冲孔灌注桩施工中常见的缩颈塌孔及断桩的质量问题和处理措施

1、摘要:在工程建设的施工中，经常会应用到冲孔灌注桩技术，进行预防和解决工程质量问题,相对于解决桩基施工中的疑难具有很大借鉴意义。通过对某工程施工中出现的冲孔灌注桩的质量问题分析，论述了常见缩颈、塌孔及断桩的质量问题的形成原因，并有针对性地提出处理的方法和解决的措施。关健词：灌注桩；质量问题；处理措施通过对某工程施工中出现的冲孔灌注桩质量问题的分析， 介绍了一些冲孔灌注桩质量问题的处理方法。无论在何种地质条件下，冲孔灌注桩技术都有极强的适应性，由于设备简易，操作方便，占地小，承载力大，因此被广泛应用。冲孔灌注桩是一种地下成桩工艺，这就使得施工中不能进行观察，在成桩后自然也无法实施开挖验收。所以在工

2、程施工中如果出现任何一个问题，就会对整个工程造成影响，不但会降低工程质量和进度，还会造成巨大的经济损失，甚至形成不良的社会影响。本文通过某工程项目的一些具体施工情况介绍，总结出冲孔灌注桩在施工过程出现缩颈、塌孔及断桩的质量问题的形成原因，并有针对性地提出处理方法和解决措施，以供同行参考。1 工程概况及施工情况1.1工程概况笔者负责某项目的施工管理工作，该工程施工工期紧，为了确保工期和工程质量，在施工前编制好专项施工方案， 做好技术交底工作。 该工程的基础设计类型为桩基础， 桩长范围为15m-45m,桩径为0.9m、1.2m,桩基根数共 560 根，混凝土采用 c35 水下，施工工艺采用冲孔灌注

3、桩，入岩深度为入弱风化 1.0m或中风化 2.0m。地质情况为：杂填土、粉质粘土、中砂、淤泥、粉质粘土、凝灰熔岩残积粘性土、全风化凝灰熔岩、强风化凝灰熔岩、中风化凝灰熔岩、弱风化凝灰熔岩。1.2施工情况1.2.1该工程所在地地质情况较为复杂，通过施工前桩位超前钻探及地勘报告的资料显示，桩所遇到的地质情况不一：有的遇到岩层厚度达到 4.2m,而且有斜坡岩；有的遇到小溶洞深度达到 15m 左右；有的桩基底须有 42m 深才能达到设计要求的完整岩层，其中有 2 根桩位在原路基边坡上，该位置路基回填片石有 7 米深左右，冲孔桩在冲孔时，泥浆会渗漏，造浆困难，泥浆无法做到护壁的作用，故经常会塌孔，给施工

4、带来了很大的难度，后经研究讨论决定采用边冲孔边下钢护筒的做法，且在施工的过程中要求不断往孔内添加澎润土及水，还每隔 1 小时监测泥浆比重、粘度等各项指标一次，泥浆比重控制在 1.30 左右，粘度控制在 22s 左右，这样保证孔内水头的压力及护壁，最终钢护筒下至穿越回填片石层下 1.5 米处，露出地面 0.5 米，累计长 9 米，这样保证了泥浆回填片石区域内不渗漏，孔内不塌孔及孔内的水头压力，经过各方的配合和努力，最终该桩以孔深为 39.5 米终孔，取得了良好效果。1.2.2在施工过程中要加强施工质量的管理工作，本工程在浇筑某号桩的过程中，某号桩孔深 38米，在浇筑到地面往下 4 米左右时，由于

5、工人的操作失误，提升太快，导致导管提升太高，脱离碎面层，后再插入碎继续浇筑，施工完成后待满足检测条件时，发现本桩在 4.1米处出现断桩的现象，后由建设单位组织各相关单位开展某桩断桩的原因分析及处理意见，经会议一致决定同意采取接桩的方案，并要求施工单位编制专项施工方案，经有关个方签字，严格执行，并要求加强质量管理工作。经过开挖，凿除断桩以上的桩身碎，凿毛，焊接钢筋，浇筑碎(要求提高一标号碎)等的工序，后再进行复测，桩身质量合格，满足设计要求。2 钻孔中常见问题缩颈问题的原因及预防措施和处理方法缩孔现象的原因(1)地质原因，构筑物大多数的钻孔出现缩颈的部位一般在 12 米到 18 米之间，根据探测

6、单位提供的岩土工程勘测报告，以及当时的取样可以看出，此地多为砂层及淤泥层；(2)其中的钻孔放置的时间过长，由于某些原因的影响，钻机成孔后，并没有及时的进行灌注，泥浆自身的压力不能支撑土质收缩，以及溃流带来的压力，这样就会导致其中的缩颈问题；(3)相邻的桩孔之间相互扰动，钻孔灌注桩是先成孔，然后在孔内成桩，周围的土向桩身运动，土体就会对桩身产生压力，也会造成缩颈问题。(4)地层承压水对桩周土侵蚀2.1.2 预防措施和处理方法(1)加大钻头，把原来的钻头加 50mm 并且钻头在孔内不断地洗孔，扩大孔径，增加孔壁的稳定性，就算有很小的缩颈，就也可以基本符合原来的设计；(2)加大泥浆的比重，这样就会增

7、强泥浆对钻孔孔壁的支撑力，就会较少孔壁向内收缩的速度，进而缩小钻孔孔径的缩颈程度；(3)摸清承压水的准确位置，在灌注前下入专门护筒进行止水封隔，成桩后经验桩发现缩颈，如位置较浅可开挖进行补求；如位置较，且缩颈严重，则应考虑补桩。塌孔问题原因及预防措施和处理方法塌孔问题原因(1)地质条件也是造成塌孔的主要的原因，因为砂质土本来就松软，缺少一定的粘结力，安息角就很小，遇到雨后，安息角就会变得更小，所以在冲孔时，孔内就会发生塌孔，有的地质存在回填片石，泥浆无法储存在桩体内，从桩体内外流，水头压力不足，护壁容易坍塌，造成塌孔的现象；(2)施工不当的原因，如在流砂、软液泥、破碎地层、松散沙层中钻进，进尺

8、太快，或停在一处空转时间太长，冲孔速度太快等；(3)在提升、下落钻头，遇到孤石、斜坡岩，下钢筋笼时碰撞孔壁，孔壁被扰动，这是就容易发生塌孔；(4)护筒埋设不当护筒周围未用粘土填封紧密而漏水，或护筒埋设太浅；(5)未及时向孔内加泥浆；或孔内泥浆面低于孔外水位；或孔内出现承压水低于静水压力；或泥浆的比重太小等；(6)相邻孔间距过短且施工时间间隔较短而造成串孔。2.2.2 塌孔的预防措施和处理方法(1)钻机就位，用填料将废孔回填密实后，在孔位置安装钻机、就位，并使其保持平稳，不产生位移或不均匀下沉；有特殊情况下可利用加长钢护筒进行施工，施工过程中应保证护筒不发生移动，中心与桩中心一致，并使钢护筒穿越

9、不良地质层；(2)钻进中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位；遇流砂，松散土层等适当提高泥浆比重，不使进尺过快，或空转时间过长。轻度坍孔可加大泥浆密度和提高水位；严重坍孔可用粘土膏或澎润土投入待孔壁稳定后采用低速钻进(同时常备粘土或澎润土以防万一)；(3)提升、降落钻头和放钢筋笼时保持垂直上下，以避免碰撞孔壁；冲程的选用，当回填后片石的岩面倾斜较大时，钻头易摆动，撞击护筒或孔壁，造成偏孔或塌孔、卡钻等现象，这时先选用小冲程进行冲击，待将孔底的浮土、凸出部分凿平出现平台后，再加大冲程转入正常冲程。抛填片石与原地质的面层软硬不一，这样就给冲击、进尺造成困难，所以在施工过程中，为保持钻头平稳而正常的工

10、作，在保持孔内水位不变的情况下，实时向孔内抛填片石，采用低冲程将抛填物填入松动地层，待岩石出现平稳后再调整冲程正常施工；(4)护筒埋设时必须用粘土夯实，水中护筒的埋设深度应保证，且上部有固定措施；(5)孔内水位应保持在孔旬水位 1.0m 以上，钻孔时应严密监测孔内水位，并保持有应急的设备；根据不同的地质情况，采用不同的钻进参数和泥浆参数；为起到很好的护壁作用，泥浆的性能指标控制在泥浆比重为 1.11.35;粘度控制在 18s22s；含砂率 w4%；有时由于桩位处土质松动，钻孔时及终孔后严防漏浆现象的发生，发现问题找出原因及时处理；(6)相邻孔施工时应符合规范要求；当坍孔发生较浅时，应用优质粘土

11、回填至坍孔处 1.0m 以上，待自然沉实后再继续钻进；终孔验收合格后尽量缩短后续工序的作业时间及间隔时间。断桩问题的原因及预防措施和处理方法：断桩问题的原因(1)因混凝土拌制质量较差，导致导管堵塞；(2)初灌量不足或初灌量计算错误，导致无法埋住导管；(3)混凝土顶面深度测量出错，或埋深计算错误，或操作不当，提升过猛，导致导管提升过高，底部脱离碎土层；(4)导管接头不严密，或拔导管持时导管碰到钢筋笼后，导致接头松动，泥浆渗入；(5)混凝土灌注不连续，中断时间过长，表层碎失去流动发生，而继续灌注的碎时，将有浮浆泥渣包裹覆盖表层，泥浆上浮导致堵管事故，形成断桩；(6)出现堵管而未能及时排除造成断桩。

12、预防措施和处理方法(1)混凝土严格按配合比拌制，经常测试坍落度；(2)使用大初灌量，碎初灌量根据圆柱体积和混凝土与泥浆压力比进行计算出初灌量，充分利用初灌量的势能冲开残余孔底少许沉渣，保证首次埋管深度；(3)加强施工人员的技术培训，在灌注前对各个作业环节认真检查，制订有效的预防措施，灌注中严格遵守操作规程，保证灌注作业连续紧凑。在灌注时要求反复细心探测碎面，认真、正确指导导管的提升。并且不间断量测混凝土顶面；灌注中，导管提升应匀速平稳，慢慢起升，确保导管的埋深符合要求；(4)冲孔灌注桩在浇筑碎前，应对导管的严密性进行测试，合格后方可投入使用，并在导管吊放时应采取有效措施保证居中；(5)开工前检查是否有备用发电机组、搅拌机和供水设备，并保证商品混凝土供应及时，浇筑连续；(6)出现堵管时应及时处理，确保砂连续浇筑，浇筑时应振捣密实，保证桩身质量。3 结语在冲孔灌注桩的施工中，由于施工的步骤比较多，而且施工桩体时大多在