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摘要:针对钻孔灌注桩的复杂施工工艺、施工特点,制定了施工过程中质量控制标准和要点,提出了塌陷、漏浆、偏岩、溶洞、混浆及断桩等常见问题质量控制及防治措施,从而能够保证施工的顺利进行。
关键词：钻孔灌注桩；防治措施；工程；质量
0 引言
钻孔灌注桩因孔深、孔径、承载力、岩石的可钻性等不受限制且承载力大、施工范围广、抗震性能好等特点[1],适用于各种土质。然而由于其施工技术复杂、在具体施工中也暴露出一些缺点,影响桩身的完整性和单桩的承载能力。为避免出现质量事故,必须对影响冲击成孔灌注桩质量的关键作分析和处理，对常见的问题提出防治措施，这样有利于建筑物的结构安全。
1 工程概况
国宝星月湾项目建筑场地位于大连市旅顺口区龙王塘东侧，拟建30栋25—30层住宅楼，结构类型为剪力墙，基础采用桩基础，桩端持力层为完整的中风化石灰岩，成空桩径有φ800—φ1500桩，桩长进入完整灰岩≥（1-1.5）d桩径，桩底持力层具有完整基岩≥5m。
2 场地底层分布
根据现场勘察，本次岩土工程勘察钻孔控制深度范围内分布的土层，按沉积年代，成因类型，上部为人工堆积层及第四纪中更新统残积层，下伏震旦纪五行山群石灰石，场地底层由上至下描述如下：
2.1 杂填土：杂色，稍湿，松散，主要由建筑垃圾、石英碎石及粘性土构成成分均匀性较差，碎石含量10%-50%，粒径1-15cm，回填时间1-5年。
2.2 红粘土：棕红色，硬塑-可塑，切面光滑，干强度高，韧性高，无摇震反应。
2.3 强风化石灰岩：黄褐色，强风化，其结构构造大部分被破坏，岩体极破碎，属软岩，岩体等级质量等级为V，岩心成土状或块状，局部有中风化石灰岩薄夹层。
2.4 中分化石灰岩：灰色，中风化，隐晶质结构，岩石结构致密坚硬，裂隙发育大部分闭合，由方解石充填，岩体较破碎，属较软岩，岩体基本质量等级为，岩芯多呈柱状，少量呈碎石块状，部分岩芯表面见溶蚀空洞。在勘察过程中，部分钻孔中发育现有岩溶洞隙发育。
3 工艺流程
4 常见问题的原因与防治措施
本次灌注桩施工常见问题为：塌孔、漏浆、钻孔偏斜、溶洞、沉渣、钢筋笼上浮，断桩。
4．1 塌孔原因
（1）泥浆的密度和浓度不足，行不成坚实可靠的泥浆护壁[2]（2）护筒埋藏深度不足，底部为软弱的土层。（3）钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长及因钻进溶洞造成孔内突然失水引起孔壁坍陷。（4）吊放钢筋笼时碰到孔壁，破坏了泥浆护壁造成塌孔[3]。
预防措施：（1）严格控制泥浆的比重，提高泥浆质量。（2）增加护筒埋设长度，使护筒底端不漏浆，用粘土密实填封护筒四周[4]。（3）成孔后，待灌时间一般不应大于3小时[5]。施工过程中对于孔位有溶洞的，应提前、及时下全长钢护筒或填入片石于粘土的混合物，进行溶洞填充，防止溶洞突然失水的现象出现（4）吊装钢筋笼时，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁。
4．2 漏浆原因
成孔时遇见漏水溶洞未进行提前处理，当冲至入岩前的风化土与岩石之间的变化层裂隙极发育的岩层，成孔时遇见下水道等都会发生泥浆的大量泄露。
预防措施：（1）抛片石、黏土。当泥浆面下降，应及时补充泥浆，保持护筒内的泥浆水压力，回填片石和黏土，保持抛进充填物的厚度然后用小冲程冲击钻将片石挤压到溶洞边将漏浆口堵住形成护壁[6]。（2）冲程和进尺的控制：当冲至入岩前的风化土与岩石之间的变化层裂隙极发育的岩层这时不易用大冲程的冲击钻以免产生很大的震动，将早期形成的泥浆护壁震落出现泥浆顺着裂缝发生大量泄露。（3）加钢护筒：首先要弄清楚溶洞的深度，利用振动锤将加套钢护筒徐徐打下。
4．3 钻孔偏斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差，垂直度大于1%。
造成原因：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或叉杆移动所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或溶沟中发生偏岩现象等。
防治措施：
（1）先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；
（2）安装钻机时要求钻头与钻架上起吊滑轮在同一轴线。
（3）进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,要降低冲锤的的频率，轻锤慢打。穿过孤石，对于因孤石或探头石而发生偏孔现象的及时进行回填毛石进行纠偏，回填毛石高度比发生偏孔部位高出1.0米，回填石料大小应介于1/3孔径与1/4孔径之间为宜。然后进行纠偏处理，反复进行直至穿过探头石或孤石而无偏孔现象。
4．4 溶洞的处理
（1）对于糖葫芦式溶洞的其中有大于5.0米的，内有粘性土及石灰岩碎石填充物，少数为半填充状态的，处理该类似溶洞通常采用第一种方案即跟护筒法。
处理方案：（假设桩径为1000mm）
回填层采用直径φ1.3m钻头钻进，跟筒钻进至中风化石灰岩面，以防溶洞失水造成回填土层孔壁塌方。岩石层内采用直径1200mm钻头钻进，终孔后下入直径1000mm钢护筒，钢护筒总长度超过溶洞上界面2.0米。采用8mm厚的螺旋焊板制成护筒，单节护筒长为12m。钢护筒安装完成后采用直径900mm的钻头进行清孔，因钢护筒直径为1000mm，故采用900mm钻头清孔不会影响成桩孔径；溶洞顶部冲孔，根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶洞顶部时，用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过500mm。
（2）对于糖葫芦式溶洞的其中每个都小于2.0米的，内有粘性土及石灰岩碎石填充物，少数为半填充状态的，处理该类似溶洞通常采用第二种方案即粘土与片石填充加固法[7]。
处理方案：根据勘察资料在钻孔桩钻至有溶洞之前，在钻机周围准备好足够的粘土、块石。直径10-20cm块石与粘性土充分拌和。待钻机钻透溶洞顶板后，用铲车迅速向孔内填加粘土块石，填加高度大于溶洞顶板高度3米。向孔内注水进行钻进。在钻进过程中如发现孔内失水，停止钻进重新向孔内填加粘土混块石进行施工，直至钻孔不跑浆为止。在混凝土施工时溶洞以下正常施工，溶洞以上应缓慢施工，随时观测混凝土液面变化。或对小型或多层溶洞，为防止其不与相邻孔窜孔或成孔后孔型有葫芦状，必要时可先用粘土与碎石混合物进行填充（填充粘土与片石混合物的配比为1：1）灌注低标号砼进行填充（C20混凝土），等混凝土上强度后再钻进。
4．5 桩底沉渣量过多
造成原因：清孔不干净未达到标准；泥浆比重过小；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。
防治措施：成孔后采用正循环泥浆泵连续工作10-25min以控制孔内泥浆的比重及桩孔内泥浆的整体均匀性以保证护壁的均匀与整体性。经勘察、设计验核完毕，监理测沉渣厚度合格后继续使用泥浆泵工作，直至准备下笼。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。下完导管后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用泥浆泵进行二次清孔，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宜为300-500mm，应有足够的混凝土储备量，使导管能顺利封底，以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。
4．6 钢筋笼上浮
钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
造成原因：混凝土塌落度小，导管在混凝土中埋置深度过大是造成钢筋笼上浮的主要原因。
防治措施：成孔垂直度要保证，钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，控制导管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。
4．7 断桩
混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。
造成原因：沉渣过厚。灌注过程中突然塌孔。由于导管底端距孔底过高，混凝土被泥浆稀释，使水灰比增大，造成混凝土严重离析骨料集中并与泥浆相混，形成断桩；导管密封不良，造成导管进水，形成桩身混凝土离析；浇注混凝土时导管提升和起拔过多，露出混凝土面，造成断桩；浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬。
防治措施：成孔后，必须认真清孔，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。灌注过程要连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
5 结束语
根据当地现有的工程地质条件，采用相应的施工技术，按照规定的质量标准进行严格的控制，按照施工规范和设计图纸施工，施工过程中精心组织，发现问题及时分析原因解决，经质量检测部门利用静力及动力荷载试验均满足设计及规范要求，工程质量全部合格。
参考文献
[1]王宪武,薛继海.浅谈钻孔灌注桩施工中的质量事故原因及预防措施[J]工程科技
[2]张洪霞.浅析钻孔灌注桩施工过程中常见施工质量问题及预防措施[J]价值工程
[3]刘立海，黄清领.钻孔灌注桩施工质量问题及防治措施[J]民营科技，2010，(236).
作者简介
张玉海（1981-），本科生，主要从事混凝土技术质量管理工作。单位地址：辽宁省大连市旅顺口区长城街道长岭子村彤阳建筑材料有限公司（116041）。
关键词：钻孔灌注桩；防治措施；工程；质量
0 引言
钻孔灌注桩因孔深、孔径、承载力、岩石的可钻性等不受限制且承载力大、施工范围广、抗震性能好等特点[1],适用于各种土质。然而由于其施工技术复杂、在具体施工中也暴露出一些缺点,影响桩身的完整性和单桩的承载能力。为避免出现质量事故,必须对影响冲击成孔灌注桩质量的关键作分析和处理，对常见的问题提出防治措施，这样有利于建筑物的结构安全。
1 工程概况
国宝星月湾项目建筑场地位于大连市旅顺口区龙王塘东侧，拟建30栋25—30层住宅楼，结构类型为剪力墙，基础采用桩基础，桩端持力层为完整的中风化石灰岩，成空桩径有φ800—φ1500桩，桩长进入完整灰岩≥（1-1.5）d桩径，桩底持力层具有完整基岩≥5m。
2 场地底层分布
根据现场勘察，本次岩土工程勘察钻孔控制深度范围内分布的土层，按沉积年代，成因类型，上部为人工堆积层及第四纪中更新统残积层，下伏震旦纪五行山群石灰石，场地底层由上至下描述如下：
2.1 杂填土：杂色，稍湿，松散，主要由建筑垃圾、石英碎石及粘性土构成成分均匀性较差，碎石含量10%-50%，粒径1-15cm，回填时间1-5年。
2.2 红粘土：棕红色，硬塑-可塑，切面光滑，干强度高，韧性高，无摇震反应。
2.3 强风化石灰岩：黄褐色，强风化，其结构构造大部分被破坏，岩体极破碎，属软岩，岩体等级质量等级为V，岩心成土状或块状，局部有中风化石灰岩薄夹层。
2.4 中分化石灰岩：灰色，中风化，隐晶质结构，岩石结构致密坚硬，裂隙发育大部分闭合，由方解石充填，岩体较破碎，属较软岩，岩体基本质量等级为，岩芯多呈柱状，少量呈碎石块状，部分岩芯表面见溶蚀空洞。在勘察过程中，部分钻孔中发育现有岩溶洞隙发育。
3 工艺流程
4 常见问题的原因与防治措施
本次灌注桩施工常见问题为：塌孔、漏浆、钻孔偏斜、溶洞、沉渣、钢筋笼上浮，断桩。
4．1 塌孔原因
（1）泥浆的密度和浓度不足，行不成坚实可靠的泥浆护壁[2]（2）护筒埋藏深度不足，底部为软弱的土层。（3）钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长及因钻进溶洞造成孔内突然失水引起孔壁坍陷。（4）吊放钢筋笼时碰到孔壁，破坏了泥浆护壁造成塌孔[3]。
预防措施：（1）严格控制泥浆的比重，提高泥浆质量。（2）增加护筒埋设长度，使护筒底端不漏浆，用粘土密实填封护筒四周[4]。（3）成孔后，待灌时间一般不应大于3小时[5]。施工过程中对于孔位有溶洞的，应提前、及时下全长钢护筒或填入片石于粘土的混合物，进行溶洞填充，防止溶洞突然失水的现象出现（4）吊装钢筋笼时，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁。
4．2 漏浆原因
成孔时遇见漏水溶洞未进行提前处理，当冲至入岩前的风化土与岩石之间的变化层裂隙极发育的岩层，成孔时遇见下水道等都会发生泥浆的大量泄露。
预防措施：（1）抛片石、黏土。当泥浆面下降，应及时补充泥浆，保持护筒内的泥浆水压力，回填片石和黏土，保持抛进充填物的厚度然后用小冲程冲击钻将片石挤压到溶洞边将漏浆口堵住形成护壁[6]。（2）冲程和进尺的控制：当冲至入岩前的风化土与岩石之间的变化层裂隙极发育的岩层这时不易用大冲程的冲击钻以免产生很大的震动，将早期形成的泥浆护壁震落出现泥浆顺着裂缝发生大量泄露。（3）加钢护筒：首先要弄清楚溶洞的深度，利用振动锤将加套钢护筒徐徐打下。
4．3 钻孔偏斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差，垂直度大于1%。
造成原因：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或叉杆移动所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或溶沟中发生偏岩现象等。
防治措施：
（1）先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；
（2）安装钻机时要求钻头与钻架上起吊滑轮在同一轴线。
（3）进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,要降低冲锤的的频率，轻锤慢打。穿过孤石，对于因孤石或探头石而发生偏孔现象的及时进行回填毛石进行纠偏，回填毛石高度比发生偏孔部位高出1.0米，回填石料大小应介于1/3孔径与1/4孔径之间为宜。然后进行纠偏处理，反复进行直至穿过探头石或孤石而无偏孔现象。
4．4 溶洞的处理
（1）对于糖葫芦式溶洞的其中有大于5.0米的，内有粘性土及石灰岩碎石填充物，少数为半填充状态的，处理该类似溶洞通常采用第一种方案即跟护筒法。
处理方案：（假设桩径为1000mm）
回填层采用直径φ1.3m钻头钻进，跟筒钻进至中风化石灰岩面，以防溶洞失水造成回填土层孔壁塌方。岩石层内采用直径1200mm钻头钻进，终孔后下入直径1000mm钢护筒，钢护筒总长度超过溶洞上界面2.0米。采用8mm厚的螺旋焊板制成护筒，单节护筒长为12m。钢护筒安装完成后采用直径900mm的钻头进行清孔，因钢护筒直径为1000mm，故采用900mm钻头清孔不会影响成桩孔径；溶洞顶部冲孔，根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶洞顶部时，用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过500mm。
（2）对于糖葫芦式溶洞的其中每个都小于2.0米的，内有粘性土及石灰岩碎石填充物，少数为半填充状态的，处理该类似溶洞通常采用第二种方案即粘土与片石填充加固法[7]。
处理方案：根据勘察资料在钻孔桩钻至有溶洞之前，在钻机周围准备好足够的粘土、块石。直径10-20cm块石与粘性土充分拌和。待钻机钻透溶洞顶板后，用铲车迅速向孔内填加粘土块石，填加高度大于溶洞顶板高度3米。向孔内注水进行钻进。在钻进过程中如发现孔内失水，停止钻进重新向孔内填加粘土混块石进行施工，直至钻孔不跑浆为止。在混凝土施工时溶洞以下正常施工，溶洞以上应缓慢施工，随时观测混凝土液面变化。或对小型或多层溶洞，为防止其不与相邻孔窜孔或成孔后孔型有葫芦状，必要时可先用粘土与碎石混合物进行填充（填充粘土与片石混合物的配比为1：1）灌注低标号砼进行填充（C20混凝土），等混凝土上强度后再钻进。
4．5 桩底沉渣量过多
造成原因：清孔不干净未达到标准；泥浆比重过小；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。
防治措施：成孔后采用正循环泥浆泵连续工作10-25min以控制孔内泥浆的比重及桩孔内泥浆的整体均匀性以保证护壁的均匀与整体性。经勘察、设计验核完毕，监理测沉渣厚度合格后继续使用泥浆泵工作，直至准备下笼。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。下完导管后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用泥浆泵进行二次清孔，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宜为300-500mm，应有足够的混凝土储备量，使导管能顺利封底，以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。
4．6 钢筋笼上浮
钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
造成原因：混凝土塌落度小，导管在混凝土中埋置深度过大是造成钢筋笼上浮的主要原因。
防治措施：成孔垂直度要保证，钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，控制导管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。
4．7 断桩
混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。
造成原因：沉渣过厚。灌注过程中突然塌孔。由于导管底端距孔底过高，混凝土被泥浆稀释，使水灰比增大，造成混凝土严重离析骨料集中并与泥浆相混，形成断桩；导管密封不良，造成导管进水，形成桩身混凝土离析；浇注混凝土时导管提升和起拔过多，露出混凝土面，造成断桩；浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬。
防治措施：成孔后，必须认真清孔，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。灌注过程要连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
5 结束语
根据当地现有的工程地质条件，采用相应的施工技术，按照规定的质量标准进行严格的控制，按照施工规范和设计图纸施工，施工过程中精心组织，发现问题及时分析原因解决，经质量检测部门利用静力及动力荷载试验均满足设计及规范要求，工程质量全部合格。
参考文献
[1]王宪武,薛继海.浅谈钻孔灌注桩施工中的质量事故原因及预防措施[J]工程科技
[2]张洪霞.浅析钻孔灌注桩施工过程中常见施工质量问题及预防措施[J]价值工程
[3]刘立海，黄清领.钻孔灌注桩施工质量问题及防治措施[J]民营科技，2010，(236).
作者简介
张玉海（1981-），本科生，主要从事混凝土技术质量管理工作。单位地址：辽宁省大连市旅顺口区长城街道长岭子村彤阳建筑材料有限公司（116041）。