摘要：随着我国桥梁建设的迅猛发展，越来越多的钻孔桩被用于桥梁施工中，钻孔桩混凝土灌注时质量决定着桥梁承载力是否达到设计要求，能否达到桥梁设计使用寿命，是桥梁安全使用的保障。所以，加强对施工过程中钻孔桩混凝土灌注时质量通病问题及防治措施的研究十分重要。
关键词：桥梁施工；钻孔桩混凝土灌注时质量通病；防治措施
钻孔桩混凝土灌注时质量通病及防治措施
钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，灌注混凝土，成为桩基础的一种工艺。成孔后的混凝土灌注施工是保证桩质量的关键环节，必须把可能出现的问题考虑周全，预防可能发生的质量通病。
1.1 导管进水
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。
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）导管接头不严，灌注混凝土中，由于未连续灌注，在导管内产生气囊，当又一次聚集大量的混凝土拌和物猛灌时，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或焊缝破裂，致使导管接口漏空而进水。
（3）导管连接处密封不好，垫圈放置不平正；垫圈挤出或损坏；法兰螺栓松动。
（4）测深时，误判造成导管提升过量，致使导管底口脱离孔内混凝土液面，使水进入。
防治措施
⑴ 新旧导管需按要求进行气密性试验合格后方能使用
⑵ 首灌底口进水和灌注中导管提升过量的进水，一旦发生，停止灌注。利用导管作吸泥管，以空气吸泥法，将已灌注的混凝土拌和物全部吸出。针对发生原因，予以纠正后，重新灌注混凝土。
1.2 导管堵管
现象
导管已提升很高，导管底口埋入混凝土接近1 m。但是灌注在导管中的混凝土仍不能涌翻上来。
原因分析
⑴ 由于各种原因使混凝土离析，粗骨料集中而造成导管堵塞。
⑵ 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，使混凝土堵管。
⑶ 砼灌注导管内含空气，形成压力差，导致首灌砼封底失败。
⑷ 灌注砼过程中未按程序要求及时拔管，导管埋入砼过深。
⑸ 突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致堵管，若管内空气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。
防治措施
⑴ 桩基砼灌注前做好施工组织，保证桩基砼的质量和及时性，确保砼连续灌注。
⑵ 砼灌注前对导管进行上下提放，将导管内的空气排放干净，方能灌注水下砼。
⑶ 严格按照程序要求拆拔导管，使导管埋深控制在2m-4m之间。
⑷ 浇注混凝土过程中，应匀速向导管料斗内灌注，防止砼一次性量大，导管内的空气不能及时排出，便会导致堵管。
⑷ 发生堵管事件后，应冷静分析，查找原因；如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通，在下部提取导管上下振击，由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果在保证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理；由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以一次性较大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的。如灌注开始不久发生堵管时，可用长杆冲、捣或用振动器振动导管。若无效果，拔出导管，用空气吸泥机或抓斗将已灌入孔底的混凝土清除，换新导管，准备足够量的混凝土，重新灌注。
1.3 钢筋笼在灌注混凝土时上浮
原因分析
⑴ 混凝土品质差，易离析、初凝时间短、坍落度损失大的混凝土，都会使混凝土面上升或至钢筋笼底端时，钢筋笼难以插入而造成顶托上浮。或有时混凝土面升至钢筋笼内一定高度，表层混凝土开始初凝，也会使其上浮。
⑵ 钢筋笼孔口固定不牢，稍受上冲力即引起上浮；或没有固定好钢筋笼，抗浮筋断裂；
⑶ 混凝土面到达钢筋笼底部时，导管埋深浅，灌注量大，混凝土对笼的上冲力过大；
⑷ 导管埋深过大。混凝土的上浮力变大，钢筋笼就容易被托起。
⑸ 混凝土灌注速度太快，混凝土的上浮力大于钢筋的自重；
⑹ 混凝土灌注时间太长，上部混凝土塑性降低或已初凝，结成硬壳，混凝土面上升时导致钢筋笼上浮；
⑺ 灌注混凝土时，若钢筋向一侧移，或因导管不对中，提升导管时导管法兰盘挂钢筋笼而使钢筋笼上浮；
⑻ 由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土灌注的速度（m3/min）过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。
⑼ 桩基灌注砼前，清孔不符合要求，泥浆比重过大或空地沉渣过多。当钻孔深度达到设计标高后，孔内沉渣过深，当首灌砼下灌较快，导管内的泥浆冲击孔底沉渣，沉渣上翻对钢筋笼冲击较大，极易造成钢筋笼上浮。
防治措施
（1）钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。
（2）桩基二次清孔孔底沉渣及泥浆指标必须符合规范要求，方能灌注水下砼。
（3）灌注中，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间（指非通常钢筋笼），且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，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。
⑷ 在施工半笼的桩基时，当浇筑的混凝土接触到钢筋时，要将浇注混凝土的速度适当放缓，因为这样，从上面导管下来的混凝土正好冲击钢筋笼子的底面，从而造成钢筋笼子上浮待浇筑的混凝土高度高出钢筋笼子底面1m-2m时，再加快混凝土的浇注速度，这时桩中的混凝土已经将钢筋笼子裹住，钢筋笼子将不会再上浮。
⑸ 混凝土一定要搅拌好：当混凝土坍落度偏小或和易性差时钢筋笼易上浮，应严格控制混凝土配制、坍落度，坚决禁止使用不合格的混凝土。
⑹ 砼需连续灌注，尽可能减少浇注时间：减少灌注时间，挣取在最短的时间灌注完混凝土，防止混凝土表面形成硬壳带动钢筋笼上浮。
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⑺ 应考虑运输距离、气温影响：在夏季或运输过程中时间较长时，应加混凝土缓凝剂，气温高、运距远，混凝土容易初凝，以至于在灌注时出现混凝土极易抱裹导管，提导管时带动笼子上浮，遇这种情况应经常活动导管，加快灌注。
⑻ 导管的配置要好：导管的配置要使混凝土灌注到钢筋笼底部时不拆导管，导管口距离钢筋笼底较远，拆除导管后导管口进入钢筋笼底部以上，不可配置成拆除导管后，导管口在钢筋笼底附近。
⑼ 法兰盘导管注意挂笼子：法兰盘导管容易挂住笼子，当导管提升有困难时，应旋转导管，不可硬提。
⑽ 如果条件允许的情况下，采用在主筋上焊"倒刺"的方法，来防止钢筋笼上浮，效果很好。钢筋笼同一截面焊3～4个"倒刺"，每个笼子设两道即可。
⑾ 加大吊筋直径，并在井口加配重，并可牢固地焊在护筒上。
1.4 灌注混凝土时桩孔坍孔
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。
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械振动，使孔壁在灌注混凝土时坍孔。
（3）导管卡挂钢筋笼及堵管时，均易发生坍孔。
防治措施
（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）桩基清孔到灌注砼前，要保证桩内泥浆的比重（一般不小于1.1-1.2）；泥浆太稀导致泥浆护臂变薄，稳定性差。
（3）坍孔较严重时，或坍孔部位较深，宜将导管、钢筋笼拔出，回填粘土，重新钻孔。
1.5 桩头浇注高度短缺，未能达到要求
原因分析
（1）混凝土灌注后期，灌注混凝土产生的超压力减小，此时导管埋深较小。由于探测时，仪器不精确，或将过稠的浆渣、坍落土层误判为混凝土表面。
（2）测锤及吊索不标准，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，终止灌注。
（3）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，不仅受侵蚀，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50cm～100 cm 的预留高度。从而在凿除后，桩顶低于设计标高。
防治措施
（1）尽量采用准确的水下混凝土表面测探仪，提高判断的精确度。当使用标准的测探锤检测时，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）对于水下灌注的柱身混凝土，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50cm～100cm 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。
1.6 桩基出现夹泥、断桩
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）灌注时间过长，首批混凝土已初凝，而继续灌注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夹有泥浆渣土的截面。
⑷ 清孔不彻底，泥浆比重过大或孔内沉渣过多。该情况主要表现在破除桩头后，桩头周边夹泥或砼未完全包裹钢筋笼，钢筋笼与砼之间有泥夹层。
防治措施
⑴ 桩基砼灌注前，桩基清孔必须符合规范要求。
⑵ 桩基砼必须搅拌好，各项指标必须达到要求方能灌注入孔。
⑶ 断桩或夹泥发生在桩顶部时，可将其剔除。然后接长护筒，并将护筒压至灌注好的混凝土面以下，抽水、除渣，进行接桩处理。
⑷ 对桩身在用地质钻机钻芯取样，表明有蜂窝、松散、裹浆等情况（取芯率小于40 %时）；桩身混凝土有局部混凝土松散或夹泥、局部断桩时，应采用压浆补强的方法处理。
1.7 土质基坑开挖基底后被水浸泡，土层变软，承载力降低。
原因分析
①由于连续降雨，使基坑内积水。
②地下水位较高，降水效果欠佳。
③当采用坑内排水时，排水量小于出水量。
④由于种种原因，在基坑开挖后未及时进行基础施工，基坑暴露时间过长，地表水流入基坑内，或泉水渗到基坑内。
防治措施
①基坑开挖至基底30～50cm时，可根据天气情况来安排下一步工序，在天气晴朗时，将预留部分挖去，随即进行基坑检验，检验合格后立刻进行基础的施工。
②雨季施工时，为了防止雨水流进基坑，应在基坑四面0.5～1.0ｍ外的地方挖排水沟或打土垄。
③地下水位较高时，应当采用井点降水或在基坑四周开挖排水沟和集水井，随时排水以降低地下水位，排水沟和集水井的深度应比基坑深0.5m，并有坡度，集水井应比排水沟最低处深1.0m，详细尺寸视降水范围决定。
④要备足排水设备，随挖随排水，以坑内不积水为准。
⑤在靠近河沟、水渠的地方开挖基础基坑时，应在基坑外（靠近河沟、水渠的地方）挖一条截水沟，截断流入基坑的水源，截水沟外侧距基坑的距离应大于3ｍ。
⑥接近基底标高20cm时停止开挖，待地下水位降至基底标高50cm以下时，方可进行清底工作。
⑦如果基坑被水侵泡，可将被浸泡的软土挖除，用砂砾、级配碎石或石灰土回填至设计标高。
结束语
钻孔桩混凝土在桥梁施工中大量运用，尤其是国省道路施工建设。具有专业性强，技术要求高的特点。施工单位要根据实际施工的具体情况，加强质量意识，做好施工过程中的质量监控，尽量不发生质量事故，即使发生了质量事故，要迅速的采用有针对性的补救措施，争取将损失降到最低，建设质量过硬的桥梁工程，大力推动我国的桥梁建设事业。
参考文献
[1]张仲夏，安杭.试析桥梁工程钻孔灌注桩施工技术[J].河南科技.2013（12）.
[2]姚辉.市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工技术[J].经营管理者.2013（11）.
[3]范会民，陈淼.钻孔灌注桩施工技术[J].技术与市场.2013（04）.
论文作者:符小兵
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/8/23
标签：导管论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 基坑论文; 泥浆论文; 钻孔论文; 桩基论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;