒冒水、钻孔漏浆 护筒外壁冒水，护筒刃脚或钻孔壁向孔外漏 泥浆。 原因：护简埋设太浅。周围埋土不密实，或护简 接缝不严，在护筒刃脚或其接缝处产生漏浆；钻孔中 遇透水性强或地下水流动的地层；钻头起落时，碰撞 护筒，造成漏浆；护筒内水位过高。 处理办法：护筒刃脚冒水，可用黏土在四周填实 加固；如护筒接缝漏水，可降低孔内水位进行堵塞；若 护筒严重下沉、位移，则应返工重埋护筒；钻孔孔壁漏 水，可倒人黏土或填人片石、碎卵石土，以增强护壁。 ２．６清孔后孔底沉淀超厚 原因：清孑Ｌ不干净或未进行二次清孔；泥浆比重 过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊 放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底； 清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。 处理办法：清孔应根据设计要求、钻孔方法、机具 设备条件和土层情况选定适宜方法，钢筋笼吊放时， 使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁； 加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣； 下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求， 则应利用导管进行二次清孔，直至孑Ｌ口返浆比重及沉 渣厚度均符合设计要求［ ］。 ３灌注水下混凝土的质量通病及防治 ３．１导管堵管 导管已提升很高，导管底口埋人混凝土接近 １ ｍ，但导管内的混凝土仍不能涌翻上来。 原因：混凝土离析，粗骨料集中造成导管堵塞；由 于灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土初凝，增大 了混凝土下落的阻力，使混凝土堵在管内。 处理方法：灌注不久发生堵管时，可用长杆冲、捣 或用振动器振动导管。若无效，拔出导管，用空气吸 泥机或抓斗将灌入孔底的混凝土清出，换新导管，重 新灌筑。 ３．２夹泥、断桩 先后灌注的混凝土层之间，夹有泥浆或钻渣层， 若存在于部分截面，为夹层；若存在于整个截面有夹 泥层或混凝土有一层完全离析，基本无水泥浆粘结， 为断桩。 原因：灌注水下混凝土时，混凝土的坍落度过 小。集料级配不良，粗骨料颗粒太大，灌注前或灌 注中混凝土发生离析；在灌注中发生堵管又未能处 理好。或灌注过程中发生导管卡挂钢筋笼，埋导 管，严重坍孔，处理不良时，都会演变成桩身夹泥、 断桩的质量事故。 处理方法：断桩或夹层发生在桩顶部时，可将其 剔除，然后接长护筒，并将护筒压至灌筑好的混凝土 面以下，抽水、除渣，进行接桩处理；桩身混凝土有局 部松散或夹泥、局部断桩时，应采用压浆补强方法处 理；对于严重夹泥、断桩，要进行重钻补桩处理［ ¨］。 ４结束语 以上是钻孑Ｌ灌注桩施工过程中常见的几种质量 （下转第１３４页） 《工程与建设》２０１２年第２６卷第１期 １０３ 采用路面车辙检测系统（ＪＧ－１型）测试实验路段 车辙深度，见表５所列。 表５车辙深度 车辙深度数据结果显示，检测路段车辙深度较小， 采用水泥混凝土修复上基层的路面结构同采用大粒径 沥青碎石修复上基层的路面结构车辙深度水平接近。 基层修补应用效果较好。 （３）为加强排水可以采用的措施有：设置排水 管；设碎石垫层；侧面设排水盲沟。侧面设排水盲沟， 路肩处要开挖面层，影响外观。由于水泥混凝土基层 摊铺后需要养生，因此考虑施工进度一般刚性基层适 用于破坏路段较短的局部路段处理。 口 ］ ］ ］ ］ ］ ］ ］ ］ ３结束语 （１）水泥混凝土基层也是一种有效地基层病害 维修措施，但路基状况影响刚性基层的使用效果。对 于承载力比较均匀的挖方路段，刚性基层修复路段， 经过４年后，路况较好，无裂缝及其他病害；而填方路 段，由于承载力不均匀或承载力低，导致在刚性基层 ［参考文献］ 田耀刚，韩庆，田世亮，等．刚性基层沥青路面层问病害调查与 研究ｒＪ＿．武汉理工大学学报，２０１０，３２（４）：１６９—１７２． 板的边缘竖向变形大，出现纵向裂缝。靠近路肩部位 的路基受施工工艺及降雨等因素的影响，更容易出现 承载力不足，纵缝首先在此部位出现。 雍国武才，李东庆，张坤，等．青康公路水泥混凝土路面和沥青 混凝土路面病害调查与分析Ｉ－Ｊ］．公路，２００９（１２）：１５８—１６３． 沙庆林．高速公路沥青路面早期破坏现象及预防ＦＭ］．北京：人 民交通出版社，２００１． （２）采用水泥混凝土基层修补破损基层具有特 定的适用条件，当上基层出现疲劳纵缝、横向裂缝密 沈金安．高速公路沥青路面早期损坏的调查研究［Ｍ］．北京：人 民交通出版社，２００３． 集、局部出现网裂时都可以挖除上基层，使用水泥混 凝土基层。但要采用刚性基层时，必须保证下承层不 发生不均匀竖向变形并且承载力良好，当水稳下基层 也出现纵缝或网裂、沉陷时，说明底基层或路基出现 较大不均匀变形或者是底基层承载力较差，这时不适 合采用水泥混凝土基层。对于挖方路段，水泥混凝土 （上接第１０３页） 杨广庭，孟繁宏．道路纵向裂缝治理的研究［Ｊ］．公路交通科技 （应用技术版），２００７，９（９）：５ ７． 唐杰军，张玉中．高路堤沥青路面纵向裂缝的类型及成因分析 ｒＪ＿．中外公路，２００７（８）：８６—８８． 李炜光，田世亮，郭艳明，等．半刚性基层沥青混凝土路面大修工 程病害调查及成因分析ＥＪ］．公路，２０１０（２）：１６Ｏ一１６３． ＪＴＧ Ｆ８０／１－－２００４，公路工程质量检测与评定标准Ｅｓ］． ２００７０ ｎ： ｜６一 ｆ ８． 通病，另外还有桩位偏位、混凝土保护层不足、钢筋 笼浮笼等通病，施工中应严格按施工方案和技术交 Ｅ５］施建军．钻孔灌注桩施工过程中可能出现的问题及处理措施 ＥＪ］．工程与建设，２ＯｌＯ，２４（１）：１１Ｏ一１１１，１１９． ［６］蔡锦源．钻孔灌注桩施工的质量缺陷与措施ＥＪ］．西部探矿工程， ２００４，１６（５）：１５—１６，１８． 底进行，层层把关，工程质量一般均能得到有效 控制。 ［参考文献］ ［１］ 朱奎．桩基质量事故分析与对策ＥＭ］．北京：中国建筑工业出 版社，２００９． Ｅ７］郑兴海．钻孔灌注桩常见质量缺陷处理及预防措施Ｉ－Ｊ］．工程与 建设，２００８，２２（１）：９３—９４． Ｅ８］孙庆丰．钻孔灌注桩旌工中常见问题及处理方法探讨［Ｊ］．交通 科技，２００３（６）：２４—２５． Ｅ９］李维平．钻孔灌注桩施工关键工序控制［Ｊ］．岩土工程技术，２００３ （５）：２９９—３０１． ［２］ 段新胜，顾 湘．桩基工程［Ｍ］．北京：中国地质大学出版 社，２００３． ＥｌＯ］李彦杰．影响钻孔灌注桩质量因素的探讨＿Ｊ］．土工基础，１９９９， 斌．建筑地基基础工程施工技术指南ＥＭ］． １３（１）：３３—３６． Ｅ３］ 滕延京，陈希泉，杨［４］ 杨１３４ 北京：中国建筑工业出版社，２００５． ［１１］朱世宏．钻孔灌注桩断桩事故及其处理［Ｊ］．土工基础，２００３，１７ （２）：４７—４８． 骏．桩基常见质量事故的处理探讨及应用［Ｊ］．广东建材， 《工程与建设》２０１２年第２６卷第１期