水泥搅拌桩施工与常见问题及处理方法

作者：刘荣基

来源：《城市建设理论研究》2013年第41期

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

随着社会经济发展的需要，深层搅拌桩的桩长和桩径不断加大，单桩承载力也越来越高，同时，也使单柱单桩的设计成为可能。对于长桩、大桩，其施工难度大，易发生质量事故。而单柱单桩的设计，对桩的质量要求高，发生质量事故后，加固处理难度大，且费用较高。同时，深层搅拌桩受工程地质条件及水文地质条件的影响较大，加之钻孔桩施工的不可逆性及唯一性，决定了深层搅拌桩施工质量的一次成功性。由于深层搅拌桩具有上述特点，深层搅拌桩的施工质量便备受施工单位、监理、业主的关注。因此，有必要对施工工艺的了解，也有必要对深层搅拌桩的常见质量事故加以分析，找出质量事故发生的原因，研究相应对策，尽可能防止质量事故发生。

一、搅拌桩施工常见问题 （一） 坍孔

坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。例如166-4桩基。

坍孔原因：①、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。②、由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。③、护筒埋置太浅，护筒底口处、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。④、在松软砂层中钻进进尺太快。⑤、提出钻头时，回转速度过快，空转时间太长。⑥、水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。⑦、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆，使孔内水位低于地下水位。⑧、清孔操作不当，供浆管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。例如182-2桩基。

（二） 钻孔偏斜

本工程在一些桩上也发生过钻孔偏斜问题，造成钻孔垂直度不符合规范要求的主要原因如下：

（1） 场地平整度和密实度差，钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降，导致钻孔偏斜。

（2）钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大，造成钻孔偏斜。 （3）钻头翼板磨损不一，钻头受力不均，造成钻头偏离方向。

（4）钻进遇软硬土层交界面或倾斜岩面时，钻压过高使钻头受力不均，造成钻头偏离方向。

控制钻孔垂直度的主要技术措施为： （1）压实、平整施工场地。

（2）安装钻机时应严格检查钻进的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程应定时检查主动钻杆的垂直度，发现偏差应立即调整。

（3）定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现问题及时维修或更换。

（4）在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进，应低速低钻压钻进。发现钻孔偏斜，应及时回填粘土，冲平后再低速低钻压钻进。

（5）在复杂地层钻进，必要时在钻杆上加设扶整器。 （三） 掉钻落物

钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。曾经在168-8桩基发生过掉钻，原因是钻杆接头不良。掉钻落物原因：

①．卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。在路南辅道的施工中，在作某个桩基的时候，由于操作手的失误，在卡钻时强提强扭，操作不当，使铁链超负荷运转而导致其断裂，最后经维修人员维修一天后才继续工作。 ②．钻杆接头不良或滑丝。

③．电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。

④．转向环、转向套等焊接处断开。 ⑤．操作不慎，落入扳手、撬棍等物。 （四） 扩孔和缩孔

搅拌桩的塌孔与缩径从表面上看是两个相反面，实际上产生的原因却基本相同。主要是地层复杂、钻进进尺过快、护壁泥浆性能差、成孔后放置时间过长没有灌注砼等原因所造成。 在广州金沙洲居住新城市政道路二期二标的路南辅道中扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。 缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。 （五） 外杆折断

在金沙洲居住新城市政道路二期二标中常见的折断原因：

①．用水文地质或地质钻探小直径钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其承受扭矩能力小，容易扭断。

②．钻进中选用的转速不当，使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大，因而折断。 ③．钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚。 ④．地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作。 二、处理方法

（一） 坍孔的预防和处理

①．在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。

②．发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。例如188-4桩基。

③．如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m-2m，如坍孔嚴重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

④．清孔时应指定专人补浆，保证孔内必要的水头高度。供浆管最好不要直接插入钻孔中，以免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。

⑤．吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。 （二） 钻孔偏斜预防和处理

①．安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

②．由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。

③．钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。在广州金沙洲居住新城市政道路二期二标路南辅道作软基工程时，一般钻机进场前，都会先检查钻机部件是否符合要求。

（三） 掉钻预防措施及处理

①．开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

②．经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。

（四） 缩孔预防及处理

为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。例如224-6桩基就是由于监理不到位，没有及时灌注混凝土造成缩孔。后来又重新复钻。

（五）外杆折断预防和处理

① 不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。

② 钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作。

③ 钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头焊缝是否足够。不合要求者，及时更换。

④ 在钻进中若遇异物，须及时处理后再钻进。在路南辅道大约是K0+200路段，也发现有在钻进中遇到大型石块，但由于操作手的判断，并没有发生外杆折断。

⑤ 如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。

三、结 语

随着我国国民经济的迅速发展和经济的全球化，大力发展交通运输事业，势在必行，而地基工程在整个等级公路里面一直占有很重的分量，因此，地基工程（尤其在南方地区软土比较多的地方多为软土地基工程）是保证公路质量的前提条件。 参考文献

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