钻孔灌注桩施工常见事故及处理对策

循环钻孔灌注桩施工方法

循环回转钻孔灌注桩以其适应性强、造价低、施工简单易操作已广泛应用于水利、公路、铁路、港口、高层建筑等工程基础中。但由于施工工艺环节较多，一环不慎，便可能发生质量事故，给国家及企业造成较大损失。为此结合笔者参与施工的多处钻孔桩的成功经验，谈一谈正循环钻孔灌注桩施工方法的要领。 正循环、钻孔桩、施工方注、施工技术。 1.正循环回转钻孔灌注桩的施工原理及适应范围

正循环回转钻孔是用高压泥浆通过钻机的空心钻杆，从钻杆底部射出，同时钻头钻进，将土层搅松成为钻渣，被泥浆包裹浮悬，随着泥浆上升而溢出流到井外的泥浆溜槽，经过沉淀池净化，泥浆再循环使用。泥浆在不仅有固壁和润滑作用，还要升携带钻渣上升外排，故对泥浆的质量要求较高。

正循环回钻适用于粘性土粉砂细中粗砂，含少量砾石、卵石（含泥量少于20%的土、软岩，孔径为80～250cm，孔深为30～100m，其优点是钻进与排渣同时连续进行，成孔速度较快，钻孔深度较大。 2.施工工艺 2.1施工放样

根据桩位平面图中各桩的坐标，用全站仪准确地测放各桩的中心位置。经复核无误后，埋设护桩进行保护。 2.2护筒埋设

护筒采用于5mm 厚钢板制作，直径大于孔径20~30cm。护筒埋设平面位置偏差不大于5cm，倾斜程度不大于1%，护筒周围用粘土夯实。 2.3泥浆制作

泥浆采用自拌方法，控制指标应满足下列要求：

相对密度： 一般土层1.05～1.20，易坍土层1.20～1.45； 粘 度： 一般土层16～22S，易坍土层19～28S； 静 切 力： 一般土层1.0～2.25Pa，易坍土层3～5Pa； 含 砂 率： 8％～4％； 胶 体 率： ＞96％；

失 水 率： 一般土层＜25mL/30min，易坍土层＜15mL/30min； 酸 碱 度： 8～10PH。 在钻孔中，泥浆顶面应始终高出孔外水位。为回收泥浆，减少环境污染，设置泥浆循环净化系统。 2.4钻孔

钻机就位后，对钻头中心和桩位中心校核无误后，方可开钻。钻孔时钻架必须稳固，钻头对准桩位中心，开钻前对钻机及其它机具进行检查，机具配套，水、电畅通。钻孔严格按规范和招标技术文件的规定和要求进行施工，同时应符

合下列要求：

（1）循环钻孔采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终承受部分钻具的重力。孔底承受的钻压不超过钻杆、钻锥、压块重力之和（扣除浮力）的80％，以避免和减少斜孔、弯孔、扩缩现象。

（2）开钻时慢速推进，待导向部位全部进入土层后才全速钻进。 （3）钻孔一经开始，应连续进行，不得中断；及时如实填写施工原始记录；严格执行交接班制度。

（4）经常对泥浆进行试验，以确保泥浆符合要求，在地质变化处，捞取渣样，判明土层，记入表中，以便核对地质剖面柱状图。

（5）升降钻锥时要平稳，钻锥提出孔口时应防止碰撞护筒孔壁或钩挂护筒底部，拆装钻杆要迅速。

钻孔停机、提钻、捞渣时应保持孔内具有规定的水位和泥浆稠度，以防坍孔。

2.5终孔及清孔

当钻孔达到设计终孔标高后，对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，然后填写终孔检查证。清孔要求：桩径1.5m以内的摩擦桩沉渣厚度不大于10cm；桩径大于1.5m的沉渣厚度不大于15cm，端承桩无沉渣。清孔采用换浆法，即钻孔完成后，提起钻头至距孔底约20cm，继续旋转，逐步把孔内浮悬的钻渣换出，在清孔排渣时，保持孔内水头，防止坍孔。清孔后调整泥浆，使其相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa.s；含砂率：<2％；胶体率：>98％。 2.6钢筋

深孔钢筋笼分节预制。钢筋笼的绑扎、焊接、安装应符合规范及招标技术文件的规定和要求，同时还要做到：

（1）钢筋笼就位过程中，焊接时应保证上下两节都垂直，防止因焊接原因导致钢筋笼中心偏位和下放困难。浇注砼之前，由测量队用全站仪对钢筋笼中心进行定位，定位后钢筋笼顶面要用有效的方法进行固定，一般用四根钢筋对称焊在护筒上，以保证钢筋笼顶面标高和中心位置偏差在允许误差范围内，并能防止砼浇注过程中钢筋笼上升，还要防止钢筋笼移动和倾斜。

（2）钢筋笼应事先安设控制钢筋笼与孔壁净距的隔离块，隔离块沿柱长的间距为2m左右，交叉排列。

为了防止在下放钢筋笼过程中，钢筋笼碰撞孔壁，吊入钢筋笼时，应对准钻孔中心竖直插入。

（3）砼导管和护筒拔出时，应防止钢筋笼上升。 （4）钢筋笼底面高程的允许误差±50mm。 2.7导管安装

导管直径为φ250，安装前要进行水密、承压试验，保证在浇注过程中不漏水，吊装就位时导管应位于孔口中央，导管下口至孔底一般为40cm。导管安装完成后，要对孔底沉淀物进行检测，如果沉淀物厚度超过设计和规范的要求，需进行二次清孔，直至达到规范要求后才可进行砼灌注。 2.8水下砼灌注

2.8.1水下砼配合比设计

拌制砼所用的材料应符合规范以及招标技术文件的规定和要求，同时水

下砼应符合下列要求：

水泥标号为P.o.42.5，初凝时间不小于6小时。粗骨料为级配良好的碎石，粗骨料最大料径小于4cm，且不大于导管直径的1/6，不大于钢筋笼最密净距的1/3。含砂率宜为0.4～0.5之间。塌落度为18～20cm。水泥用量不小于350kg/m3，当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300kg/m3。水灰比应为0.5～0.6。 2.8.2砼灌注

砼在拌和站用强制式拌和机集中拌制，砼输送泵输送，为确保灌注桩的质量，必须做到：

（1）首次砼灌注前，应对首灌砼方量进行计算，配备足够大的料斗装满砼，以保证首次灌注封底成功。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要 所需砼数量按公式计算。 式中：

V——灌注首批混凝土所需数量(m3)； D——桩孔直径(m)；

H1——桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m； H2——导管初次埋置深度(m)； d——导管内径(m)；

h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m)，即H1=/。 （2）首灌砼导管埋深不得小于1m，在砼浇筑过程中导管埋置深度为2～6米。

（3）砼面接近钢筋骨架时，导管保持稍大埋深，放慢灌注速度，减少砼的冲击力。砼面进入钢筋骨架4m以上后，适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有2m以上的埋深后，方可恢复正常的灌注速度。

（4）浇注砼时溢出的泥浆应引流至适当地点以防污染。砼应连续浇注，直至浇注顶面高出设计标高不小于80cm。砼在终凝7d后才能凿除桩头，并应保持凿除后砼面的平整、清洁，不应有泥及其它杂物。

3.钻孔施工易出现的问题及处理方法 3.1钻孔过程中出现坍孔

其表征是孔内水位突然下降又回升，孔口冒细密水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。坍孔一般是因为泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成。查明坍孔位置后进行处理，坍孔部位不深的时，可采取深埋护筒法，将护筒填土夯实，重新钻孔；坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填，如果无上述土类时可采用粘质土并掺入5%～8%的水泥砂浆，应等待数日后采取改善措施重钻。 3.2钻孔偏斜、弯曲

一般是因为地址松软不均匀、岩面倾斜、钻架位移、安装未平或遇探头石等原因造成。可在偏斜处钓住钻锤反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重的时，应回填粘质土到偏斜处顶面，待沉积密实后重新钻孔。

3.3扩孔缩孔

扩孔多系孔壁小坍塌或钻锤摆动过大造成。钻孔缩孔常因地层中含遇水能膨胀的软塑土或泥质页岩造成，一般采用失水率小的优质泥浆护壁；钻锤磨损大也能使孔径稍小，应随时检查，及时焊补钻锤。当缩孔已发生时，可用钻锤上下反复扫孔，扩大孔径。 3.4钻孔漏浆

一般采取护筒周围回填土夯实、增加护筒沉埋深度、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和粘度、倒入粘土使钻锤慢速转动、增加孔壁粘质土层厚度等措施。 3.5糊钻

多出于正循环回钻钻进时，遇软塑粘质土层，泥浆相对密度和粘度过大，进尺快，钻碴量大，出浆口堵塞而造成。应改善泥浆性能，对钻碴进出口和排碴设备的尺寸进行检查，并控制适当进尺。若严重糊钻，应停钻提出钻锥，清除钻碴。

4. 砼灌注易出现的事故及预防与处理措施 灌注水下混凝土是成桩的关键工序，灌注过程中应明确分工，密切配合，统一指挥，做到快速连续施工，防止发生质量事故，若出现质量事故时，应分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救，以期尽量减小经济损失。 4.1导管漏水 主要原因：首批混凝土储量不够或导管底口距孔底间距过大，不能将导管底口下部封住，使水从导管底口涌入；导管接头不严，橡皮垫被高压气囊挤开，水进入；导管提升过猛，控制错误，使导管底口超出混凝土面，底口涌入泥水。 处理方法：是第一种情况，立即将导管提出，进行清孔重新下导管，重新灌注。若是第二、三种情况，应换新导管，使导管口插入混凝土中，用吸泥机将导管内的水和沉淀吸出，继续灌注混凝土，起先砼应增加水泥用量，以后的砼恢复正常配合比。 4.2卡管

主要是由于初灌时隔水栓卡管或坍落度过小，流动性差，夹有大骨料，砼离析或导管漏水引起。灌注过程中加强对导管的检查和砼各项指标的检查。 4.3埋管

主要原因是导管埋入混凝土过深，使导管内外砼已初凝、与混凝土产生的摩擦力过大，或提管过猛将导管拨断。

预防方法是严格控制导管埋深不得超过6m，混凝土内加缓凝剂，加速混凝土灌注速度，提升导管不可过猛。 5. 灌注桩出现问题后的补强措施

灌注桩检测后若发现有夹层断桩、混凝土离析、空洞等事故时，经设计代表和监理工程师同意后可以进行补强处理。

采用压入水泥浆补强。钻两个小孔，分别作出浆进浆口用。深度应达补强处以下1m。用高压水泵向孔内压入清水，使夹层泥渣从出浆孔被冲洗出来。压入水灰比为0.8的纯水泥浆，待出浆孔内有水泥浆冒出来之后，再用水灰比为0.5的浓水泥浆压入，浓浆压入时应使其充分扩散，当浓浆从出浆口冒出时停止压浆，用碎石将出浆口封住，并以麻袋堵实。最后用水灰比0.4的水泥浆压入，

压力增大到0.7～0.8MPa时关闭进浆阀，稳压压浆20～25min，压浆补强工作结束。

6.结束语

钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重，因此在施工中应加强施工管理,采取科学的施工方法和切实可行的实用方案。只有严格按照划范、规程操作，加强监督、检测，才能避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。对己出现问题的桩基，应掌握详尽而准确的现场资料，及时组织专家会诊，制定安全可靠又经济的处理方案。

参考文献：

1．建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)

2．泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工艺标准(204-1996) 3．螺旋钻孔灌注桩施工工艺标准（GY205-1996） 4．建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）

钻孔灌注桩施工常见事故及处理对策

钻孔灌注桩施工种类繁多，技术含量高，影响因素多，一旦在施工当中稍有不甚或控制不严，很容易出现一些质量事故，使整个工程的基础受到影响，严重一点出现返工将带来较大的损失。常见的且危害性较大的事故主要有坍孔和断桩，此外还可能出现弯孔、斜孔、缩孔、梅花孔、卡钻、埋钻和掉钻等现象，为尽量减少事故，在施工过程中，必须做到分工明确，密切配合，操作规范，措施到位。下面结合本人的施工经验，就常出现的一些事故原因进行分析，并制定出相应的处理措施。 1 坍孔

坍孔主要出现在钻孔、下放钢筋笼和灌注混凝土三道工序当中，并且以钻孔中出现的坍孔为多见。

1.1 钻孔坍孔 在粉性、砂性土等松散地基中进行钻孔时，很容易发生坍孔。坍孔主要表现为在施工过程中出现孔内水位骤然降落，并冒出细密的水泡，钻杆较难钻进，钻机负荷显著增加，甚至钻头运转不起来。其主要原因可能是：①护筒埋深较浅，或周围回填的粘土夯实不够，致使孔口土坍落；②护筒变形或形状不合适；③孔内水位高度不够，无足够的水头压力；④地下水位有较高的承压力；⑤在砾石层等处有渗流水或者没水，孔中出现跑水现象；⑥泥浆的稠度不够；⑦成孔速度太快，在孔壁中来不及形成泥膜；⑧用造孔机械在护筒底部造孔时触动了孔周围的土壤；⑨造孔机械的机械力过大，致使护筒与土层之间的粘着力减弱；⑩向孔内补水时，水流对孔壁有冲刷。

针对上述原因，施工时应尽量注意防止出现这些情况。如果孔口发生坍塌，致使护筒倾斜，就应及时用粘土回填，扶正护筒，严重时应挖起护筒，重新按要求埋设后再钻孔。当孔内发生坍塌，如果情况不严重时，可用粘土回填至坍孔位置以上1-2米，并加大泥浆比重继续钻进，如果情况严重时，应将钻孔全部用砂夹粘土或小砾石夹粘土回填，经3-5天稍密实后，再重新钻孔。

为防止孔壁坍塌，施工中必须注意以下事项:在施工前应进行地质调查，仔细学

习地质资料，并搞清楚地下土层的分布情况、地下水的压力、出水量、水流方向以及是否存在流砂等问题。在有地下水时，还应特别注意钻孔地层中是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比上层的地下水位高时，必须维持孔内足够的泥浆压力。造孔泥浆应选用优质粘土，有条件时，可选用膨润土造浆，成孔时泥浆的相对密度以1.1～1.25左右为宜。施工时不间断地检测泥浆的比重，同时要根据不同土质调整泥浆相对密度，在成孔时，如果遇到砾石层等土层产生大量的漏浆时，应考虑是否改成其它施工方法(如加套管施工)。当中断成孔作业时，要严格监视漏水、跑浆的情况，与此同时还应准备应急用的贮水槽、大容量的给水泵等设备。在反循环钻孔法中的成孔阶段，如果成孔速度太快，在孔壁上来不及形成泥膜，就容易使孔壁坍塌。成孔速度视地质情况而异，对于淤泥质等非常软弱的地质，如果成孔太快，有时成孔后的桩孔将很不规则。另外对砂、砂砾等土层必须注意转台旋转不可过快，如过快有时将产生径向摆动，而当桩孔较深，又在孔底处遇到硬土层时，要注意有可能因钻杆自重过大产生弯曲而碰撞孔壁发生塌孔。另外，对于负压流量及流速的关系，曾有报告指出，如果孔内的水向下流速超过1.2m/min，在负压作用下，孔壁易发生坍塌。当孔径不足1m的桩钻孔时应特别引起注意。如在上述静态条件下产生的孔壁坍塌事故，若不及时处理而继续强行施工，就有可能使塌孔加剧。因此应认真查明原因，采取措施之后方可继续施工。当采取措施时，如果认为已不能排除静态因素所导致的塌孔事故，就应迅速将孔回填，否则严重点就有可能使地表产生坍塌或发生机械倾覆等重大的恶性事故。回填钻孔一般情况下用粘土掺片、卵石。坍塌的桩孔一旦回填之后，地层将呈现不稳定状态，应适当地停滞3-5日后再度施工为宜。

1.2 下钢筋笼坍孔 在沉放钢筋骨架后也会产生孔壁坍塌，造成坍塌的原因可能是钢筋笼下放时用力过猛或钢筋骨架的垂直度不好或产生弯曲所致。所以，在沉放钢筋骨架时应特别慎重，钢筋笼下放速度应缓慢，上下两节焊接应处在同一轴线位置，并随时观察孔内水位情况。一旦出现孔壁坍塌，孔内水位就会发生变化。对沉放钢筋骨架之后的坍塌，一般可用浇注混凝土用的导管配合砂石泵抽出搅浑了的泥浆，此时应注意泵压力不能太大，以免使钻孔破坏加剧。

1.3 灌注混凝土坍孔 在混凝土灌注过程中如果发现护筒内的泥浆水位突然上升并溢出护筒，随即下降并冒出气泡的现象，则估计是出现了坍孔，可用测探仪探头探测，如果探头测得的表面深度达不到原来的深度，则可断定是发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底部周围出现漏水，孔内水位下降或是河流中水位上涨时，孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及护筒周围堆放重物或机械振动等。一旦发生坍孔，应立即查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头，移开重物、排除振动等，然后用吸泥机吸出孔中坍落的泥土，如果坍孔停止，就可继续灌注混凝土，如果继续坍孔，且坍孔部位较深时，应将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时钢筋笼吊出，再用粘土掺砂砾回填。待回填土沉实稳定后，重新钻孔、下钢筋笼，再灌注混凝土。 2 断桩

由于混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥渣土填充形成间断桩。造成原因及防治措施如下：①施工中若发生导管底端距孔底过远，则混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与持力层之间被不凝固的混凝土填充。为避免这一质量事故的发生，桩孔钻成后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，采用两次清孔方法，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。这就要求在灌注混凝土

前，应认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。②导管密封不良，冲洗液浸入使混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝固。在地下水活动较大的地段，导管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。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。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，切勿起拔过多过快。如果导管提升过快，以致其下口拔离孔中的混凝土面时，易使桩中形成泥浆夹层。③在灌注混凝土时，因停电、待料等原因停灌混凝土而造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。施工中应明确规定，混凝土浇注过程中，一旦开始进行浇筑，一定要连续完成作业，确保在混凝土初凝时间内连续浇注，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水，应备足混凝土料，并合理安排好施工人员作业时间，在混凝土灌注量大时还应做到作业人员分班作业。④施工中还会发生灌注时混凝土没有从导管内灌入，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，个别孔段混凝土夹有泥浆而出现疏松、空洞的现象。因此，施工中要严格确定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流动性，坍落度亦满足灌注要求。灌注混凝土必须从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要有足够量，避免埋下质量事故的隐患。断桩主要出现在水下混凝土灌注过程当中，如果混凝土灌注时导管提升过快，以致导管下口拔离孔中的混凝土面时，易使桩身混凝土中形成泥浆夹层而断桩。如果一个桩孔的混凝土未能连续浇注，两次浇注时间相隔较长时，由于孔中已浇混凝土表面凝固，而使桩身在该处出现断裂。对于这些事故，事实上只要施工人员能严格按操作规程办事，不疏忽大意，不急于求成，是完全可以避免的。一旦发生这类事故，可采取拔起导管，在已灌注的混凝土中，钻一个较小直径的钻孔，并另插一个较小的钢筋笼，然后再用导管灌注混凝土。 3 弯孔、斜孔、缩孔、梅花孔 在造孔过程中，要经常用探孔器吊入孔内检查。探孔器可用较粗钢筋焊接成梭状型，其外径等于桩的设计直径，长度约为直径的4-6倍。当探孔器不能沉到已钻的深度，或发现钻杆倾斜、吊绳偏移护筒中心，或锥头上提困难、转动不灵等情况，则可能发生弯孔、斜孔、缩孔、梅花孔等现象。造成弯孔、斜孔的原因有：钻孔内有探头石，钻进呈倾斜状的地层以及钻机安装不平或支承钻机的地面产生不均匀沉降等。形成缩孔和梅花孔的原因可能是钻锥在冲击时转动套不够灵活，或因泥浆太稠而影响钻锥转动。因此在钻孔过程中应经常检查钻杆和钻孔的竖直度。对探头石和缩孔，可用钻锥在孔壁凸出处上下升降，把探头石敲击掉或修削好缩孔。当发生严重弯孔、斜孔、缩孔、梅花孔时，则应回填，重钻修孔，必要时反复修几次；冲击法修孔，应回填小片石至偏斜处以上0.5m。 4 卡钻

钻锥卡在钻孔内较难旋转，不能提起，称为卡钻，出现这种情况，很可能是地下遇到石块等障碍物，且深度较浅，遇此情况不得强行上提，以免掉钻或发生坍孔，而应放慢速度，慢速转动上提，再反复几次，一般较小障碍物，钻头即可排除，对于遇到较大较多障碍物，钻头无法排除，则应停止钻进，移开钻机，改用冲抓或冲击锥冲孔，然后再用反循环钻机跟进钻孔。如果出现孔内探头石为未凿除或因有杂物下坠而卡钻时，可用小钻头冲击障碍物，将其打碎或压进孔壁，也可冲击原钻头使其松动，然后吊起。 5 埋钻和掉钻

埋钻通常是由坍孔或钻锥冲进土层太深所引起的。掉钻主要是由于钻杆与钻锥松

脱或钻杆断裂所致。一般可用套绳、打捞钩或小型冲抓锥抓取。如落体已被泥砂埋设，应用空气吸泥机吹开埋钻的泥砂，再提钻锥。 从上述出现的事故原因分析和处理措施可见，钻孔灌注桩在施工当中应当引起足够的重视，严格按照规范操作，一旦出现施工质量事故时应认真分析事故原因，采取合理的技术措施，及时进行补救。对于存在问题的桩，不得隐瞒事实，应设法进行补救，更不宜轻易放弃，造成过多的损失。经过补救后的桩应认真进行检测，合格后方可使用，对补救后仍不合格的，就应与设计部门联系，采取补桩或其它措施。