简析码头钻孔灌注桩施工的质量问题及控制

【摘要】桩基础已渐渐用于工业建筑、高层楼宇、码头桥梁等软地基的工程。本文简要分析了码头钻孔灌注桩施工的质量问题，并提出了码头钻孔灌注桩施工质量的控制措施，以供相关人员借鉴参考。

1 码头钻孔灌注桩施工的质量问题

1.1护筒失效。在钻进过程中护筒变形或突然往下沉，护筒外壁冒水，刃脚或钻孔壁向孔内外漏浆。在施工中应重视漏浆事故，严重的漏浆若不处理，可引起坍孔。施工中造成护筒失效的原因如下：埋设护筒时，回填土夯实不够，埋设太浅，护筒脚漏水;护筒制作不良，接缝不密合或焊缝有砂眼等，造成接缝漏浆;由于护筒下方孔内大面积坍孔，致使地层发生变化，从而使钢护筒下沉并倾斜，失去护筒作用;由于地下障碍物或护筒内外压力差过大，使护筒局部变形、开裂、漏水，失去护筒作用。

1.2孔壁塌陷。钻孔过程中，如果排出的泥浆带有气泡，或泥浆发生漏失，则说明有孔壁塌陷的可能。造成该问题的主要原因是：土质松散、泥浆护壁不好、护筒周围未用粘土紧密填封、护筒内水位不高等。另外，钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长也是造成孔壁塌陷的主要原因。

1.3桩底沉渣过厚。桩底沉渣量过厚会影响桩基的承载力，载荷后会产生较大的沉降，所以必须通过清孔控制桩底沉渣厚度。清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的前提条件，通过清孔应尽可能地使桩孔中的沉渣清除，使混凝土与地基结合良好，提高桩基的承载力。

1.4缩颈、扩径。缩颈是钻孔灌注桩施工时比较多见的质量问题，主要由于桩周围土体在混凝土灌注过程中产生膨胀造成。特别是土层中有软塑土则易遇水膨胀，成桩后容易造成缩颈现象。

1.5孔斜。孔斜是指钻孔灌注桩成孔过程中孔位产生倾斜，倾斜度大于1%的桩孔。造成孔斜的原因为钻机安装时，支撑不好、地层软硬不均匀，操作时在易斜孔段不适当加压钻进、转速过高造成晃动等因素引起钻机整体偏斜，也可能钻头在钻孔过程中发生偏斜，结果导致孔斜。

1.6钢筋笼偏位。钢筋笼偏位主要包括钢筋笼上浮或下沉，钢筋笼中心线沿桩基中心线失偏等问题。有如下几种情况：钢筋笼放置初始位置过高或过低;混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置过深，钢筋笼被混凝土顶托上浮;导管掩埋过长，提升时，易摇晃，难以对准笼的中心，易发生挂笼现象;导管提升过程，混凝土下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮;钢筋笼自重太轻，被混凝土顶起等其它原因。钢筋笼上浮较大时，降低了桩体下部原本有配筋截面的抗剪切与抗弯能力，下沉过多，给施工带来麻烦并且浪费钢材。

1.7断桩。造成断桩的主要原因是：由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充;受地下水活动影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土，使混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体;在浇注混凝土过程中，导管提升和起拔过快，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开;违反操作规程，没有从导管内灌入混凝土，而是采用从孔口直接倒入混凝土的办法，产生混凝土离析现象，造成混凝土凝固后不密实坚硬。

2 码头钻孔灌注桩施工质量的控制措施

2.1护筒失效的控制。护筒失效的防治措施主要有：采用粘土加固护筒周围时，若漏水严重，应将护筒拔除，然后回填重新埋设;在顶入钢护筒时，尽量将钢护筒埋得深一些，增加其稳定性和抵抗局部冲刷的能力;如果护筒的下沉量较少，通过提高泥浆密度和粘度的方法，改善泥浆指标后，继续钻孔;护筒变形处理可以根据其变形的部位进行灵活处理。

2.2孔壁塌陷的控制。在松散易坍的土层中，适当加大护筒埋深;用粘土密实填封护筒四周;使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度。保持护筒内泥浆水位高于地下水位;钢筋笼搬运和吊装过程防止变形，安放时要对准孔位，避免碰撞孔壁;钢筋笼接长应加快焊接时间;成孔后待灌时间一般不大于3h，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的前提下，尽量缩短混凝土的灌注时间。

2.3桩底沉渣过厚的控制。成孔后，钻头提高孔底100～200mm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不小于30min;采用性能较好的优质泥浆，控制泥浆的比重和粘度;吊放钢筋笼时，钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁;钢筋笼对接可采用钢筋冷压接头工艺加快对接速度，减少空孔时间，从而减少沉渣;钢筋笼就位后，检查沉渣量，如果沉渣量超过规范要求，则利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求;开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离以30～40mm为宜;混凝土的储备量要足够，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。

2.4缩颈、扩径的控制。加强对孔径的检测与控制，提高泥浆质量，严格控制泥浆的失水率、密度、粘度等各项性能指标。钻头直径应适当加大，在导正器上焊一定数量的合金刀片，在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。局部扩径现象往往与坍孔是共生的，预防局部扩径现象的最好办法就是预防坍孔。经过多年的实践，一些桩身混凝土质量没问题而承载力大大低于设计值的试桩，除了沉渣可能较大外，孔径实测和动测资料都显示有强烈扩径现象，通过再次复压也提高不多。由此可见，局部扩径影响了整桩的共同工作和侧摩阻力的整体发挥。

2.5孔斜的控制。钻机安装周正、水平、稳固，天车前缘切点、转盘中心和护筒中心三点成线，护简不偏斜，钻杆不弯曲，主动钻杆保持垂直。增添导向架，控制提引水龙头，尽量采用钻铤加压，清除地下障碍物;如在硬塑粘土层中发生偏斜时，用砂、粘土混合物回填至偏斜处以上1～2米，待密实后用平底合金钻头轻压慢转纠斜;在基岩面发生倾斜时，可投入20～40mm粒径碎石，略高于偏斜处，冲击密实后用平底合金钻头、牙轮滚刀钻头或平底钢粒钻头纠斜。

2.6钢筋笼偏位的控制。钢筋笼安放初始位置应准确，并与孔口固定牢固。为防止钢筋笼下沉或上升，可采用固定等方法顶住钢筋笼上口。同时合理控制混凝土的灌注速度，防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋笼骨架底面1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底面4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底面2m以上，即可恢复正常灌注。

2.7断桩的防治方法。成孔后，必须认真清孔，一般采用冲洗液清孔;冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后应及时灌注混凝土;灌注混凝土前认真测量孔径，准确计算全孔及首次混凝土灌注量;混凝土灌注过程中，应随时控制混凝土面标高和导管埋深，严格遵守操作规程，准确可靠提升导管;混凝土的配合比要保证有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求;在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土;灌注混凝土要从导管内灌入，灌注过程要连续、快速，混凝土用量要足够;预防停电、停水，确保导管的密封性。

3 结束语

综上所述，港口码头工程中的钻孔灌注桩施工过程，要严格按照施工工艺进行，采取新技术、新材料、新工艺和新结构等更加可靠的施工方法，不断总结钻孔灌注桩施工质量控制的有效措施。