灌注桩常见质量通病与预防措施

钻孔灌注桩质量通病成因及预防措施

钻孔灌注桩施工机具简单，且施工过程具有噪音低、对相邻楼宇影响小、施工安全性好 等诸多优点，因而在基础加固工程中得到广泛地应用。但由于钻孔灌注桩的施工环节较多，技术要求高，工艺较复杂，需要在一个较短的时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注，无法直观的对质量进行控制，人为因素的影响较大，若稍有疏忽，很容易出现一些质量问题，甚至造成重大质量事故，危及桩基工程的安全。以下针对本工程的特点分析钻孔灌注桩质量通病与防治措施 ：

一、成孔质量不合格通病与防治措施

1.1坍孔、缩孔

1.1.1现象：孔壁坍塌、成孔后钢筋笼安放不下去。

1.1.2成因：

1）砂层钻进泥浆性能差(如粘度太小、含砂量大等)，不能起到护壁作用；

2）孔斜、地层软硬不均等原因造成扩孔；

3）在某一孔段进尺速度极不均衡或重复钻进；

4）在非稳定层段（如砂层）钻进过程中反复抽吸造成孔壁局部失稳；

5）钻进速度太快引起塌孔。

1.1.3防治措施：

1）保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求；

2）采取合理的钻进工艺，反对片面追求进尺而盲目钻进；

3）在粘性土层中钻进，每钻进一个钻杆重复进行扫孔。

1.1.4施工过程中若发生塌孔、缩孔现象，可采取的具体措施有：

1）小扩孔、轻微塌孔可不做处理;

2）大扩孔、塌孔严重采用粘土回填;

3）保证钻头直径重新下钻扫孔，缓慢提起钻头，处理后重新下钻。

1.2斜孔

1.2.1现象：桩孔垂直度偏差大于1％。

1.2.2成因：

1）地质原因：相邻两种地层的硬度相差较大，钻头在软层一边进尺速度较快，在硬岩层一边进尺速度较慢，从而在钻头底部形成进尺速度差，导致钻头趋向软地层方向;

2）设备因素：如提吊中心、转盘中心、孔中心不在同一铅垂直线上，钻杆刚性差，钻

进过程中钻机发生平面位移或不均匀沉降;

3）操作不当，钻进参数不合理。

1.2.3防治措施：

1）必须使钻进设备安装符合质量要求；

2）根据准确的地质柱状图选择钻进工艺参数；

3）通过软硬不均地层时采用轻压慢转；

4）钻进砂层时要特别注意控制泥浆性能及钻头转数。

1.2.4具体措施：

施工过程中若发生孔斜现象，停止继续下钻，将扫孔纠斜钻头下到偏斜值超过规定的孔深部位的上部，慢速回转钻具，并上下反复串动钻具。下放钻具时，要严格控制钻头下放速度，借钻头重锤作用纠正孔斜。

二、成桩质量不合格通病与防治措施

2.1钢筋笼碰坍桩孔

2.1.1现象：吊放钢筋笼入孔时，已钻好的孔壁发生坍塌。

2.1.2原因分析：

1）钻孔孔壁倾斜、出现缩孔等孔壁极不规则时，由于钢筋笼入孔撞击而坍孔；

2）吊放钢筋笼时，孔内水位未保持住而坍孔；

3）吊放钢筋笼不仔细，冲击孔壁产生坍孔。

2.1.3预防措施：

1）钻孔时，严格掌握孔径、孔垂直度或设计斜桩的斜度，尽量使孔壁较规则，如出现缩孔，必须加以治理和扩孔 ；

2）在灌注水下混凝土前，要始终维持孔内有足够水头高；

3）吊放钢筋笼时，应对准孔中心，并竖直插入。

2.2钢筋笼放置与设计要求不符

2.2.1现象：钢筋笼吊运中变形；钢筋笼保护层不够；钢筋笼底面标高与设计不符。

2.2.2原因分析：

1）桩钢筋笼加工后，钢筋笼在堆放、运输、吊入时没有严格按规程施工，支垫数量不够或位置不当，造成变形;

2）钢筋笼上没有绑设足够垫块，吊人孔时也不够垂直，产生保护层过大及过小;

3）清孔后由于准备时间过长，孔内泥浆所含泥砂，钻渣逐渐又沉落孔底，灌注混凝土前没按规定清理干净，造成实际孔深与设计不符，形成钢筋笼底面标高有误。

2.2.3预防措施：

1）钢筋笼根据运输吊装能力分段制作运输，吊入钻孔内再焊接相连接成一根；

2）钢筋笼在运输及吊装时，除预制焊接时每隔2.0m设置加强箍筋外，还应在钢筋笼内每隔3.0～4.0m装一个可拆卸的十字形临时加强架，待钢筋笼吊入钻孔后拆除；

3）钢筋笼周围主筋上，每隔一定间距设混凝土垫块或塑料小轮状垫块，使混凝土垫块厚和小轮半径符合设计保护层厚；

4）最好用导向钢管固定钢筋笼位置，钢筋笼顺导向钢管吊入孔中，这样，不仅可以保证钢筋的保护层厚符合设计要求，还可保证钢筋笼在灌注混凝土时，不会发生偏离；

5）做好清孔，严格控制孔底沉淀层厚度，清孔后，及早进行混凝土灌注。

2.3导管进水

2.3.1现象：灌注桩首次灌注混凝土时，孔内泥浆及水从导管下口灌入导管；灌注中，导管接头处进水；灌注中，提升导管过量，孔内水和泥浆从导管下口涌入导管等现象。

2.3.2原因分析：

1）首次灌注混凝土时，由于灌满导管和导管下口至桩孔底部间隙所需的混凝土总量计算不当，使首灌的混凝土不能埋住导管下口，而是全部冲出导管以外，造成导管底口进水事故；

2）灌注混凝土中，由于未连续灌注，在导管内产生气囊，当又一次聚集大量混凝土拌合物猛灌，导管内气囊产生高压，将两节导管间加入的封水橡皮垫挤出，致使导管接口漏空而进水；

3）导管拼装后，未进行水密性试验，由于接头不严密，水从接口处漏入导管；

4）测深时，误削造成导管提升过量，致使导管底口脱离孔内的混凝上液面，使泥水进入。

2.3.3预防措施：

1）确保首批灌注的混凝土总方量，能满足填充导管下口与桩孔底面间隙和使导管下口首灌时被埋设深度≥1m 的需要，首灌前，导管下口距孔底一般不超过 0.4m；

2）在提升导管前，用标准测深锤（锤重不小于 4kg，锤呈锥状。吊锤索用质轻，拉力强，浸水不伸缩的尼龙绳）测好混凝上表面的深度，控制导管提升高度，始终将导管底口埋于已灌入混凝上液面下不少于 2m；

3）下导管前，导管应进行试拼，并进行导管的水密性、承压性和接头抗拉强度的试验。试拼的导管，还要检查其轴线是否在一条直线上。试拼合格后，各节导管应从下而上依次编号，并标示累计长度。入孔拼装时，各节导管的编号及编号所在的圆周方位，应与试拼

时相同，不得错、乱，或编号不在一个方位；

4）首灌混凝土后，要保持混凝土连续地灌注，尽量缩短间隔时间；当导管内混凝土不饱满时，应徐徐地灌注，防止导管内形成高压气囊。

2.4 导管进水、导管堵管

2.4.1现象：导管已提升很高，导管底口埋入混凝土接近 1m，但是灌注在导管中的混凝土仍不能涌翻上来。

2.4.2原因分析：

1）由于各种原因使混凝土离析，粗骨料集中而造成导管堵塞，

2）由于灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已初凝，增大了管内混凝土下落的阻力，使混凝土堵在管内。

2.4.3预防措施：

1）灌注混凝土的坍落度宜在 18～22cm 之间，并保证具有良好和易性，在运输和灌注过程中不发生显著离析和泌水；

2）保证混凝土的连续灌注，中断灌注不应超过 30min。

2.5导管进水提升导管时，导管卡挂钢筋笼

2.5.1现象：导管提升时，导管接头法兰盘或螺栓挂住钢筋笼，无法提升导管。

2.5.2原因分析：

1）导管拼装后，其轴线不顺直，弯折处偏移过大，提升导管时，挂住钢筋笼；

2）钢筋笼搭接时，下节的主筋摆在外侧，上节的主筋在里侧，提升导管时被卡挂住，钢筋笼的加固筋焊在主筋内侧，也易挂在导管上；

3）钢筋笼变形成折线或者弯曲线，使导管与其发生卡、挂。

2.5.3预防措施：

1）导管拼装后轴线顺直，吊装时，导管应位于井孔中央，并在灌注前进行升降是否顺利的试验，法兰盘式接口的导管，在连接处罩以圆锥形白铁罩，白铁罩底部与法兰盘大小一致，白铁罩顶与套管头上卡住；

2）钢筋笼分段入孔前，应在其下端主筋端部加焊一道加强箍，入孔后各段相连时，应搭接方向适宜，接头处满焊。

2.6钢筋笼在灌注混凝土时上浮

2.6.1现象：钢筋笼入孔后，虽已加以固定。但在孔内灌注混凝土时，钢筋笼向上浮移。

2.6.2原因分析：混凝土由漏斗顺导管向下灌注时，混凝土的位能产生一种顶托力，

该种顶托力随灌注时混凝土位能的大小，灌注速度的快慢，首批混凝土的流动度，首批混凝土的表面标高大小而变化；当顶托力大于钢筋笼的重量时，钢筋笼会被浮推上升。

2.6.3预防措施：

1）摩擦桩应将钢筋骨架的几根主筋延伸至孔底，钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定；

2）灌注中，当混凝土表面接近钢筋笼底时，应放慢混凝土灌注速度，并应使导管保持较大埋深，使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离，以便减小对钢筋笼的冲击；

3）混凝土液面进入钢筋笼一定深度后，应适当提升导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深，但注意导管埋入混凝土表面应不小于 2m。

2.7 灌注混凝土时桩孔坍孔

2.7.1现象：灌注水下混凝土过程中，发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，为坍孔征兆，如用测深锤探测混凝土面与原深度相差很多时，可确定为坍孔。

2.7.2原因分析：

1）灌注混凝土过程中，孔内外水头未能保持一定高差，在潮汐地区，没有采取措施来稳定孔内水位；

2）护筒刃脚周围漏水，孔外堆放重物或有机器振动，使孔壁在灌注混凝土时坍孔；

3）导管卡挂钢筋笼及堵管时，均易同时发生坍孔。

2.7.3预防措施：

1）灌注混凝土过程中，要采取各种措施来稳定孔内水位，还要防止护筒及孔壁漏水；

2）用吸泥机吸出坍人孔内的泥土，同时保持或加大水头高，如不再坍孔，可继续灌注；

3）如用上法处治，坍孔仍不停时，或坍孔部位较深，宜将导管、钢筋笼拔出，回填粘土，重新钻孔。

2.8埋导管事故

2.8.1现象：导管从已灌入孔内的混凝土中提升费劲，甚至拔不出，造成埋管事故。

2.8.2原因分析：

1）灌注过程中，由于导管埋入混凝土过深，一般往往大于 6m；

2）由于各种原因，导管超过 0.5h未提升，部分混凝土初凝，抱住导管。

2.8.3预防措施：

1）导管采用接头形式宜为卡口式，可缩短卸导管引起的导管停留时间，各批混凝土均掺入缓凝剂，并采取措施，加快灌注速度；

2）随混凝土的灌入，勤提升导管，使导管埋深不大于 6m。

三、成桩桩身质量不合格通病与防治措施

3.1桩头浇注高度不足

3.1.1现象：已浇注的桩身混凝土，没有达到设计桩顶标高再加上 0.5～ 1.0m 的高度。

3.1.2原因分析：

1）混凝土灌注后期，灌注产生的超压力减小，此时导管埋深较小，由于测深时，仪器不精确，或将过稠浆渣、坍落土层误判为混凝土表面，使导管提冒漏水；

2）测锤及吊锤索不标准，手感不明显，未沉至混凝土表面，误判已到要求标高，造成过早拔出导管，中止灌注；

3）不懂得首灌混凝土中，有一层混凝土从开始灌注到灌注完成，一直与水或泥浆接触，不宜受浸蚀，还难免有泥浆、钻渣等杂物混入，质量较差，必须在灌注后凿去。因此，对灌注桩的桩顶标高计算时，未在桩顶设计标高值上增加 0.5～1.0m 的预留高度，从而在凿除后， 桩顶低于设计标高。

3.1.3预防措施：

1）尽量采用准确的水下混凝土表面测深仪，提高判断的精确度，当使用标准测深锤检测时，可在灌注接近结束时用取样盒等容器直接取样，鉴定良好混凝土面的位置；

2）对于水下灌注的桩身混凝土，为防止剔桩头造成桩头短浇事故，必须在设计桩顶标高之上增加 0.5～1.0m 的高度，低限值用于泥浆比重小的、灌注过程正常的桩，高限值用于发生过堵管、坍孔等灌注不顺利的桩；

3）无地下水时，可开挖后做接桩处理；

4）有地下水时，接长护筒，沉至已灌注的混凝土面以下，然后抽水、清渣、按接桩处理。

3.2夹泥、断桩

3.2.1现象：先后两次灌注的混凝土层之间，夹有泥浆或钻渣层，如存在于部分截面，为夹泥；如属于整个截面有夹泥层或混凝土有一层完全离析，基本无水泥浆粘结时，为断桩。

3.2.2原因分析：

1）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，或导管进水等使桩身混凝土产生中断；

2）灌注中发生堵塞导管又未能处理好，或灌注中发生导管卡挂钢筋笼，埋导管，严重坍孔，而处理不良时，都会演变为桩身严重夹泥，混凝土桩身中断的严重事故；

3）清孔不彻底或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，而继续灌入的混凝土冲破顶层与泥浆相混；或导管进水，一般性灌注混凝土中坍孔，均会在两层混凝土中产生部分含有泥浆渣土的截面。

3.2.3预防措施：

1）混凝土坍落度严格按设计或规范要求控制住，尽量延长混凝土初凝时间（如用初凝慢的水泥，加缓凝剂，尽量用卵石，加大砂率， 控制石料最大粒径）；

2）灌注混凝土前，检查导管、混凝土罐车、搅拌机等设备是否正常，并有备用的设备、导管，确保混凝土能连续灌注；

3）随灌混凝土，随提升导管，做到连灌、勤测、勤拔管，随时掌握导管埋入深度，避免导管埋入过深或过浅；

4）采取措施，避免导管卡、挂钢筋笼，避免出现堵导管、埋导管、灌注中坍孔、导管进水等质量通病的发生。

工程管理中心

2013.4.11