旋挖桩施工质量问题原因分析及防治措施

旋挖桩主要施工质量问题原因分析及防治措施

朱丽华（南宁市建昶建设工程监理咨询有限责任公司，广西南宁530000）

一、概述

旋挖桩施工具有高效、节能、低噪音、无污染、适应地层较广泛等优点，施工性化、经济性、工期短、功效高、技术先进的等优势已得到体现，但其施工工艺质量控制标准和施工工艺技术标准现还无国家工法标准，施工过程控制须加强施工组织、加快其它工序的衔接等。控制不好时也会遇到问题。旋挖钻孔灌注桩较常见的主要施工质量问题有：塌孔、卡钻、埋钻、孔斜、漏浆、掉钻头、掉钻头底板、不进尺、扩孔缩孔、孔底沉渣过多、堵管、断桩、钢筋笼上浮等。

（一）塌孔

原因分析：泥浆选择不当，泥浆比重不稳定、相对密度不够；护筒直径偏小、长度不够；由于旋挖钻机的圆柱形钻头在提出泥浆液面时会使钻头下局部空间产生“真空”，同时由于钻头提升时泥浆对护筒下部与孔眼相交部位孔壁的冲刷作用，很容易造成护筒底孔壁坍塌；水头压力小或出现承压水；钻头钻速过快或空转时间太长都易引起钻孔下部坍塌；成孔后待灌时间和灌注时间过长，补浆不及时。

预防措施：根据土层不同选配与之相适应的泥浆，严格控制护筒加工材料、质量、尺寸等；要把护筒下牢与孔位同心，如地下水位变化大，采取升高护筒的办法，增大水头；松散地层钻进时，适当控制钻进速度，提钻速度要均匀；补浆要及时，要尽快灌注，灌注时间不超过3.5h。

事故处理：应立即暂停钻进，查明塌孔原因及大概位置，当溻孔不严重时，可增大泥浆粘度、比重及孔内水头高度，同时慢转轻压试钻一段时间；如遇砂层可在泥浆中掺适量水泥改善泥浆性能；如果塌孔继续加重，应停钻用粘土回填，2~4周后再重新钻孔。

（二）掉钻头、钻头底板脱落

原因及预防措施：引起埋钻的原因主要有以下几种原因：挖钻钻进时进尺太长或孔壁坍塌，造成钻头和钻杆埋入孔中；孔口塌陷或机械操作失误使孔口的钻头掉入；提钻时受阻或施工中钢丝绳拉断，造成钻头和钻杆埋入孔中；工作扭矩过大，造成钻杆断裂，连接销或提引器损坏造成的掉钻。预防措施：控制钻进进尺长度，钻进过程中根据地层情况调整泥浆特性，确保孔壁稳定；将钻头等杂物远离孔口放置，护筒顶口周边夯实，封闭地表水；提钻时加强监视卷扬压力表，钻进时确保垂直度，提钻时发现压力突变时，及时调整方向；经常检查钢丝绳状况，勤更换；班组施工过程中对连接销、钻杆和提引器等设备勤做检查保养。

处理方法：发生掉钻事故后，要及时了解掉钻深度、钻头型式、地层情况、水位高低等情况，制定相应的处理方案。具体处理分以下几种方法：钻头上焊有打捞环的，可以下打捞钩将钻头捞出；如果是钢丝绳拉断引起的，钻杆外还有残留钢丝绳，则重新连接钢丝绳，若没有残留钢丝绳，则用两台吊机结合副卷扬交叉拔起钻杆和钻头；若钻头掉入孔中较深的位置且与孔壁卡紧，先采取措施扩孔，在下长护筒护壁进行打捞。

（三）不进尺

主要原因：钻头被粘土糊满打滑或钻进过程中遇到漂石、坚硬的卵石层、基岩等。

防治措施：出现打滑时，调整斗齿的角度为60°，可往孔内投入石块、换螺旋钻头或截齿钻头等办法来处理。如遇到漂石、坚硬的卵石层、基岩等情况时，更换或改造钻头、重新安排刀具角度、形状、排列方向或改用全截齿旋挖钻斗，也可用冲击钻钻进方式。

（四）孔底沉渣过多

原因分析：清孔未净，工序质量控制不到位，清孔泥浆比重过小或清水置换；钢筋笼吊放未垂直对中，碰刮孔壁泥土坍落孔底，待灌时间过长，泥浆沉淀，又不采取措施再清孔；沉渣厚度测量的孔底标高不统一。不能采取加深钻孔深度的方法代替清孔，端承桩更是如此，否则将导致大的质量事故！钻芯法检测时沉渣检测异常。

防治措施：循环清孔时间不少于30min；清孔采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度不要直接用清水置换；钢筋笼垂直缓放入孔，孔深量测部位与沉渣量测部位要一致，一般是孔中心；加大初灌砼量，以提高砼初灌时对孔底的冲击力。但其作用有局限性，应谨慎用，确保可靠。成孔后，尽量缩短下钢筋笼导管的时间，以防孔底沉渣沉淀太多。用清底钻头清理孔底沉渣，清孔后泥浆粘度应控制在18-20S,含砂率《4%，泥浆密度由试成孔后确定。

（五）扩张、缩孔

遇有扩孔、缩孔时应采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施。缩孔是钻斗磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的，前者应注意及时焊补钻斗，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁。已发生缩孔时应在该处用钻锥上下反复扫孔。

（六）断桩、夹泥、堵管

原因：初灌时堵管，开盘砼坍落度过小或拌和不均匀，导致粗骨料相互挤压密实而堵塞导管。灌注过程中堵管，导管漏气，密封不严，使泥浆渗入；灌注时间过长，上部砼近初凝，泥浆中残渣不断沉淀，使砼的灌注极为困难；浇注砼过程中，突然灌注大量的砼使导管内空气不能马上排出，可能导致堵管；砼级配不好、和易性差或离析导致堵管；导管清洗不到位，内壁粘结砼，使导管孔径太小造成堵管；浇筑过程中埋管过深。

防治措施：1）如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通，如发生堵管在导管下部，上下抖动、振击导管；采用二次埋管办法，一是采用砂浆重新埋管3m后继续进行水下浇注砼施工；二是导管底端加底盖阀，插入砼面1.0m左右，导管料斗内注满砼时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇注砼施工。2）为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，混凝土坍落采用18cm~20cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m~4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m~10m时，应及时将坍落度调小至12cm~16cm，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导

致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中必须每灌注2m3左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，《建筑施工操作规程》规定桩身混凝土的充盈系数必须大于l。同时要认真进行记录，这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。

（七）埋管

在灌注过程中，导管埋深过大，以及灌注时间过长，且砼和易性稍差，导致已灌砼流动性降低，从而增大砼与导管壁的摩控力，造成埋管。如不能及时供应砼，导管插入砼中的深度以5-6m为宜，每隔15min左右，将导管上下活动几次，幅度以2.0m左右为宜，以免使砼产生初凝假象；严格控制砼配合比。导管插入砼中拔不起来或被拔断，如果桩径较大，可以采用二次导管插入法处理，否则补桩、接桩。接桩一般用人工挖孔的办法处理，清除桩顶残渣，接钢筋笼浇注砼至设计标高。

（八）钢筋笼上浮或下沉

产生的原因：砼流动性过小，导管在砼中埋置深度过大；导管发生挂笼现象，砼下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮；桩孔倾斜，钢筋笼随之而变形，增加了砼上升力；钢筋笼与孔口固定不变，在自重及受压时将铁丝拉长而下沉；或钢筋笼自重太轻，被砼顶起。

防治措施：可采用吊装加套等方法顶住钢筋笼上口；砼面接近笼底时要控制好灌注速度，尽可能减少砼从导管底口出来后对钢筋笼的冲击力；砼接近笼底时控制导管底口出来后对钢筋笼的冲击力；砼接近笼底时控制导管埋深在1.5-2m；每浇灌一斗砼，检查一次埋深，勤测深，勤拆管，直到钢筋笼埋牢后恢复正常埋置深度；导管钩挂筋笼时下降转动导管后上提；

总之，我们在施工前要认真调查了解施工现场实际情况，认真了解地质勘察报告、设计图纸及有关设计施工、验收规范，检查机械设备的关键部位，对施工过程中可能会发生的一切问题及时进行分析处理，做到科学组织，精心施工，严格管理强化过程工序质量控制，提前做好预防和应对措施，旋挖桩施工质量是完全有保证的，施工质量问题也是完全可以避免的。

[参考文献]

[1]卓永红.钻孔灌注成孔及成桩质量的施工技术探讨.长春工业大学学报,2004.2.

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[3]王赫.建筑工程事故处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.61-78.