摘要：
钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工简单、易操作且设备投入一般不是很大，因此在建筑中都得到了广泛的应用。钻孔灌注桩还具有承载力大，对场地条件要求不高，施工速度快、噪音低、无振动、生产安全等优点，广泛应用于软土地基建筑、高层建筑和重型设备等的基础工程施工。然而，钻孔灌注桩的质量难以控制，对其施工工艺把握不好，很容易产生一些桩身质量问题。本文总结了我们在钻孔灌注桩施工过程中遇到的若干常见问题进行归纳总结，分析其形成原因，浅谈了一下预防和处理方法，提高施工水平。
关键词：钻孔灌注桩、施工质量、防治措施
钻孔灌注桩不受地下水位高低、周边环境、气候条件等因素的限制，具有噪音较小、工期短、成本低、无振动、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小，承载力也比较高等特点，适用于各类土层及风化岩和软质岩，并能适量嵌入中微风化较硬质或硬质岩石，在碳酸盐岩地区，能击穿岩溶裂隙发育带；其设备简单，易于操作，桩径可由冲锤直径大小灵活掌握，因施工工艺较成熟，而广泛应用在各工程中，是设计者常常用的一种深基础形式。但也因在施工过程中其施工技术性要求较高，影响成桩质量的因素也较多，质量不够稳定，有时候会发生孔壁坍塌、断桩等现象，现就钻孔灌注桩常见的质量问题进行分析并提出防治措施。
一、护筒冒水
（1）护筒冒水即护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。
（2）造成原因：埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。
（3）预防措施：在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0～1.5m的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。
二、孔壁坍塌
（1）主要原因：
①没有根据土质条件，采用合适的成孔工艺和相应的泥浆质量。
②护筒埋置太浅，护筒的回填土和接缝不严密，漏水漏浆，以致孔内液面高度不够或孔内出现承压水，降低了对孔壁的静水压力等。
③清孔后泥浆密度、粘度降低，减少对孔壁的静水压力，使孔壁失稳。
④直接用供水管冲刷孔壁，或在松散砂土快速钻进，或停在一处空转时间太久。
⑤成孔后停休时间太长，没有及时浇注混凝土。
⑥因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，在成孔过程中井壁坍塌严重或出现流砂。
（2）预防措施：
①塌孔事故关键是预防为主，钻孔前针对技术资料分析土层结构，施工单位组织好施工，选择适宜的成孔方法和机具，合理安排成孔顺序，适当填筑作业平台及选择足够强度和尺寸的护简。如在松散砂黏土或流沙中钻进时，选用冲击钻，应控制进尺速度，选用较大相对密度、黏度、胶体率的高质量泥浆，低冲程锤击，使黏土膏片、卵石挤入孔壁起护壁作用。
②当地区水位变化太大时，采用适当的方法保持水头相对稳定，发现塌孔，判明坍塌位置，分析塌孔原因，针对坍塌的水量较小可继续钻孔，回填砂和黏质土混合物到塌孔处以上1~2m继续钻孔，随时注意坍塌数量的变化。若塌孔不能控制，立刻拆除钻机护筒回填钻孔，重新埋设护筒再钻。
③由于清孔或钢筋骨架吊入造成塌孔时，应立即停止清孔或将钢筋骨架吊出，利用钻孔机具搅动添加泥浆护壁，同时将坍塌物清理干净，待塌孔稳定后重新清孔和安装钢筋骨架。
（3）处理方案：
一旦发生坍孔，应立即采取相应措施。坍孔不严重时，可回填片石或土到坍孔位以上，采取改善泥浆性能，加高水头，深埋护筒等措施，继续钻进。在坍孔较严重时，则应将钻孔全部回填，待回填稳定后方可重钻。
三、孔位倾斜
（1）主要原因：钻机支架不稳，地质松软不均，土层呈倾斜状分布，遇探头石及其他硬物等。
（2）预防措施：在钻机就位前，场地必须平整、夯实，钻机就位时，转盘中心与钻架上起吊轮在同一轴线。应尽量采用自重大，钻杆刚度大的钻机。
（3）处理方案：当进入不均匀地层、倾斜状地层以及遇到探头石及其他硬物时，钻进速度要慢，并在倾斜处吊起钻头反复扫钻多次，以削去硬物，使孔位正直，当倾斜严重时，则应回填粘质土至倾斜处0.5m以上，待稳定后重新钻进。
四、孔底沉渣厚度过大
（1）主要原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或注入量不足，无法将沉渣浮起；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，致使泥浆重新沉淀等。
（2）预防措施：成孔后，应根据设计要求、钻进方法、机具设备条件和地层情况等控制泥浆的比重和粘度，并通过提取泥浆试样，进行泥浆性能指标试验，不得用清水进行置换。钢筋笼吊装时，应使钢筋笼的中心与桩的中心保持一致，避免碰撞孔壁，并采用先进的工艺加快钢筋笼的对接速度，减少空孔时间，防止沉渣重新沉淀。
（3）处理方案：灌注混凝土前，应重新测定沉淀厚度，如沉淀量不符合规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至沉淀厚度、泥浆比重等均符合规范要求。并保证首批混凝土的数量，使导管首次埋置深度大于1.0m，以利用混凝土的冲击力彻底清除孔底沉渣。
五、卡管
（1）主要原因：
初灌时导管离孔底太近，防水栓堵管；混凝土的级配或水灰比不正确，流动性、和易性差，出现离析；混凝土中粗骨料粒径过大；混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长，以及导管进水等等。
（2）预防措施：
加强对水下混凝土质量的控制，选用级配良好的中砂；控制粗骨料的最大粒径，不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且小于40mm；控制水灰比，或适当掺加外加剂，保证水下混凝土良好的流动性和和易性；控制导管底与柱孔底的间距，一般为0.4m，防止隔水栓卡管；导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，防止因导管进水导致离析及卡管。
（3）处理方案：
一旦发生卡管，应分析原因，并将导管拔出，若原混凝土表面尚未初凝，可用新导管重新插入后继续浇筑并采取补强处理；若无法继续灌注，则应将已灌桩做废弃处理，孔内回填稳定后重新成孔。
六、 桩身偏斜即成孔后出现较大垂直或弯曲
（1）造成原因：
①在钻孔的过程中遇到障碍物或孤石，以及在软硬土层交界处和岩石倾斜处，钻头受阻力不均而偏移。
②由于钻杆弯曲或连接不当，使钻头钻杆中心线不同轴线。
③由于钻机在安装时没有支撑好，场地不平整或钻架就位后没有调整、以及桩孔地质构造不均匀地面不均匀沉降使钻机，转盘，底座不平而倾斜等原因，从而引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏斜孔。
（2）防治措施：先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；施工员应将桩位线准确的放在场地上，安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于20cm。在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至便孔处0.5m以上，重新钻孔。成孔后因检孔器放不到位而发现斜孔的，应回填到倾斜位置重新成孔。
七、灌注混凝土时钢筋骨架上升
(1)造成原因：
①钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。
②当混凝土灌至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮。
③由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初疑，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。
④钻孔底部泥渣清理不符合要求。
(2)预防措施：
①下放导管时，应使导管确保在孔位的中心上。在灌注混凝土中，当混凝土面接近钢筋骨架底口时，应放慢混凝土的灌注速度，一般情况下dl100~dl150cm桩灌注速度控制在10~15m3/h左右，以缓解混凝土对钢筋骨架向上的冲击力。特别注意导管出口与钢筋骨架底口不得平齐灌注混凝土，一般导管底口与钢筋骨架底口不小于1.0m。
②灌注桩混凝土施工应本着改善混凝土的流动性、初凝时间及改进灌注工艺的原则，严格按配合比配制混凝土，灌注应迅速连续进行。经验证明：灌注速度快的，质量事故少。
③适当减少钢筋骨架下端的箍筋数量，也可以减少混凝土对钢筋骨架上的顶托力。增设适当数量的牵引筋牢固地焊接在钢筋骨架的底部也有克服钢筋骨架上升的作用。一旦发现钢筋骨架上升，必须放慢灌注速度，查明原因及时处理，首先选用预压措施，如将钢筋骨架顶端固立于导管上等，或仔细计算量测导管和钢筋骨架的埋置深度，尽可能调整导管管口到钢筋骨架下口的距离。
④在钻孔深度达到设计标高时，不要立即停止钻机转动，而是要空转（吊住钻杆，孔深不增加）半小时至一个小时，这期间泥浆坑内的泥浆与孔内的泥浆要不间断的循环，并且要注意，泥浆坑内的泥浆不能太稀，密度要不小于1.2g/cm3，如果孔底有砂还要进行捞砂工作，待泥浆调均匀、泥块搅碎，方可进行下一道工序的施工，即拔钻杆和安装浇注水下混凝土的导管。
八、 断桩
（1）断桩是指桩身混凝土在某一部位出现不连续或某一部分的混凝土严重变质导致整根桩承载力达不到设计要求，甚至不能使用，造成质量事故。
（2）造成原因：
①混凝土原材料不符合规定，配合比不当，混凝土的和易性、坍落度不符合要求，在灌注混凝土过程中，发生卡管事故。
②由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗稀释，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。
③受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体。
④由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土分开的现象。
⑤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灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、孔洞、蜂窝的现象。
（3）预防措施：
①清孔时要及时调整孔内泥浆的相对密度，清孔后泥浆的相对密度要满足设计要求。清孔后分别从孔口、孔中部、孔底部提取泥浆，测定泥浆的各项指标是否符合质量标准要求。同时，应在孔底放置取样盒，在混凝土灌注前取出以检查孔底沉淀是否超厚，只有当孔底沉淀值小于规范要求时，方可进行混凝土灌注。
②绑扎水泥隔水塞的铁丝，应按首次灌注量多少选取其规格，严防折断。
③在地下水较为丰富的地段，应设降水井进行降水处理，降水成功后方可灌注混凝土。
④灌注前应全面检修设备，灌注时严格控制混凝土原材料、混凝土配合比，尽可能使灌注连续快速，炎热季节在灌注初期可在混凝土中掺入适量缓凝剂，以避免混凝土过早初凝而造成卡管事故的发生。并应避免停电停水等现象。
⑤必须严格按照规定用测量锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。
⑥在灌注混凝土过程中，要定时测量导管内外混凝土的深度，并绘制曲线，以监视断桩是否出现。在正常情况下，导管内外混凝土界面的距离是开始大，然后逐渐缩小，最后重合，若出现管内外混凝土灌注曲线距离拉大，并且导管外混凝土曲线变平，而管内混凝土曲线变陡，则是断桩预兆，应及时查明原因，尽快处理。
九、掉钻、卡钻和埋钻
（1）钻头补卡住为卡钻，钻头脱开钻杆掉入孔内为掉钻。掉钻后打捞造成坍孔为埋钻。出现上述现象影响钻孔正常进行延误工期。造成人力和财力的浪费，产生此现象的主要原因是：
①冲击钻孔时钻头旋转不匀，产生梅花形孔或孔内有探头石等均能发生卡钻。倾斜长护筒下端被钻头撞击变形及钻头倾倒，也能发生卡钻。
②卡钻时强提、强扭，使钻杆、钢丝绳断裂；钻杆接头不良、滑丝；电机接线错误，使不能反转的钻杆松脱，钻杆、钢丝绳、联结装置磨损，未及时更换等均造成掉钻事故。
（2）防治措施：
①经常检查转向装置，保证灵活，经常检查钻杆、钢丝绳及联结装置的磨损情况，及时更换磨损件，防止掉钻。
②用低冲程时，隔一段时间要更换高一些的冲程，使冲锥有足够的转动时间，避免形成梅花孔而卡钻。
③对于卡钻，不宜强提，只宜轻提钻头。如轻提不动时，可用小冲击钻冲击，或用冲、吸的方法将钻头周围的钻渣松动后再提出。
④对于掉钻，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞。
⑤对于埋钻，较轻的是糊钻，此时应对泥浆稠度，钻渣，进出口，钻杆内径大小，排渣设备进行检查、计算，并控制适当的进尺。若已严重糊钻，应停钻提出钻头，清除钻渣，冲击钻糊钻时，应减小冲程，降低泥浆稠度，并在粘土层上回填部分砂、砾石。如坍孔或其他原因造成的埋钻，应使用空气吸泥机吸走埋钻的泥砂提出钻头。
十、桩身破坏：
（1）主要原因：
①施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中，使桩帽滑落或桩头爆裂。
②桩机施工压力值超高。
③桩机施工过程中桩机擅自移动机架进行校正桩位、桩身垂直度，导致桩身断裂；施工结束后人工凿桩野蛮施工以及桩机施工后不合理的土方开挖。
④桩身材料质量；
（2）防治方法：
①选用桩机合理有效的施工方法，控制桩身的垂直度，避免斜桩的发生。
②控制好桩机施工终止条件，对纯摩擦桩，终止条件宜以设计桩长为控制条件；对长度大于21m的端承摩擦桩，宜以设计桩长控制为主，终压力值作对照；对长14-21m静压桩，应以终压力达满载值为控制条件，开挖后采用截桩处理；当压力值未能达到设计要求，但桩顶标高已达到设计标高，宜继续送桩（1m范围内），直至压力值达到设计要求，施工结束后及时与设计单位联系，出具处理方案。
③桩机施工结束后合理的进行土方开挖以及凿桩施工，必须强调土方开挖过程中的施工质量与水平，将直接关系到桩基成功的关键，施工过程中要慎之又慎。
④施工过程中应加强对桩身原材料的检查验收。
施工中发生桩身破坏，宜采用小应变等有效的手段检测桩身情况，确定处理方法。
十一、短桩
（1）主要原因：
由于施工人员的疏忽，未及时探明混凝土表面高度；在灌注过程中，孔壁局部小塌方，施工人员未发现，未处理，仍按原计算的混凝土量浇筑后即拔离导管。
（2）预防及处理：一旦发生短桩，可迅速插入一小直径护筒至原混凝土内，用吸泥机吸出坍方土和沉淀土后重新下导管灌注，但应在上下断层间加以补强。
十二、钢筋笼上浮
钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
（1）造成原因：
钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升；当混凝土灌至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮；由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。
（2）防治措施：
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，混凝土接近笼时，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。
十三、缩颈
缩颈即孔径小于设计孔径。造成原因：桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成的。
（1）防治措施：
①采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度。
②在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
十四、灌注成桩后发现的质量缺陷及处理
桩全长小于设计要求。这种缺陷可分为两类，处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求、钻孔底部沉积的虚渣在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计、嵌入基岩深度小于设计。针对具体情况分别采取相应措施处理。桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土灌注终孔时控制失误。基坑开挖后进行钻孔桩的接长。接长施工前，先清理干净混凝土以上的浮渣和松散混凝土等，将顶面人工凿修平整。而后在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。接长部分桩孔直径应大于设计钻孔桩直径40cm，深度从平整后混凝土面向下不小于接长部分桩孔直径的1倍。接长部分混凝土的强度应比原设计提高1个等级，新旧混凝土的接合面必须做好混凝土的接槎处理。
桩体混凝土不连续。由于灌注过程中，发生的孔壁局部坍塌的杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续。对于此类问题，应积极与设计单位协调采取合理措施处理。对于钻孔桩底部混凝土夹渣的情况，采取桩底部压浆或者高压注浆方法处理。
十五、钻孔灌注桩的质量控制
钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。部颁《公路工程质量检验评定标准》对钻孔灌注桩的质量作了严格的要求，明确规定了钻孔灌注桩进行无破损检测，这一结果需由设计单位的确认。对钻孔灌注桩的质量控制，认为在现时代仍应强调以下几点：
对质量控制应注重预防为主，即在施工前做好充分准备工作，制定相应的防范措施，并责任到人。只有从严把关，使一流人才、先进的工艺，过硬的设备进场，才能为优良工程打下坚实的物质基础。
总之，钻孔灌注桩施工工艺虽已成熟，技术难度不大，但由于其多为地下施工的不可见性，在施工中事故时有发生，所以施工人员应认真学习相关规范，熟悉各项技术要求，不断提高自身水平，并做好事先指导和技术交底工作，确保各环节都能严格按照规范要求施工，并做好预防措施，使每根桩的质量都能得到保证，最终使整个工程达到预期的目标。我相信只要我们切实加强质量管理意识，严格按照施工技术规范执行，不断提高施工管理水平，努力提高科学技术水平，相信我们是有能力防止质量事故发生的。
参考文献
[1]公路工程质量检验评定标准（土建分册）（JTG F80/1-2004）
[2]公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000 ）
[3] 公路工程施工监理规范（JTG G10-2006）
[4]郑联江，浅析灌注桩常见施工质量问题及防治措施，土建论文2009.10.19.
